使用单环和双环固定技术对犬尸体股骨近端裂隙进行骨水泥股骨柄结构的生物力学评估

《Veterinary Immunology and Immunopathology》：Biomechanical evaluation of cemented femoral stem constructs with single and double cerclage stabilization of proximal fissures in canine cadaveric femora

　　K. S. KAMALESH KUMAR | ROHIT KUMAR | T. SAI KUMAR | AMAN KUMAR TIWARI | ABHISHEK C. SAXENA | O. R. VINODH KUMAR | ABHIJIT PAWDE | AMARPAL 印度兽医研究所外科部门，Izatnagar，Bareilly，北方邦243122，印度 **摘要** 在犬类进行水泥固定全髋关节置换术（THR）过程中，股骨近端裂隙是最常见的术中并发症之一；由于水泥聚合一旦开始就无法中断，外科医生必须立即稳定裂隙以防止其发展为完全性骨折。尽管常规推荐使用环形钢丝固定，但不同环形钢丝配置在水泥固定股骨柄结构中的机械性能对比仍不明确。本研究评估了单环和双环不锈钢环形钢丝对德国牧羊犬（GSDs）和拉布拉多寻回犬（LABs）中具有标准化股骨近端干骺端裂隙的 cemented 股骨柄结构稳定性的影响，并将其性能与完整结构在轴向压缩、三点弯曲和轴向扭转下的表现进行了比较。共植入54根股骨（每种犬种每组6根），分别采用水泥固定股骨柄，并将其分配到完整结构、单环或双环配置组，然后进行破坏性机械测试。结果测量指标包括刚度、屈服载荷、最大载荷、变形特性、能量吸收、扭矩和扭转强度。数据使用包含犬种、组别及犬种×组别效应的一般线性模型进行分析，随后进行Tukey和Bonferroni事后比较。完整结构在所有测试中表现出最高的整体机械性能。在裂隙稳定结构中，双环环形钢丝固定始终优于单环固定，表现出更好的轴向、弯曲和扭转抵抗力，更高的失效载荷以及更强的变形耐受性。单环结构提供了部分加固作用，但在两种犬种中机械性能仍低于双环固定。观察到与犬种相关的差异，GSD股骨表现出更高的绝对强度，而LAB股骨表现出更大的变形能力；然而，犬种×组别的交互作用并未改变双环环形钢丝的机械优势。这些发现表明，双环环形钢丝固定是稳定水泥固定THR过程中股骨近端裂隙的最可靠策略。尽管完整结构在机械性能上更优，但双环环形钢丝固定提供了有效的术中保护，防止裂隙扩展，并提高了植入物的稳定性。需要进一步的研究，结合循环载荷和更大的样本量，以优化临床建议。 **引言** THR是治疗犬类终末期髋关节疾病（包括严重骨关节炎、慢性髋关节发育不良以及股骨头和颈部切除后的后遗症）的金标准手术方法（Schulz, 2000）。通过恢复接近正常的关节生物力学，THR可可靠地改善肢体功能、缓解疼痛并提高整体生活质量（Bergh等人，2006；Lascelles等人，2010；Olmstead, 1995）。基于临床、放射学和主人报告的结果，无论是水泥固定还是非水泥固定的THR系统，成功率均高达80%至98%（DeYoung等人，1992；DeYoung等人，1993；Marcellin-Little等人，1999；Massat和Vasseur，1994；Olmstead等人，1983；Olmstead，1987；Olmstead，1995；Skurla等人，2000）。尽管结果良好，但根据植入物类型和患者特征，约5-20%的手术会出现术后并发症（Edwards等人，1997；Gemmill等人，2011；Guerrero和Montavon，2009；Olmstead，1995）。报告的并发症包括脱位、股骨骨折、伤口感染、髋臼移位、髋臼突出、血栓栓塞、坐骨神经病变和股骨柄下沉（Dyce，2005；Liska，2004）。其中，假体周围股骨骨折（PFFs）被认为是水泥固定和非水泥固定THR中最严重的并发症之一。这些骨折可能发生在术中或术后，人类医学中的发生率为1.5%至3.6%-13.1%（Kwok等人，2023；Ganz等人，2010；Kidd等人，2016），而在犬类中约为2.9%-13%（Liska，2004；Ganz等人，2010）。此类骨折通常需要复杂的翻修手术，且常因近端骨量不足而复杂化（Monotti等人，2020）。据报道，人类THR患者中PFFs后的死亡率接近11%（Bhattacharya等人，2007）。在犬类中，水泥固定THR的股骨骨折发生率为2.9%，而非水泥固定系统的发生率为5.1%-13%（Liska，2004；Ganz等人，2010；Fitzpatrick等人，2012；Henderson等人，2017）。风险因素包括年龄较大、髓腔开口指数（CFI）降低、潜在的骨病以及股骨髓腔准备过程中的术中裂隙形成（Liska，2004；Ganz等人，2010；Masri等人，2004）。在股骨扩孔或股骨柄插入过程中，环状应力可能导致微小裂隙骨折，这些裂隙在术中常常未被发现。当受到术后负荷或扭转力作用时，这些裂隙可能会扩展，导致完全性和移位性骨折（Liska，2004）。在人类骨科中，初次THA术中髋臼顶裂纹的发生率约为1.44%（Park等人，2020），而非水泥固定股骨柄的骨折发生率为1%-5%（Pavone等人，2019；Lamb等人，2019）。Vancouver分类系统仍是分类和管理假体周围股骨骨折的标准框架（Monotti等人，2020）。尽管Vancouver B2型骨折是人类中最常见的假体周围股骨骨折亚型，但犬类研究显示，THR术后B1型骨折比B2型更常见（Frangie等人，2023；Monotti等人，2020），这突显了不同物种在骨折模式上的差异。生物力学评估研究了各种固定结构，包括环形钢丝、缆绳、支柱移植物和钢板（Dennis等人，2000；Schmotzer等人，1996；Wang等人，2019），发现对于质量良好的骨骼，采用近端单层和远端双层固定并辅以环形钢丝的方案最为稳健（Wang等人，2019）。在兽医骨科中，Biomedtrix?模块化水泥固定系统与约2.9%的股骨骨折发生率相关，尤其是在已有骨病或术中裂隙形成的犬类中（Liska，2004）。BFX非水泥固定系统的骨折发生率也约为5%（Hunt和Preston，2009；Ganz等人，2010）。为了降低裂隙扩展的风险，建议在髓腔准备或股骨柄插入过程中进行预防性环形钢丝固定（Ganz等人，2010；Israel和Liska，2020）。 **流行病学证据进一步强调了这些并发症在大型犬类中的临床重要性** 在英国兽医骨科协会犬类髋关节登记册（BVOA-CHR）记录的257例病例中，拉布拉多寻回犬（n=91）和德国牧羊犬（n=43）是接受THR手术的最常见犬种。在140例病例中，7.1%出现了并发症；在39例非水泥固定（BFX）手术中，25.6%出现了并发症（Henderson等人，2017）。