髋臼双柱骨折固定技术的生物力学比较:单柱钢板联合对侧拉力螺钉与双柱钢板固定的等效稳定性研究
《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》:Biomechanical comparison of fixation techniques for associated both-column acetabular fractures requiring single (anterior or posterior) versus combined anterior–posterior approaches
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时间:2025年10月26日
来源:Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery 2.1
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本研究针对髋臼双柱骨折(ABC)固定技术选择难题,通过建立符合临床特征的ABC骨折模型,系统比较了前柱钢板联合后柱螺钉固定(AP+PCS)、后柱钢板联合前柱螺钉固定(PP+ACS)和双柱钢板固定(AP+PP)三种术式的生物力学性能。结果显示单柱钢板联合对侧拉力螺钉固定可达到与双柱钢板固定相当的稳定性,且仅需单一手术入路,为降低手术创伤提供了生物力学依据。
在骨科创伤领域,髋臼骨折一直是临床治疗的难点。其中,关联性双柱骨折(Associated Both-Column Fractures, ABC)作为Letournel分型中最复杂的骨折类型之一,其治疗策略长期存在争议。尽管这类骨折在临床上颇为常见,但针对其固定技术的比较研究却相对匮乏。传统观点认为,双柱骨折需要通过对前、后柱分别进行钢板固定(AP+PP),这通常需要联合前、后双手术入路。然而,这种术式虽然能提供可靠的稳定性,但也不可避免地增加了手术创伤、延长了手术时间,并可能带来更多的并发症风险。
面对这一临床困境,骨科医生开始探索更微创的解决方案。单柱钢板联合对侧拉力螺钉固定技术应运而生,这种术式只需单一手术入路即可完成固定,显著降低了手术创伤。但一个关键问题始终悬而未决:这种简化术式的生物力学稳定性是否能与传统的双柱钢板固定相媲美?为了回答这个临床关切的问题,由Dietmar Krappinger和Richard A. Lindtner领导的研究团队在《Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery》上发表了他们的最新研究成果。
研究人员首先面临的挑战是如何建立一个既能代表ABC骨折典型特征,又具有良好可重复性的生物力学模型。ABC骨折的复杂性在于其存在三个特征性表现:双柱均受累、两柱相互分离、整个髋臼关节面与剩余髂骨分离。基于这些特征,研究团队创新性地使用第四代复合半骨盆模型,通过定制PMMA模具和榫锯,成功建立了一个包含四个主要骨折块(前柱碎片、后柱碎片、前髂翼碎片、后髂翼碎片)的ABC骨折模型。
在研究设计上,团队比较了三种固定技术:前柱钢板联合后柱拉力螺钉固定(AP+PCS)、后柱钢板联合前柱拉力螺钉固定(PP+ACS),以及作为对照的前柱钢板联合后柱钢板固定(AP+PP)。为了模拟真实生理状态,研究采用了两种加载方案:单腿站立(Single-Leg Stance, SLS)和坐站运动(Sit-to-Stand, STS),载荷范围从50到750N。通过光学3D测量系统,研究人员精确评估了在750N载荷下各骨折块之间的骨折间隙运动(Fracture Gap Motion, FGM)和相对骨块间旋转(Relative Interfragmentary Rotation, RIFR)。
关键技术方法包括使用第四代复合半骨盆建立ABC骨折模型,采用伺服液压材料试验机进行生物力学测试,应用两种生理加载方案(SLS和STS),通过光学3D测量系统量化骨折稳定性指标,使用定制模板确保植入物位置一致性,并进行统计学分析比较各组差异。
研究发现,与SLS加载相比,STS加载在所有固定技术中均导致后髂翼与后柱碎片之间的平均FGM和RIFR值更高。这一发现强调了在评估髋臼骨折固定稳定性时,考虑不同生理活动负荷的重要性,因为传统的生物力学研究多局限于SLS加载条件。
最引人注目的发现是,单柱钢板联合对侧拉力螺钉固定技术(AP+PCS和PP+ACS)提供了与双柱钢板固定(AP+PP)相当的固定强度。在多数测量参数上,单柱固定组甚至表现出更优的稳定性指标,这一结果完全推翻了传统认知。
对比AP+PCS和PP+ACS两种单柱固定技术,研究发现两者在生物力学性能上无显著差异。这一发现为临床医生根据具体骨折类型和个人技术偏好选择手术入路提供了理论依据。
该研究的发现对临床实践具有重要指导意义。首先,它证实了通过单一手术入路完成ABC骨折固定的可行性,这有望显著降低手术创伤、缩短手术时间并减少相关并发症。其次,研究强调了STS加载条件在评估髋臼骨折固定中的重要性,为未来生物力学研究提供了新的方法学参考。
然而,研究人员也谨慎指出,生物力学上的等效性并不完全等同于临床上的成功。骨折复位质量仍然是影响预后的最关键因素。在ABC骨折中,由于前后柱的完全分离,通过单一入路实现对侧柱的满意复位具有一定挑战性。此时,"继发性契合"的概念可能发挥作用,即通过韧带整复作用使分离的骨折块围绕股骨头实现接近解剖的对位。
此外,研究还讨论了合并后壁骨折的ABC骨折的处理策略。当后壁碎片通过盂唇关节囊复合体与髋臼保持连接时,可能无需特殊处理;反之,则可能需要考虑后侧入路联合前柱螺钉固定。
本研究存在若干局限性:使用的标准化骨折模型未考虑ABC骨折的附加骨折成分或关节面压缩;模型未包含周围软组织的影响;样本量有限等。未来研究可在此基础上进一步探索更复杂的骨折模型,并开展相应的临床研究验证这些生物力学发现。
该研究通过严谨的生物力学实验证明,对于ABC髋臼骨折,单柱钢板联合对侧拉力螺钉固定通过单一手术入路即可提供与双柱钢板固定相当的稳定性。这一发现为临床医生选择创伤更小的手术方案提供了科学依据,有望在保证固定效果的同时降低手术创伤,改善患者预后。然而,成功应用该技术的前提是能够通过单一入路实现双柱的满意复位,这在临床实践中需要术者具备丰富的经验和娴熟的技术。
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