股骨近端不同位置開窗對股骨強度的影響*

高明，李鋒，陶樹青

（哈爾濱醫科大學附屬第二醫院 骨科, 黑龍江 哈爾濱 150001）

股骨近端開窗常常應用于髖關節翻修術中骨水泥的取出、骨髓炎的病灶清除及引流減壓等方面，其有著不錯的臨床效果[1-3]。但關于股骨近段皮質開窗位置的選擇，相關實驗和文獻報導不多。本實驗通過對豬股骨近端不同位置進行開窗，然后折彎測量最大承載力。對比分析股骨近端不同位置開窗對股骨強度的影響，希望能為臨床手術中股骨近端開窗的位置選擇提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

選用新鮮豬，年齡6～7個月，體重95～110 kg，雌雄不限。豬股骨與人股骨的形態有一定差異，但豬骨和人類的皮質骨證明有類似的機械性能[4]。

1.2 方法

將豬股骨剔除軟組織，對近端進行標記開窗（見圖1），開窗的上緣起自股骨小轉子下30 mm。開窗大小確定為10 mm×20 mm。開窗的選擇是根據ROSS的報道[5]，臨床常規開窗大小約10 mm×25 mm。開窗后將股骨固定于三點折彎裝置上，進行折彎測試（見圖2），受壓點在股骨小轉子下60 mm處。該測試使用810型疲勞試驗機（美國MTS公司），進行勻速靜態加載，裝置下移的速度是3 mm/min。裝置施加的力和位移以及股骨承載的最大力都會被記錄，用于數據統計。

圖1 開窗示意圖

圖2 折彎示意圖

1.3 實驗分組

實驗分為對照組、外側開窗組及前側開窗組。每組又分有向前折彎組、向后折彎組、向內折彎組及向外折彎組各10根豬股骨。

1.4 統計學方法

數據分析采用SPSS 17.0統計軟件，計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用方差分析，兩兩比較用配對t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 3組向前折彎時股骨承載力比較

對照組、外側開窗組及前側開窗組的折斷力分別為（5.324±0.452）、（3.523±0.381）及（3.381±0.310）kN。經方差分析，3組向前折彎時股骨承載力比較有差異（F=1.477、1.049和1.439，P=0.001、0.083和0.000）。進一步兩兩比較，對照組高于外側開窗組和前側開窗組，差異有統計學意義（P＜0.05）；外側開窗組和前側開窗組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.2 3組向后折彎時的股骨承載力比較

對照組、外側開窗組及前側開窗組的折斷力分別為（5.307±0.437）、（3.080±0.491）及（3.739±0.504）kN。經方差分析，3組向后折彎時的股骨承載力比較有差異（F=1.115、1.133和1.193，P=0.000、0.045和0.000）。進一步兩兩比較，前側開窗組高于對照組和外側開窗組，差異有統計學意義（P＜0.05）；對照組和外側開窗組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.3 3組向內折彎時的股骨承載力比較

對照組、外側開窗組及前側開窗組的折斷力分別為（5.709±0.743）、（4.632±0.738）及（4.561±0.834）kN。經方差分析，3組向內折彎時的股骨承載力比較有差異（F=1.008、1.021和1.250，P=0.054、0.184和0.001）。進一步兩兩比較，前側開窗組高于對照組和外側開窗組，差異有統計學意義（P＜0.05）；對照組和外側開窗組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.4 3組向外折彎時的股骨承載力比較

對照組、外側開窗組及前側開窗組的折斷力分別為（4.831±0.687）、（2.685±0.563）及（3.084±0.480）kN。經方差分析，3組向外折彎時的股骨承載力比較有差異（F=1.493、1.002和1.373，P=0.000、0.076和0.000）。進一步兩兩比較，對照組高于外側開窗組和前側開窗組，差異有統計學意義（P＜0.05）；外側開窗組和前側開窗組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。

3 討論

股骨近段開窗目前應用于髖關節翻修中骨水泥的取出、骨髓炎病灶的清除等方面。在髖關節翻修手術中，骨水泥及假體的安全取出相當棘手，稍有不慎可能造成股骨穿孔、股骨干骨折。股骨近段皮質開窗可以減少風險，降低操作時間。做到直視下取出骨水泥和假體柄，使手術更具有效率，也更安全[6]。對急性化膿性骨髓炎、股骨慢性骨髓炎、股骨硬化性骨髓炎，股骨開窗是有效的治療方式，其可直視下取出死骨、炎癥組織及竇道，結合雙氧水沖洗、抗生素珠鏈填充及灌洗引流等手段可獲得理想的治療效果[7-10]。因此，臨床手術中股骨開窗位置的選擇應給予重視，選擇最合適的位置，將股骨強度損失降到最低十分重要。本文通過探究兩組手術中常用的不同開窗位置對股骨局部強度的影響。擬為臨床開窗位置的選擇提供理論支持。

綜上所述，本實驗證明前側開窗組在向后折彎時，承載力要高于外側開窗組，前側股骨股局部強度損傷相對更低，結合本實驗研究，在臨床中行開窗術時，在條件允許的情況下，盡量使用前側開窗，其造成的骨強度損傷相對較小，術后出現骨折并發癥的可能性更小。

[1] 金毅, 鄭稼, 劉珂. 股骨開窗在人工髖關節翻修術中的應用[J].山東醫藥, 2010, 50(19): 36-37.

[2] 康鵬德, 楊靜, 沈彬, 等. 股骨皮質骨開窗技術在髖關節翻修術中的應用[J]. 中國康協肢殘康復學術年會, 2011, 48: 1060-1064.

[3] 李高陵, 孫長英. 開窗減壓萬古霉素骨水泥鏈珠填塞治療硬化性骨髓炎[J]. 實用骨科雜志, 2014, (7): 662-664.

[4] AERSSENS J, BOONEN S, LOWET G, et al. Interspecies differences in bone composition, density, and quality: potential implications for in vivo bone research[J]. Endocrinology, 1998,139(2): 663-670.

[5] WILSON L J, RICHARDS C J, DEAN I, et al. Risk of periprosthetic femur fracture after anterior cortical bone windowing: a mechanical analysis of short versus long cemented stems in pigs[J]. Acta Orthopaedica, 2011, 82(6): 674-678.

[6] THOMAS M, MARTIN S, ANDREAS S, et al. Fenestration of the femoral shaft: a standard procedure in revision hip surgery without bypassing the cortical defect[J]. Orthopedics, 2004, 27(9): 965-966.

[7] NAWATHE S, AKHLAGHPOUR H, BOUXSEIN M L, et al.Microstructural failure mechanisms in the human proximal femur for sideways fall loading[J]. Journal of Bone & Mineral Research the Official Journal of the American Society for Bone & Mineral Research, 2014, 29(2): 507-515.

[8] EGOL K A, PARK J H, ROSENBERG Z S, et al. Healing delayed but generally reliable after bisphosphonate-associated complete femur fractures treated with IM nails[J]. Clinical Orthopaedics &Related Research, 2014, 472(9): 2728-2734.

[9] ENGELKE K, FUERST T, DARDZINSKI B, et al. Odanacatib treatment affects trabecular and cortical bone in the femur of postmenopausal women: results of a two-year placebo‐controlled trial[J]. Journal of Bone & Mineral Research the Official Journal of the American Society for Bone & Mineral Research, 2015, 30(1):30-38.

[10] POOLE KENNETH E S, TREECE G M, GEE A H, et al.denosumab rapidly increases cortical bone in Key locations of the femur: a 3D bone mapping study in women with osteoporosis[J].Journal of Bone & Mineral Research, 2015, 30(10): DOI:10.1002/jbmr. 2325