BMC Musculoskelet Disord：空心螺钉固定股骨颈骨折时合适的轴向位置是什么？

股骨颈骨折在老年人中通常由骨质疏松引发，在青壮年中则多由高能量创伤导致。对于年轻患者的股骨颈骨折以及老年患者的无移位骨折，一般需要进行保髋手术。手术治疗的目的是通过解剖复位和稳定固定实现骨折愈合，且不出现并发症。多种内固定器械，如多枚空心螺钉或动力髋螺钉，被广泛用于这一目的。此外，近年来的技术进展引入了各种内固定技术，如股骨颈系统、额外的平行四枚螺钉固定、α固定以及支撑钢板固定等，所有这些技术都旨在减少内固定失败和其他并发症。尽管有这些进展，内固定失败仍时有发生（发生率为11%至32%），并且最佳的固定方法仍然存在争议。

空心螺钉因其微创性、操作简便以及能够产生动力加压的特性而一直受到青睐。多位作者主张将螺钉呈倒三角形尽可能宽地放置，以提高稳定性。 即使进行了解剖复位且螺钉放置正确，内固定失败或股骨颈短缩仍可能频繁发生。空心螺钉固定后，股骨颈塌陷不仅可能发生在冠状面，也可能发生在轴面。张等人报道，在使用三枚空心螺钉时，下方的全螺纹螺钉可以减少冠状面的内翻畸形，并降低内固定失败的风险。同样，申等人提出，将全螺纹螺钉放置在后方可以防止股骨颈后方塌陷。

最近的一项生物力学研究报道，空心螺钉固定后股骨颈后方粉碎和股骨颈后倾是常见问题，也是导致复位丢失、股骨颈进一步塌陷和骨不连的原因。因此，人们探索了各种空心螺钉固定技术和位置，以提高股骨颈骨折前后位（AP位）视图下的固定稳定性。 然而，关于在三枚螺钉固定股骨颈骨折时，为提高固定稳定性的螺钉最佳轴向位置的信息仍然很少。因此，我们进行了这项有限元分析（FEA）研究，从力学角度研究在三枚空心螺钉固定的股骨颈骨折模型中，螺钉轴向位置的影响。在这项有限元分析研究中，我们的假设是，螺钉位置更靠前会增加骨-螺钉结构对后向弯曲力的抵抗力，从而提高固定稳定性。

方法：构建了18个模拟Pauwels II型股骨颈骨折的有限元模型（FEMs），并使用9个正常骨模型和9个骨质疏松骨模型进行测试。每个有限元模型在假设解剖复位的情况下，模拟了轴面视图中三种不同的螺钉位置（前、中、后）与三种模型（模型1：8°夹角，螺钉间距10毫米；模型2：6°夹角，螺钉间距10毫米；模型3：8°夹角，螺钉间距6毫米）的组合情况。研究了螺钉和骨上的应力集中情况，并测量了米塞斯应力峰值（PVMS）和平均应力。

前后位（a）和轴位（B）视图中空心螺钉的位置

用于有限元模型分析的材料特性

分析模型的加载条件;髋关节力，2100 N（体重× 300%）;外展肌力，700 N（体重× 100%）

9组模型的外形（1型：8°角，螺钉间距10 mm; 2型：6°角，螺钉间距10 mm; 3型：8°角，螺钉间距6 mm）

断裂面上的局部坐标系，表示剪切位移和轴向位移的方向

每个有限元模型中螺钉上感兴趣区域的平均应力结果

结果：在所有有限元模型中，空心螺钉上的应力集中始终出现在骨折部位附近的下方螺钉处。在每个有限元模型中，螺钉周围的骨应力集中出现在下方螺钉的头部和尖端周围。在轴面视图中，随着螺钉位置从后向前移动，螺钉及其周围骨上的所有米塞斯应力峰值均降低。此外，随着螺钉倾斜角度增加和螺钉间距最大化，这些应力也会降低。所有有限元模型中感兴趣区域的平均应力表现出与米塞斯应力峰值相似的变化模式。

结论：为提高三枚空心螺钉固定的股骨颈骨折的固定稳定性，并减少骨折部位和外侧皮质的应力集中，建议在轴面视图中将螺钉放置在中心前方，并根据患者股骨的几何形状最大化螺钉间距。

原始出处：

Dae-Kyung, Kwak;  Yeji, Lee;  Sung-Jae, Lee;What is the appropriate axial position in cannulated screw fixation for femoral neck fractures? A finite element analysis.BMC Musculoskelet Disord 2025 Apr 30;26(1):430