股骨是人体最长最结实的长骨,长度约为身高的1/4,分为一体两端。人体股骨形态并不是笔直不变的,它的曲度和角度等相关参数存在个体差异,即使在成年以后,自身的股骨曲度和角度也会随着年龄不断发生变化,这种变化具有一定的规律性。然而,中国人的股骨曲度相关参数缺乏系统研究,更重要的是治疗股骨骨折时,应用常规固定物通常无法完全与个性化的股骨曲度和角度相适形,进而不能恢复生理股骨内外骨皮质的解剖连续性。由于局部应力遮挡造成的术后内固定失败、骨折不愈合、畸形愈合的发生率居高不下。针对以上问题,本研究对人体股骨动态形变进行了系统研究,阐述了股骨动态形变规律,首先提出了骨动态形变定律。为了研究人体股骨曲度随年龄的变化规律和影响股骨曲度变化的相关因素,并为中国人股骨相关内固定物的设计提供股骨曲度方面的数据支持。本研究探讨了从发育成熟阶段到老年阶段中国人的股骨前弓角（sagittal femoral bowing angle,s FBA）,股骨侧弓角（coronal femoral bowing angle,c FBA）,矢状位股骨皮质指数（sagittal femoral cortical index,s FCI）和冠状位股骨皮质指数（coronal femoral cortical index,c FCI）四个形态学参数是否与年龄相关,以及FCI是否与矢状面和冠状面FBA相关。股骨远端骨折（distal femur fractures,DFFs）是一种不常见但是严重的骨折,大约一半的DFFs都合并膝关节内骨折。股骨远端C型骨折是一种复杂的关节内完全骨折,股骨远端骨折后冠状位宽度的复位和固定质量是影响患者中远期疗效的重要因素。目前,累及股骨双髁关节面的骨折的微创复位技术主要是对于塌陷移位骨折块的复位,针对双髁关节面出现变宽的情况,如果不能准确复位则会出现力线不正,影响疗效。使用双侧锁定加压接骨板（Locking compression plate,LCP）固定是目前常用的治疗关节面变宽的方法之一,但是这些接骨板均配以普通锁定螺钉或拉力螺钉,这两种螺钉的加压作用有限,不能充分恢复股骨远端内外髁之间的宽度。此外,以往的螺栓进行加压后螺钉末端过长,导致皮肤受刺激而出现局部软组织疼痛的问题。我们团队为解决上述问题,设计并发明了一种加压自断螺栓（slot-designed compression bolt,SCB）组件,这种SCB可以在加压螺栓拧紧到位后,从加压部位的凹槽折断,解决了由于螺栓末端遗留过长而引起的局部软组织刺激出现疼痛、活动受限等问题。为了进一步明确SCB在股骨远端关节内骨折的内固定效果,本研究首先在不同复位程度下比较了加压自断螺栓固定股骨远端骨折后的生物力学稳定性,然后对比SCB与普通锁定螺钉固定股骨远端骨折后的生物力学特性。为加压自断螺栓在股骨远端关节内骨折的临床治疗提供生物力学依据。在股骨远端骨折的内固定临床治疗方面,手术部位感染（Surgical site infection,SSI）是大多数骨科和创伤外科医生面临的主要挑战。我们前瞻性研究了股骨远端骨折切开复位内固定术后SSI的流行病学特征和相关预测因素。为股骨远端骨折术后感染的预防和监控提供数据支持。第一部分不同年龄阶段的中国成年人体股骨曲度变化及相关因素分析目的:探讨成人股骨曲度的形态学参数与年龄、股骨皮质指数等因素的相关性。方法:1.连续收集2016年10月——2019年10月在河北医科大学第三医院体检的正常成年人的股骨全长正侧位X线片,按照纳入排除标准筛选出120个测量对象。人工测量的曲度和角度参数有股骨干前弓角（sagittal femoral bowing angle,s FBA）,股骨干侧弓角（coronal femoral bowing angle,c FBA）,矢状位股骨皮质指数（sagittal femoral cortical index,s FCI）,冠状位股骨皮质指数（coronal femoral cortical index,c FCI）。记录每个测量对象的年龄、性别、侧别、身体质量指数（body mass index,BMI）等人口学特征指标。2.使用Shapiro-Wilk检验分析连续变量的正态性,不同性别间的人口学指标的比较使用Two-Sample T检验或者Mann-Whitney U检验。使用two-way ANOVA分析性别和侧别这两个因素对四个股骨形态学测量参数的交互作用;使用多元线性回归分析年龄、身高、体重、BMI对四个股骨形态学测量参数的影响。使用Pearson法对s FBA、c FBA、s FCI和c FCI进行两两相关分析。最后用多元线性回归分析年龄、身高、体重、BMI、s FCI和c FCI这些因素对于s FBA和c FBA的综合影响。结果:1.男性和女性测量人群的平均年龄分别是46.95±15.25岁和52.22±15.61岁,女性的右侧股骨皮质指数显著低于男性的右侧股骨皮质指数（P<0.05）,性别和侧别对于s FBA、c FBA、s FCI和c FCI的交互影响没有统计学意义（P>0.05）2.sFCI与s FBA存在高度的负相关性（r=-0.535,P<0.05）,s FCI与c FBA也存在高度的负相关性（r=-0.535,P<0.05）;年龄（β=0.304）和s FCI（β=-0.322）是s FBA的两个独立预测因素,年龄（β=0.308）和s FCI（β=-0.414）也是c FBA的两个独立预测因素结论:1.中国人的股骨干曲度与年龄存在正相关性,矢状面的股骨皮质指数与年龄存在负相关性。2.一个较大的股骨干曲度常常伴随一个较小的股骨皮质指数,股骨干曲度与股骨皮质指数存在负相关性。进行股骨相关手术时,需要特别注意这些老年人的股骨形态学变化。第二部分在不同复位程度下比较加压自断螺栓固定股骨远端骨折后的生物力学稳定性目的:比较不同复位程度对于加压自断螺栓辅助内固定系统固定股骨远端骨折后生物力学稳定性的影响。方法:1.36例经福尔马林防腐处理的成年男性膝关节标本,建立股骨远端C1骨折模型。分别在股骨远端骨折分离位移复位间距为0mm,1mm,2mm,3mm时使用加压自断螺栓辅助双侧接骨板固定,对四组模型进行轴向压载试验、水平扭转实验和循环轴向负荷试验。2.生物力学机器的压力负荷范围为0-1000N,记录轴向压载负荷为400N,700N,1000N时各组的轴向位移;计算出水平扭转5°时各组的扭转刚度;记录循环轴向负荷为100-400N,100-700N,100-1000N时各组的轴向位移。每个标本每次进行10个循环测量。3.使用SPSS25.0软件进行数据处理。计量资料首先使用ShapiroWilk检验判断数据是否符合正态分布,对于符合正态分布且方差齐性的数据,以均数±标准差（x±s）表示,四组计量资料采用单因素方差分析One-Way ANOVA法,各组间的两两比较采用Tukey法。结果:在轴向压载试验中,复位间隙0mm组与1mm组的之间的轴向位移差异无统计学意义。复位间隙为2mm和3mm组在三种负荷下的轴向位移均显著高于0mm和1mm组,且与0mm和1mm组两两比较的轴向位移差异有统计学意义。在水平扭转试验中,顺时针扭转5°时,随着复位间隙的增大,系统扭转刚度也逐渐下降,且各复位组之间的扭转刚度差异均有统计学意义。在循环轴向负荷试验过程中,在100-400、100-700和100-1000三个循环水平下,复位间隙0mm组与1mm组的之间的循环轴向位移差异无统计学意义。复位间隙为2mm和3mm组在三种负荷下的循环轴向位移均显著高于0mm和1mm组,且与0mm和1mm组两两比较的循环轴向位移差异有统计学意义。结论:股骨远端骨折块间的复位间隙影响股骨远端的生物力学稳定性。复位间隙增大会导致加压自断螺栓辅助双侧钢板的系统垂直刚度和扭转刚度越降低。当骨折分离移位为0-1mm时,坚强内固定可使股骨远端周围内固定的系统刚度维持稳定,大于2mm的分离移位均会使股骨远端周围内固定的系统刚度显著减低。第三部分比较加压自断螺栓与普通锁定螺钉固定股骨远端骨折后的生物力学稳定性目的:比较加压自断螺栓与锁定螺钉固定股骨远端骨折的生物力学特点及稳定性。方法:将36例成年男性股骨防腐标本,建立股骨远端C1骨折模型。记录当压力负荷为400、600、800和1000N时,两种不同固定方式组的轴向位移、系统扭转刚度和循环负荷位移的变化数据。1.36例经福尔马林防腐处理的成年男性膝关节标本,建立股骨远端C1骨折模型。根据随机数字表将骨折模型分为2组,使用双侧锁定加压接骨板联合锁定螺钉组与双侧锁定加压接骨板联合加压自断螺栓组。对两组模型进行垂直压载试验、水平扭转实验和循环轴向负荷试验。2.生物力学机器的压力负荷范围为0-1000N,记录轴向压载负荷为400、600、800和1000N时各组的轴向位移;计算出水平扭转5°时各组的扭转刚度;记录循环轴向负荷为100-400N,100-600N,100-800和100-1000N时各组的轴向位移。每个标本每次进行10个循环测量。3.使用SPSS25.0软件进行数据处理。计量资料首先使用ShapiroWilk检验判断数据是否符合正态分布,对于符合正态分布且方差齐性的数据,以均数±标准差（x±s）表示,四组计量资料采用单因素方差分析One-Way ANOVA法,各组间的两两比较采用Tukey法。结果:在轴向载荷试验中,轴向负荷为400N时,加压自断螺栓组与锁定螺钉组的轴向刚度差异无统计学意义（P>0.05）。轴向负荷增大为600、800、1000N时,加压自断螺栓组的轴向刚度均显著高于锁定螺钉组,差异有统计学意义。在水平扭转载荷试验中,顺时针扭转5°时,加压自断螺栓组与锁定螺钉组的扭转刚度间无显著性差异。在循环轴向载荷试验中,在100-400、100-600、100-800和100-1000四个循环水平下,加压自断螺栓组的压缩位移比锁定螺钉组显著降低,两组间差异有统计学意义。结论:与普通锁定螺钉相比,加压自断螺栓辅助双侧锁定加压接骨板固定股骨远端骨折后更加坚强可靠,具有更高的系统刚度。加压自断螺栓在固定和使用时具有操作微创和关节内加压的优势。第四部分切开复位内固定治疗成人股骨远端骨折手术部位感染的发生率和危险因素的前瞻性队列研究目的:手术部位感染是切开复位治疗股骨远端骨折的常见并发症之一,可导致终生残疾和截肢等严重后果。关于股骨远端骨折切开复位内固定术后手术部位感染（SSI）的流行病学特征和相关预测因素的资料有限。我们设计了这项前瞻性研究来探索和预测这一临床问题。方法:前瞻性调查收集河北医科大学第三医院2014年10月至2018年12月手术治疗的成人股骨骨折患者资料,筛选出364例切开复位内固定（Open reduction and internal fixation,ORIF）治疗的股骨远端骨折（Distal femur fractures,DFFs）的患者纳入到本研究中。记录DFFs患者的人口学特征、生活方式、基础疾病、实验室检查、手术相关信息、抗菌药物使用情况和术后感染情况等方面的数据,并在一年内随访完整数据。对于股骨远端骨折术前连续变量进行相关特征（Receiver operating characteristic,ROC）分析,对于分类变量进行卡方分析,最后使用多元logistic回归分析筛选出与股骨远端骨折切开内固定术后发生SSI相关的独立预测因素。结果:SSI的发生率为6.0%（22/364）:浅表SSI为2.4%（9/364）,深部SSI为3.6%（13/364）。金黄色葡萄球菌（2例耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）为最常见的致病菌（36.8%,7/19）。在多变量分析中,与SSI相关的独立危险因素有:开放性骨折（OR:7.3,P=0.003）、使用引流管（OR:4.1,P=0.037）和切口低清洁度（OR:3.5,P=0.002）。白蛋白/球蛋白（A/G）水平≥1.35（OR:0.2,P=0.042）是SSI的独立保护因素。结论:大约1/15的DFFs患者在ORIF术后发生SSI。开放性骨折、引流管的使用、术中切口清洁度低、术前A/G低于1.35与股骨远端骨折患者行切开内固定术后SSI的风险增加显著相关。术前应对伴有这些危险因素的高危患者积极采取措施,预防发生手术部位感染。