研究背景：在我国,随着工业的发展,近十年来交通事故导致的骨盆髋臼骨折发生率逐渐增加。高能量损伤所致的骨盆、髋臼骨折,特别是髋臼粉碎性骨折合并骨缺损,日趋增多。本课题组张春才教授基于髋臼的进化性,髋臼与骨盆的整体性及“头臼对应”的系统性概念,在Letournel和Judet两柱理论的基础上创新性的提出了髋臼三柱理论。将臼顶负重区及其上方对应的骨质增厚区域作为髋臼中柱加以独立区分。而臼顶作为髋臼中柱的组成部分,是负重关节面,臼顶区月状关节面的完整性与稳定性是承担髋臼生理功能的重要基础,涉及此处骨折会导致股骨头与髋臼之间的接触面积和应力等关系发生改变,从而大大增加远期创伤性关节炎的发生概率。涉及髋臼负重关节面的骨折虽然早在上个世纪中期就被明确提出,并认为其是髋臼骨折诊疗中的重要影响因素,但纵观半个多世纪的髋臼骨折研究发展史,针对髋臼臼顶的基础或临床研究少之又少,同它重要的作用产生了鲜明的对比,而在临床工作中我们发现,基于髋臼三柱理论的中柱是髋臼骨折经常累及的部位,尤其是中柱后壁薄弱区域。与之相应的解剖学测量、分类方法、诊断标准、手术技术和内固定材料仍缺乏系统性的研究。因此,我们需要对髋臼中柱后壁结构及功能进行充分研究,从形态学和生物力学角度上与广义后壁加以区别对待。第一部分髋臼中柱后壁厚度解剖学测量及定量分析研究目的：通过对髋臼中柱后壁厚度的解剖学测量,定量分析髋臼中柱后壁的形态特点及临床意义,为髋臼三柱理论提供新的依据,从而为临床治疗提供理论参考。研究方法：选取15具经福尔马林浸泡处理的成年防腐尸体骨盆标本(男8例,女7例),对髋臼整个后壁采用角度分区法,分别测量不同层面不同分割点的后壁厚度,并验证分析其结果。研究结果：1、距臼缘5mm处测量的髋臼中柱后壁平均厚度波动于(6.47±0.61～7.43±0.71)mm,髋臼后柱后壁平均厚度波动于(5.62±0.51～6.33±0.61)mm,臼顶平均厚度波动于(7.71±0.74～8.27±0.99)mm。距臼缘5mm处髋臼中柱后壁厚度与髋臼后柱后壁厚度无显著差异(P>0.05),但臼顶厚度较髋臼中柱后壁增厚较显著(P<0.05)；距臼缘10mm处测量的髋臼中柱后壁厚度波动于(8.81±0.67～13.35±0.89)mm,髋臼后柱后壁厚度波动于(7.02±0.63～7.66±0.69)mm,臼顶平均厚度波动于(14.46+0.97～17.05+1.35)mm。距臼缘10mm处髋臼中柱后壁厚度较髋臼后柱后壁增厚较显著(P<0.05),臼顶厚度较髋臼中柱后壁增厚显著(P<0.01)：距臼缘15mm处测量的髋臼中柱后壁厚度波动于(12.08±0.78～19.84±1.03)mm,髋臼后柱后壁厚度波动于(10.17±0.76～11.12±0.77)mm,臼项平均厚度波动于(23.23±1.12～26.01±1.53)mm。距臼缘15mm处髋臼中柱后壁厚度较髋臼后柱后壁增厚显著(P<0.01),臼顶厚度较髋臼中柱后壁增厚显著(P<0.01)。2、距臼缘5mm处测量的髋臼中柱后壁平均厚度波动于(6.47±0.61～7.43±0.71)mm,距臼缘10mm处测量的髋臼中柱后壁厚度波动于(8.81±0.67～13.35±0.89)mm,距臼缘15mm处测量的髋臼中柱后壁厚度波动于(12.08±0.78～19.84±1.03)mm,随着测量距离的增加,髋臼中柱后壁显著增厚(P<0.05)；距臼缘5mm处测量的髋臼后柱后壁平均厚度波动于(5.62±0.51～6.33±0.61)mm,距臼缘10mm处测量的髋臼后柱后壁厚度波动于(7.02±0.63～7.66±0.69)mm,距臼缘15mm处测量的髋臼后柱后壁厚度波动于(10.17±0.76～11.12±0.77)mm,随着测量距离的增加,髋臼后柱后壁显著增厚(P<0.05)；距臼缘5mm处测量的臼顶平均厚度波动于(7.71±0.74～8.27±0.99)mm,距臼缘10mm处测量的臼顶厚度波动于(14.46±0.97～17.05±1.35)mm,距臼缘15mm处测量的臼顶厚度波动于(23.23±1.12～26.01±1.53)mm,随着测量距离的增加,臼顶厚度显著增厚(P<0.01)；3、距臼缘5mm处测量的男性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(6.77±0.59～7.67±0.67)mm、髋臼后柱后壁平均厚度波动于(5.94±0.47、6.64±0.57)mm；距臼缘5mm处测量的女性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(6.13±0.61～7.11±0.55)mm、髋臼后柱后壁,平均厚度波动于(5.2.5±0.44～6.01±0.49)mm。距臼缘lOmm处测量的男性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(9.39±0.65～14.38±0.86)mm、髋臼后柱后壁平均厚度波动于(7.25±0.63～8.13±0.81)mm;距臼缘10mm处测量的女性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(8.15±0.7112.17±0.94)mm,髋臼后柱后壁平均厚度波动于(6.76±0.64～7.12±0.55)mm。距臼缘15mm处测量的男性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(12.50±0.78～20.47±1.13)mm、髋臼后柱后壁平均厚度波动于(10.54±0.78～11.55±0.71)mm；距臼缘15mm处测量的女性髋臼中柱后壁平均厚度波动于(11.60±0.94～19.12±0.99)mm、髋臼后柱后壁平均厚度波动于(9.75±0.65～10.63±0.83)mm。并目.男女性别在髋臼后缘厚度测量中无明显统计学差异(p>0.05)。研究结论：本研究通过相关解剖学与形态学测量,发现后上壁(髋臼中柱后壁)的唇缘短而厚,而非负重臼后壁(髋臼后柱后壁),则长而薄。整个髋臼后缘厚度从髋臼后柱后壁→髋臼中柱后壁→臼顶部呈现逐渐增厚趋势,这种趋势随着测量点距臼缘距离的不断增加而愈加明显(图表1)。我们可以看到：距臼缘5mm处髋臼中柱后壁厚度与髋臼后柱后壁厚度无显著差异(P>0.05),而距臼缘10mm及15mm处髋臼中柱后壁厚度较髋臼后柱后壁显著增厚(P<0.05)。但是与臼顶部相比,臼顶厚度较髋臼中柱后壁显著增厚(P<0.01)。骨的形态结构取决于其所处的力学环境,髋臼中柱后壁除了传统意义上维持“头臼对应”稳定性功能外,还可能参与髋臼部分负重,虽然其较髋臼后柱后壁增厚,但仍显薄弱。因此髋臼中柱后壁(后上壁)骨折在临床上多见。另外,我们对整个髋臼后缘厚度在不同点位上进行了解剖学测量,也为髋臼骨折临床固定提供相关解剖学参考,避免内固定物进入关节内,有一定的临床意义。同时也为髋臼的区域新划分(髋臼三柱理论)提供新的理论依据。第二部分髋臼中柱后壁骨折固定的生物力学研究研究目的：通过对骨盆标本进行髋臼中柱后壁区域的生物力学实验研究,探讨髋臼中柱后壁骨折在髋臼骨折中的特殊性、重要性以及其对累及髋臼负重顶区的髋臼骨折的生物力学行为的影响,从实验生物力学的角度循证骨盆髋臼三柱的合理性并为临床中髋臼骨折的治疗提供理论依据。研究方法：对6具经福尔马林浸泡的成年男性防腐尸体骨盆标本平均分为两组,分别按需进行髋臼中柱后壁骨折和髋臼后柱后壁骨折建模。第一组模拟正常人双足站立水平位,在相同内固定方式(直径3.5mm松质骨螺钉和7孔重建锁定钢板)下加载至1500N,应用数字图像相关测量技术分析比较髋臼中柱后壁骨折和后柱后壁骨折部位上方及下方骨折线的移位情况；第二组模拟正常人双足站立水平位,在不同内固定方式(一侧用直径3.5mm松质骨螺钉和7孔重建锁定钢板固定,另一侧用ATMFS固定)下加载至1500N,应用数字图像相关测量技术分析髋臼中柱后壁骨折部位上方及下方骨折线的移位情况。数据分别记录后经统计学分析比较。研究结果：1、髋臼中柱后壁骨折和髋臼后柱后壁骨折在相同内固定方式(直径3.5mm松质骨螺钉和7孔重建锁定钢板)下的生物力学对照研究结果：(1)实验加载及测量过程中,所有标本均无骨折发生及内固定装置断裂,骨折部位上、下方骨折线移位均未超过2mm。因此,应用螺钉及重建锁定钢板固定髋臼中柱后壁骨折和髋臼后柱后壁骨折,在垂直加载1500N应力下,均能够满足骨折固定要求,达到坚强稳定固定；(2)髋臼中柱后壁骨折上方骨折线平均矢量位移为(1.538±0.050)mm,下骨折线平均矢量位移为(1.486±0.059)mm；髋臼后柱后壁骨折上方骨折线平均矢量位移为(0.924±0.067)mm,下骨折线平均矢量位移为(0.833±0.045)mm。两者比较存在显著统计学差异。2、髋臼中柱后壁骨折在不同内固定方式(直径3.5mm松质骨螺钉+7孔重建锁定钢板和髋臼三维记忆合金内固定系统[ATMFS])下的生物力学对照研究结果：(1)实验加载及测量过程中,所有标本均无骨折发生及内固定装置断裂,骨折部位上、下方骨折线移位均未超过2mm。因此,两种不同内固定方式固定髋臼中柱后壁骨折,在垂直加载1500N应力下,均能够满足骨折固定要求,达到坚强稳定固定：(2)螺钉+重建锁定钢板固定侧上方骨折线平均矢量位移为(1.519±0.053)mm,下骨折线平均矢量位移为(1.519±0.053)mm；ATMFS固定侧上方骨折线平均矢量位移为(1.552±0.040)mm,下骨折线平均矢量位移为(1.552±0.040)mm。两者比较无显著统计学差异。3、每一组中,上方骨折线的平均矢量位移与下方骨折线的,平均矢量位移比较存在显著性差异,目.上方骨折线的平均矢量位移往往大于下方骨折线的矢量位移。4、每一组中,Y轴(垂直方向)上的位移与X轴(水平方向)上的位移比较存在显著性差异,目.Y轴上的位移远大于X轴上的位移。研究结论：髋臼中柱后壁与髋臼后柱后壁广义概念上虽都归于髋臼后壁,但实际承担的生物力学效应却不尽相同(髋臼中柱后壁所承受的应力明显大于髋臼后柱后壁),所以在临床中应区分对待。另外,髋臼中柱后壁骨折在不同内固定方式(直径3.5mm松质骨螺钉+7孔重建锁定钢板和髋臼三维记忆合金内固定系统[ATMFS])下,虽然都能满足坚强固定要求(所有组骨折部位上、下方骨折线矢量位移均未超过2mm),但是本实验两组均仅仅进行8个循环,髋臼中柱后壁骨折线移位却接近于2mm。现实中患者术后进行早期功能锻炼时,加上肌肉收缩的协同效应,髋臼中柱后壁在长期压应力反复刺激下,可能导致骨折移位进行性增加,甚至超过2mm,从而引起一系列并发症。这可能也就是临床随访过程中骨折复位丢失,股骨头半脱位,创伤性关节炎等的原因所在。