目的对比长短柄假体置换治疗高龄粉碎性粗隆间骨折的短期临床疗效,探讨股骨矩不同处理方式对长柄假体置换的临床疗效的影响;建立长短柄假体置换治疗高龄粉碎性粗隆间骨折三维有限元模型,对股骨、水泥型长短柄假体、骨水泥的应力分布趋势、大小进行研究以指导临床工作。资料与方法山东大学齐鲁医院2002年5月～2007年5月期间54例(54髋)高龄粉碎性粗隆间骨折行水泥型人工髋关节置换手术,根据假体类型分为两组,第一组为长柄假体置换组31例,第二组为普通柄假体置换(即短柄组)组23例。手术方法基本同常规假体置换,区别在于对股骨矩部位的处理,依据股骨矩部位的骨折情况,采取三种方法即水泥重建股骨矩、钢丝缝扎转子间嵴间接复位股骨矩、钢丝环扎股骨矩。随访术后一年及最近一次髋关节Harris评分,并行髋关节X线检查,观察假体周围影像学表现。在临床随访获得满意疗效的基础上,利用医学数字图像通讯标准DICOM3.0,及Mimics图形处理软件准确地生成股骨特征结构轮廓,再利用CAD建模软件Unigraphics完成股骨三维实体的真实重建,然后建立不同长度人工髋关节股骨假体、骨水泥三维实体模型。最后利用有限元分析软件ABAQUS6.5分别建立股骨、骨水泥和假体的三维有限元模型,进而对模型的应力进行有限元分析,研究股骨和长短柄人工髋关节股骨假体、骨水泥的应力分布和大小。结果①长柄假体置换组(4#)31例,除1例死亡外均获随访,平均随访时间28个月,术后一年Harris评分66～95分(平均83.7分),优良率86.67%;普通假体置换组(3#)23例均获得随访,平均随访时间31个月,术后一年Harris评分57-91分(平均78.2分),优良率82.6%;两组差异无统计学意义。②X线显示长柄假体置换组经随访出现3例异位骨化,均为Brooker分级Ⅰ级,两例出现假体周围透亮带,但宽度小于2mm;除一例股骨矩部位畸形愈合外,股骨矩骨折愈合均满意;普通柄假体置换组2例出现异位骨化,均为Brooker分级Ⅰ级,一例出现假体周围透亮带,宽度小于2mm;股骨矩骨折愈合均满意。③长柄假体置换股骨矩三种不同处理方式在术后卧床时间方面水泥重建组明显长于另外两组,而术后功能对比无统计学意义。④长短柄人工髋关节假体的应力分布为假体颈的上部和中下部,接近颈干交界处各有一个应力集中区,峰值分别为3#169.9Mpa、207.5Mpa;4#191.5Mpa、227.4Mpa;假体柄颈干交界处、远端内外侧各有一个应力集中区,峰值分别为3#85.91Mpa、56.11Mpa、121.83Mpa,4#108.52Mpa、94.13Mpa、182.426Mpa,⑤粗隆间骨折行髋关节置换后剩余股骨应力分布规律为近端向远端应力逐渐增加,至股骨干内外侧中下段1/3交界处集中明显,向末端再次减小,内外侧峰值分别为3#83.35Mpa、96.86Mpa;4#82.11Mpa、95.88Mpa。⑥短柄假体对应的骨水泥一假体柄界面近末端内外侧各形成一应力集中区,峰值分别为10.9Mpa、21.3Mpa,长柄假体对应的该界面在中段内侧及远端内外侧各形成一应力集中区,峰值分别为4.78Mpa、2.48 Mpa、14.83 Mpa。⑦重建股骨矩部位骨水泥的内外部两个界面具有相同的应力分布规律,即厚薄水泥过渡区域后内侧与股骨矩截骨面接触部位为应力集中区,内外部峰值分别为3#4.31Mpa、10.06Mpa,4#6.03Mpa、13.67Mpa。结论1.水泥型长、短柄假体置换治疗高龄粉碎性粗隆间骨折近期临床疗效均满意,对比无统计学差异,但远期效果有待研究。2长柄假体置换治疗粉碎性粗隆间骨折,无论选择何种方法处理股骨矩,短期临床疗效不受影响。3.高龄粉碎性粗隆间骨折行人工关节置换后剩余股骨与人体正常股骨应力分布规律相似。但置换后对比发现长柄假体置换对股骨应力分布的影响更小,更适合人体股骨生物力学要求。4.长短柄股骨假体的应力分布规律无明显差异,且与常规置换后假体应力分布相似,区别在于粉碎性粗隆间骨折置换模型中的假体柄近端内侧增加了一较小的应力集中区。5.水泥重建股骨矩不会发生水泥断裂,没有改变剩余股骨的应力分布规律,从生物力学角度考虑,不会因此造成假体松动,符合生物力学要求。6.短柄假体置换后致使骨水泥-假体柄间的界面应力分布改变明显,其峰值超过了水泥疲劳强度,松动几率明显增加;而长柄假体置换后该界面应力分布规律与常规假体置换后类似,故治疗高龄粉碎性粗隆间骨折水泥型长柄假体置换远期松动几率可能低于短柄假体置换。