在全髋关节置换术(THR)中，股骨假体的一个重要功能是将旋转中心产生的力传递到股骨近端。Crowning shield等人在1980年指出，股骨假体的许多设计变化是直觉过程的产物，而不是严格的工程分析的结果。仍然没有多少科学证据支持目前大多数杆子设计的长度选择。它们的长度通常基于大多数部件在设计时的平均长度，而不是基于对长期性能的评估。当考虑初次THR时，今天的骨科医生面临着各种各样的股骨假体柄的选择。Ⅰ 型：表面置换柄-髋关节表面置换假体，仅截除一小部分股骨头，保留大部分股骨头，支撑股骨假体主要依靠股骨头骨质；Ⅱ 型：半头表面置换柄-仅截除股骨头一半，股骨柄假体位于股骨颈内，支撑股骨假体主要依靠股骨颈部骨质，适用于股骨头结构或骨质量不足以进行髋表面置换者。III型：短柄-柄的长度 <2倍大转子顶点到小转子基底部的垂直距离，即柄长<2d，柄的远端位于III区；IIIA型：股骨颈截骨线位于头颈交界处，即a线处；IIIB型：股骨颈截骨线位于小转子上1～ 1.5cm，即b线处；Ⅳ标准柄，柄的长度 ＞2倍大转子顶点到小转子基底部的垂直距离，即柄长>2d，柄的远端位于Ⅳ区ⅣA型：干骺端固定型-即初始稳定依靠干骺端压配稳定，骨整合位于干骺端ⅣB型：干骺端和骨干固定型-即初始稳定依靠干骺端和骨干压配稳定，骨整合位于干骺端和骨干Ⅴ型：股骨柄骨初始稳定依靠股骨干部压配稳定，柄的远端位于Ⅴ区。股骨近端解剖对于股骨近端的最佳固定是必不可少的，尤其是在无骨水泥固定中，近端的紧密配合可优化初始的扭转稳定性，从而促进骨植入和尽量减少纤维嵌入。只有当种植体紧密接近股骨近端的骨内几何形状时，才能用最强壮的可用骨来直接支撑股骨柄，位于皮质壁2~5mm内。非骨水泥骨柄中的干骺端匹配对于实现负荷从骨柄到骨的生理转移以及最大限度地减少应力遮挡和不利的骨重建的重要性已经被证明。Noble等人阐明了我们关于股骨近端解剖作为股骨部件设计基础的许多知识，他们发现了头部大小、股骨长度、股骨偏移量和外部皮质直径之间的相关性，从而创建了股骨的相对成比例的轮廓。相反，他们认为股骨髓管的直径与这些特征不成比例。管扩张指数(CFI)(下图)是指股骨小粗隆中点近端20mm处和峡部处股骨皮质内宽度的比率，在200个被调查的标本中显示出从2.4到7.0的广泛变化，表明股骨髓管并不具有普遍可复制的形状。CFI<3.0被归类为烟囱型，正常型在3至4.7之间，而CFI在4.7至6.5之间则被归类为香槟酒杯型。由于股骨管近端和远端之间的相关性较差，因此有必要根据其在近端而不是远端管中的适合度来选择柄，从而优化干骺端的载荷转移。Dorr等人还发现，在小粗隆远端20mm处的股骨管内侧直径与股骨外部尺寸的关系最可预测，这些发现为某些类型的无骨水泥干端的干骺端固定提供了解剖学基础。根据沃尔夫定律，股骨近端假体的存在会改变载荷的分布，进而影响骨重建的持续过程。插入骨水泥或非骨水泥的骨柄不可避免地导致股骨近端的压缩、拉伸和剪切应变的减少，无论假体柄的长度多少。当使用非骨水泥骨柄时，当实现骨柄的近端紧密配合时，接近正常的应变模式，而远端紧密配合可以显著减少近端应变。柄的远端部分的接触越近，近端的应力屏蔽发生得越多，而柄与远端皮质之间的不接触可能减少应力屏蔽，骨吸收和大腿疼痛。因此，柄的长度在将力转移到股骨中起着重要作用。从概念上讲，缩短柄的长度减少了近端的应力屏蔽，代价是减少了固定和载荷转移的接触面积。在生物力学研究中，Bieger等人和Arno等人认为缩短股骨柄可以减少近端的应力遮挡，而不会影响初始稳定性。从生物力学的角度来看，只有干骺端的设计为股骨提供了最佳的匹配。Boyle等人比较了异体经典假体(Alloclassic Hip System, Zimmer Orthopaedics, Warsaw, Indiana) 和短柄Mayo假体 (Mayo Conservative Stem, Zimmer Orthopaedics, Warsaw, Indiana) 的生物力学性能，发现Mayo假体能更有效地将载荷转移到松质骨上，并减少近端的骨丢失。相反，由Van Rietbergen等人研究发现，他们指出预测的骨吸收模式之间的差异很小，并不总是有利于较短的设计。此外，与长茎相比，短茎外侧的远端附近有较高的剪应力。与原始设计中更普遍的分布相比，中等大小的仅干骺端的茎体内的应力分布发生了矛盾的变化。他们得出结论，缩短茎可能与初始稳定性的下降有关。Bishop等人在一个分析模型中强调了短的无骨水泥股骨柄发生骨超载的风险增加，尤其是在骨质量较差的情况下。随着骨柄长度的减少，骨应力增加，他们得出结论，当使用短柄时，适当的患者选择是至关重要的。然而，他们的发现并不得到Jakubowitz等人的支持，他们在比较无水泥 Spotorno (CLS stem; Zimmer Orthopaedics, Warsaw)和Mayo短杆时，在股骨标本中人工复制假体周围骨折，发现短杆的抗折性略有下降，但并不显著。在缩短的水泥Exeter stems (Stryker Orthopaedics, Mahwah, New Jersey) 中，与传统长度的杆相比，在加载框架中进行联合压缩和扭矩测试时，断裂的载荷显著减少。然而，失效的扭矩仍然超过日常生活活动中观察到的扭矩的7到10倍，因此作者得出结论，这两种设计都可以安全使用。总结了短柄无骨水泥假体的临床结果。虽然有大量文献描述了短柄无骨水泥假体的使用和短期随访，但很少有报告中期结果及长期结果。外科医生应该始终考虑潜在的翻修需要，此外，越来越多的预期寿命更长的年轻患者正在接受THR。柄长度的缩短是否会使翻修更容易，翻修后的结果是否更好，还需要一段时间来评估。总而言之，在选择柄时，外科医生有几个目标。它们的目标应该是股骨近端应力的最佳分布；在不影响稳定性的情况下最大限度地保存骨骼；以及长期固定。根据患者的特殊因素，如骨密度、股骨近端解剖结构和皮质-髓质比，这可能需要不同类型的柄设计，具有不同的固定机制，不同患者的柄的长度也不同。
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