空心螺釘治療青年股骨頸骨折研究進(jìn)展

劉金月 綜述 彭笳宸 審校

遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，貴州 遵義 563000

隨著交通事故和高空墜落等高能量損傷的發(fā)生，青年股骨頸骨折(Femoral neck fracture，F(xiàn)NF)的發(fā)生率逐漸增加[1]。對于較年輕的患者，總的趨勢是進(jìn)行復(fù)位和內(nèi)固定治療[2-3]，以盡量保護(hù)原有髖關(guān)節(jié)并避免關(guān)節(jié)成形術(shù)后假體使用時間的顧慮。青年患者骨密度高，高能量損傷常致骨折移位，損傷股骨頸上、下支持帶動脈，使股骨頭內(nèi)血供遭受一定損傷，術(shù)后骨不連和股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)較高，其發(fā)生率分別高達(dá)35%和45%[4]，且青年FNF患者術(shù)后活動量大，功能預(yù)期較高，如何選擇更合適的治療方案，對骨科醫(yī)生提出較大挑戰(zhàn)?？招尼斁哂袃?yōu)越的抗旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和較小的股骨頭血供干擾，在生物力學(xué)和臨床醫(yī)師的廣泛推動下，空心釘內(nèi)固定已成為青年FNF 首選固定方式，但對于不同類型骨折，其復(fù)位、固定方式存在較大爭議。Garden分型是FNF最常見的分型方法，但對于青年FNF，依據(jù)生物力學(xué)的Pauwels 分型在臨床實踐中更有價值[4]。隨著Pauwels角度的增大，F(xiàn)NF 斷端處承受的應(yīng)力逐漸增加，移位趨勢加大，對內(nèi)固定強(qiáng)度的要求也隨之增加，且出現(xiàn)內(nèi)固定失敗的風(fēng)險也逐漸升高，對于部分股骨頸垂直剪切骨折的年輕患者，內(nèi)固定失敗率達(dá)30%~40%[4]。除了對股骨頭血運的破壞，內(nèi)固定強(qiáng)度不足也是導(dǎo)致空心釘固定失敗的一個主要原因，螺釘?shù)姆较?、?shù)量、配置、分布方式均可能影響骨折的穩(wěn)定性，眾多學(xué)者從生物力學(xué)和臨床角度深入研究，空心釘固定的手術(shù)效果逐漸提升，本文綜述了近年來國內(nèi)外近年來空心釘固定中青年股骨頸骨折的相關(guān)研究進(jìn)展。

1 骨折復(fù)位方式的選擇

在復(fù)位方法上，復(fù)位質(zhì)量是關(guān)鍵。過去許多學(xué)者主張將閉合復(fù)位內(nèi)固定作為年輕FNF 的首選治療方法[4-5]。閉合復(fù)位操作簡便，創(chuàng)傷小，恢復(fù)快，符合微創(chuàng)治療理念。Leadbetter技術(shù)是閉合復(fù)位最經(jīng)典的技術(shù)[5]，將患側(cè)髖關(guān)節(jié)在輕微內(nèi)收和牽引下先屈曲90°，然后髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋并進(jìn)一步內(nèi)收，再緩慢外展，同時保持髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋和牽引。平臥位牽引復(fù)位常需牽引床輔助復(fù)位，術(shù)中反復(fù)透視增加了對手術(shù)醫(yī)生的輻射傷害，且部分基層醫(yī)院尚未配備牽引床，增加了閉合復(fù)位的難度，有學(xué)者創(chuàng)新性提出了側(cè)臥位徒手牽引方法，何祥忠等[6]對64 例未移位型FNF 患者使用空心釘進(jìn)行閉合復(fù)位內(nèi)固定治療，并根據(jù)體位分為平臥位組和側(cè)臥位組，兩組手術(shù)切口長度、術(shù)中失血量、術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率及Harris 評分接近(P>0.05)，但側(cè)臥位組術(shù)前等待時間、手術(shù)時間顯著減少(P<0.01)，無需牽引床輔助，然而術(shù)中輻射量較平臥組增加。然而，對于高能量骨折，廣泛的移位和嚴(yán)重的后頸部粉碎骨折很難閉合復(fù)位，且青年FNF需要達(dá)到解剖復(fù)位以獲得最佳的治療效果，部分學(xué)者主張及早切開復(fù)位同時行關(guān)節(jié)囊減壓[2,7-8]。但切開復(fù)位創(chuàng)傷較大，有增加感染、破壞血運的風(fēng)險。李翔等[9]使用牽拉頂壓手法結(jié)合定位桿技術(shù)治療Garden Ⅳ型FNF，既可保證良好的復(fù)位質(zhì)量，又能精準(zhǔn)置入內(nèi)固定物，其中定位桿還起到關(guān)節(jié)囊內(nèi)減壓的作用，成為一種“零切開”手術(shù)。許多研究者比較了閉合復(fù)位和切口復(fù)位的并發(fā)癥，在一項前瞻性隨機(jī)研究中，UPADHYAY 等[10]對48 例青年FNF 患者進(jìn)行閉合復(fù)位，對44例青年FNF患者進(jìn)行開放復(fù)位。兩組骨愈合率(P=0.93)和術(shù)后ONFH 發(fā)生率(P=0.85)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，復(fù)位質(zhì)量是骨不連發(fā)生重要的預(yù)測因素，沒有明確的證據(jù)表明閉合復(fù)位和切開復(fù)位與股骨頭壞死的發(fā)生有關(guān)。在骨折復(fù)位過程中，無論閉合復(fù)位還是切開復(fù)位都需盡量達(dá)到解剖復(fù)位，對多數(shù)青年FNF患者，仍首選閉合復(fù)位內(nèi)固定，對于難復(fù)位性和廣泛移位的FNF患者應(yīng)及時行切開復(fù)位內(nèi)固定治療。

2 螺紋長度對內(nèi)固定的影響

目前尚不清楚螺紋長度對FNF 內(nèi)固定的影響?，F(xiàn)常用有螺紋長度分別為16 mm 和32 mm 兩種空心松質(zhì)骨螺釘，部分研究者傾向于使用短螺紋空心釘[11]，認(rèn)為長螺紋空心釘螺紋可能穿過骨折線，增加骨折不愈合風(fēng)險。但是，也有研究表明更長的螺紋長度可能是有益的，F(xiàn)RANDSEN 等[12]對尸體股骨頭的研究發(fā)現(xiàn)，較長螺紋螺釘?shù)目拱纬鰪?qiáng)度是較短螺紋螺釘?shù)膬杀?。但少有文獻(xiàn)報道螺釘螺紋長度對骨折愈合率的影響，PARKER 等[11]對432 例股骨頸骨折患者隨機(jī)選用短螺紋(16 mm)和長螺紋(32 mm)空心釘內(nèi)固定，隨訪一年后發(fā)現(xiàn)兩種螺釘內(nèi)固定在非移位型股骨頸骨折患者和移位型股骨頸骨折患者中術(shù)后骨愈合率與并發(fā)癥發(fā)生率無明顯差異，但長螺紋螺釘成本更高。對三枚不同螺紋空心釘?shù)呐渲弥?，一項研究表? 枚半螺紋空心釘與1枚全螺紋空心釘組合較三枚類型全部為半螺紋空心釘在在內(nèi)固定效果上更具有穩(wěn)定性，且相比全螺紋釘固定，可有效控制股骨頸短縮及退釘現(xiàn)象的發(fā)生[13]。ZHANG 等[14]對30 個pauwels 角分別為50°、60°、70°的FNF 模型采用全螺紋的無頭空心加壓螺釘(HCCS)和普通空心加壓螺釘(OCCS)按正三角構(gòu)型內(nèi)固定進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和最大載荷試驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)pauwels 角為50°和60°時，兩組螺釘抗壓強(qiáng)度差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但當(dāng)pauwels 角達(dá)到70°時，HCC 組抗壓強(qiáng)度更高，HCC在治療股骨頸垂直骨折比常規(guī)治療有更好的生物力學(xué)穩(wěn)定性，可能與HCC錐形設(shè)計使螺釘進(jìn)入骨內(nèi)時在骨折處形成有效壓縮，獲得更大的握持力、剪切強(qiáng)度有關(guān)。對于較穩(wěn)定的pauwels Ⅰ~Ⅱ性骨折，半螺紋螺釘即可提供較好的力學(xué)穩(wěn)定性，而對于不穩(wěn)定性骨折，混合螺紋螺釘組合或OCCS 均可提供較大的固定固定強(qiáng)度，可進(jìn)一步行生物力學(xué)分析和臨床研究得出最優(yōu)不同螺紋螺釘固定組合。

3 螺釘數(shù)量的選擇

對于空心釘內(nèi)固定的數(shù)量一直存在著爭議,有證據(jù)表明鉆孔和螺釘?shù)臄?shù)量與繼發(fā)性股骨頭壞死的發(fā)生率有關(guān)[15-16]。ZHAO 等[17]對股骨頭血運形態(tài)角度的研究也表明不同數(shù)量或位置的內(nèi)固定會在不同程度上影響骨內(nèi)血管系統(tǒng)，在穩(wěn)固內(nèi)固定的同時，減少螺釘數(shù)量，可能減少對骨內(nèi)血管系統(tǒng)的損傷從而減少ONFH 發(fā)生率。既往認(rèn)為螺釘數(shù)量從2 枚增加到3 枚時螺釘?shù)姆€(wěn)定性增加，何曉君等[2]對分布采用2枚和3枚空心釘進(jìn)行股骨頸骨折內(nèi)固定模型力學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)對Pauwels 角分布為30°、50°時的股骨頸骨折模型內(nèi)固定后，兩組手術(shù)在相同應(yīng)力作用下分離、扭轉(zhuǎn)等移位無顯著性差異，Pauwels 角為70°時3 枚空心釘內(nèi)固定穩(wěn)定性更佳。同時在一項有限元分析中，雖然2 枚螺釘和3 枚螺釘在Pauwels I~II 型FNF 骨折固定強(qiáng)度相似，但對于移位型股骨頸骨折，2枚螺釘能否提供穩(wěn)固的固定，仍需進(jìn)一步研究。為進(jìn)一步增加不穩(wěn)定性股骨頸骨折內(nèi)固定強(qiáng)度，有研究者建議采用4 顆螺釘分散分布以獲得更大的穩(wěn)定性，但增加一枚螺釘是否能增加FNF固定強(qiáng)度，不同研究者進(jìn)行一系列生物力學(xué)測試和臨床研究。在生物力學(xué)研究者，梁會等[18]用仿真骨對Pauwels Ⅱ型FNF測試后發(fā)現(xiàn)在垂直抗壓和水平抗壓試驗中，3枚空心釘與4枚空心釘內(nèi)固定的效果無明顯差異，這可能是由于3 枚空心釘內(nèi)固定已經(jīng)達(dá)到了骨折端穩(wěn)定，額外的第4 枚空心釘并不會增加固定強(qiáng)度和穩(wěn)定性。同時，王穎等[19]對Pauwels Ⅲ型FNF進(jìn)行有限元分析研究后也發(fā)現(xiàn)3枚空心釘和4枚空心釘兩種固定方式下股骨及內(nèi)固定物的應(yīng)力和位移分布差異較小，建議采用骨質(zhì)流失更少，手術(shù)時間更短，創(chuàng)傷更小的三枚空心釘。虎偉山等[20]對54例股骨頸骨折患者行3 枚螺釘和4 枚螺釘內(nèi)固定，隨訪發(fā)現(xiàn)兩組患者均獲得良好的治療效果，并發(fā)癥發(fā)生率差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但4 枚螺釘螺釘內(nèi)固定增加了手術(shù)時間和術(shù)中射線攝入量。無論是穩(wěn)定型骨折還是不穩(wěn)定型骨折，三枚空心釘固定仍是目前研究中最佳螺釘數(shù)量配比，對骨折的固定穩(wěn)定性較強(qiáng)，且對骨內(nèi)動脈系統(tǒng)損傷更小。

4 螺釘配置

閉合復(fù)位空心螺釘內(nèi)固定術(shù)已成為治療大多數(shù)青年FNF 的主要內(nèi)固定方式，尤其適用于PauwelsⅠ型和Ⅱ型FNF[4]。對于PauwelsⅢ型的FNF患者，骨折斷端剪切力較大，空心釘對側(cè)方骨折塊的把持力不足，容易發(fā)生退釘現(xiàn)象，應(yīng)用3枚空心螺釘固定后常常出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形、股骨頸短縮等并發(fā)癥[21]。為減少這些并發(fā)癥，提高骨折固定強(qiáng)度，研究者們在空心釘固定基礎(chǔ)上進(jìn)行了較多創(chuàng)新。一項研究表明，兩枚空心螺釘帶一枚滑動髖螺釘(SHS)形成的倒置三聯(lián)螺釘結(jié)構(gòu)具有更好的骨折面穩(wěn)定性，與空心螺釘三聯(lián)體相比，混合型空心釘可能更適合Pauwels Ⅲ型粉碎性FNF，理想條件下有可能使骨骼恢復(fù)到接近骨折前的強(qiáng)度[22]。但傳統(tǒng)的FNF 植入物，如多枚平行螺釘或SHS，僅提供髓內(nèi)固定，目前有研究者探索是否應(yīng)結(jié)合髓外固定以提高骨折穩(wěn)定性。有研究報道用空心螺釘治療的Pauwels Ⅲ型骨折的不愈合率為19%，而用鎖定鋼板治療的骨折不愈合率為8%[23]。為增加骨折愈合率，ZHUANG 等[24]用2 枚空心螺釘結(jié)合前內(nèi)側(cè)鋼板治療移位的FNF，髓外固定和髓內(nèi)固定共同作用使骨折更加穩(wěn)定，與單獨使用空心螺釘?shù)幕颊呦啾?，?nèi)側(cè)支撐板提高了FNF 愈合率，骨折愈合率達(dá)92.%，僅出現(xiàn)2 例股骨頭壞死(7.7%)。殷浩等[25]使用3 枚空心拉力螺釘平行股骨頸長軸固定骨折端并結(jié)合內(nèi)側(cè)鎖定鋼板對Pauwels Ⅲ型FNF內(nèi)固定進(jìn)行有限元分析，發(fā)現(xiàn)此種構(gòu)型方式能夠更好的分散壓力負(fù)荷，符合骨折治療的生物力學(xué)原理，骨折斷端位移小于1 mm，但缺乏有效的實驗研究。盡管空心螺釘結(jié)合鎖定鋼板治療FNF手術(shù)方法復(fù)雜，需要較高的手術(shù)技巧，且打開關(guān)節(jié)囊可能對股骨頭血運造成一定損傷，但對于Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折能夠提供更好的生物力學(xué)穩(wěn)定性，提高了骨折愈合率，有望在未來進(jìn)一步研究推廣。

5 螺釘分布方式

許多研究表明，螺釘分散分布可以獲得更大的穩(wěn)定性，許多學(xué)者認(rèn)為不同空間構(gòu)型會直接影響骨折固定強(qiáng)度[18]，大多數(shù)臨床醫(yī)師認(rèn)為，使用3個平行空心螺釘形成的三角形結(jié)構(gòu)具有最佳的立體空間穩(wěn)定性。LI等[26]模擬正三角形、倒三角形、前三角形、后三角形和垂直模型分布三枚空心螺釘對未移位的PauwelsⅢ型股骨頸骨折置釘過程，進(jìn)行靜態(tài)模擬生物力學(xué)研究，在增加的載荷作用下，倒三角形結(jié)構(gòu)的螺釘承受的應(yīng)力值最高，骨結(jié)構(gòu)的屈服應(yīng)變最小，骨損傷最??；正三角形配置螺釘取出后，釘?shù)乐車母邞?yīng)力區(qū)更大，如果患者需要取出內(nèi)固定裝置，最不推薦正三角形結(jié)構(gòu)。且股骨頭的中部和上部比下部骨小梁更為密集，能夠提供更大的支撐強(qiáng)度，與倒三角形配置相比，正三角形配置中的螺釘固定強(qiáng)度較弱，不愈合的風(fēng)險更高，且可能由于應(yīng)力過于集中會增加的轉(zhuǎn)子下骨折的發(fā)生率[24]。倒三角形模型雖然在預(yù)防轉(zhuǎn)子下骨折上具有優(yōu)勢，但對遠(yuǎn)端和后側(cè)皮質(zhì)支撐不足，未能達(dá)到擴(kuò)大螺釘分布的目的，在ZHU等[28]的研究中，鈍角三角形與對稱于股骨近端的冠狀軸的倒三角形構(gòu)型和對稱于股骨頸的長軸的倒三角形結(jié)構(gòu)相比，理論上具有最大的穩(wěn)定性，更符合股骨頭-頸部生物力學(xué)特性，醫(yī)源性穿孔概率較低，但本研究僅基于影像學(xué)解剖分析，需進(jìn)一步通過生物力學(xué)測試及臨床研究。同樣，為了增加螺釘?shù)姆植济娣e，SATISH等[29]描述了菱形分布方式，股骨頭的所有區(qū)域均勻負(fù)荷分布，增加了螺釘?shù)男D(zhuǎn)穩(wěn)定性，然而增加的螺釘可能增加股骨頭骨內(nèi)血管的損傷，其機(jī)械特性是否優(yōu)于倒三角形配置仍需進(jìn)一步研究證明。

上述構(gòu)型均采用平行螺釘置釘，為增加對遠(yuǎn)端和后側(cè)皮質(zhì)支撐強(qiáng)度，同時減少螺釘數(shù)量，F(xiàn)ILIPOV等[30]在對207 例GardenⅢ~Ⅳ型FNF 患者治療中采用雙平面雙支撐螺釘固定的新方法(BDSF 法；F 構(gòu)型)，其中位于前斜面的中間和近端螺釘平行于股骨頸長軸固定于股骨頸壓力測和張力側(cè)，最遠(yuǎn)端1 枚螺釘以鈍角放置朝向骨干軸傾斜150°~165°并指向股骨頸后近側(cè)，支撐股骨頸遠(yuǎn)端和后側(cè)皮質(zhì)，該構(gòu)型理論上增加了空心釘?shù)牧Ρ酃ぷ鏖L度及皮質(zhì)支撐，因而穩(wěn)定性更佳，允許患者術(shù)后立即完全負(fù)重，術(shù)后隨訪骨折愈合率達(dá)96.6%，并發(fā)骨不連和骨壞死發(fā)生率分別為3.4%、12.1%。WALKER 等[31]研究也顯示，與平行于股骨頸長軸的進(jìn)釘角度為135°或145°的空心釘比較，進(jìn)釘角度為150°的空心釘在抵抗垂直彎曲應(yīng)力上更具優(yōu)勢。F 構(gòu)型手術(shù)操作復(fù)雜，對于年輕醫(yī)師具有較大難度，難以適用所有類型骨折，對于較穩(wěn)定的FNF，此構(gòu)型是否比三角形構(gòu)型更具有優(yōu)勢？梁會等[18]用32 根仿真骨對骨質(zhì)正常伴后壁粉碎性骨折的Pauwels II 型FNF 進(jìn)行生物力學(xué)測試后發(fā)現(xiàn)，正三角形、倒三角形平行固定和F形內(nèi)固定均能使骨折端獲得良好的穩(wěn)定性，在垂直抗壓試驗中，倒三角形固定骨折模型垂直位移最小，F(xiàn) 形內(nèi)固定并不具有明顯優(yōu)勢。但對于PauwelsⅢ型FNF，骨折斷端承受剪切力大，對固定強(qiáng)度要求高，尋求一種更加穩(wěn)定的螺釘分布方式具有較大的臨床指導(dǎo)意義。TIANYE等[32]比較了F形空心螺釘分布、傳統(tǒng)空心螺釘?shù)谷欠植?、F形空心螺釘結(jié)合內(nèi)側(cè)鋼板、倒三角空心釘結(jié)合內(nèi)側(cè)鋼板四種構(gòu)型對Pauwels Ⅲ在相同條件下的峰值應(yīng)力和最大位移分布，發(fā)現(xiàn)F 形空心螺釘與內(nèi)側(cè)結(jié)合板組骨折斷端處位移最小，僅1.18 mm，F(xiàn) 形空心螺釘技術(shù)能夠有效消除扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和剪切應(yīng)力，同時在斷裂端保持軸向壓縮應(yīng)力。此外，內(nèi)側(cè)支撐鋼板可有效抵抗PauwelsⅢ型FNF的剪切力，并為骨折愈合創(chuàng)造良好的機(jī)械環(huán)境。因此，對于Pauwels Ⅲ型FNF，建議使用F 形空心螺釘結(jié)合內(nèi)側(cè)鋼板內(nèi)固定。由于有限元分析方法建立的模型與實際臨床情況仍有較大差異，但其實驗結(jié)果也能為臨床上該類股骨頸骨折內(nèi)固定方式選擇提供生物力學(xué)證據(jù)。目前倒三角形分布方式仍是國內(nèi)外大多數(shù)文獻(xiàn)推薦置釘方式，對于Pauwels Ⅰ~Ⅲ型FNF，能使骨折端獲得良好的穩(wěn)定性，但對于Pauwels Ⅲ甚至伴有廣泛移位的FNF，固定強(qiáng)度不如F 形空心螺釘結(jié)合內(nèi)側(cè)鋼板，隨著置釘方式的創(chuàng)新，更加合理的置釘方式成為骨科醫(yī)生研究方向。

6 小結(jié)

青年FNF 多為高能量損傷，大多為Pauwels Ⅲ型骨折或移位型骨折，對其治療方式目前尚無明確專家共識，目前對于大多數(shù)PauwelsⅠ~Ⅱ型和部分Pauwels Ⅲ型FNF，國內(nèi)外多采用閉合復(fù)位，用三枚半螺紋螺釘以倒三角構(gòu)型內(nèi)固定；而對于Pauwels Ⅲ型FNF，隨著Pauwels 角度的增大，骨折斷端所承受的剪切力顯著增加，骨折端移位趨勢加大，所需求的內(nèi)固定強(qiáng)度也越高，內(nèi)側(cè)支撐鋼板可有效抵抗骨折處剪切力，F(xiàn)形空心螺釘技術(shù)能夠有效消除扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，并增加股骨頸遠(yuǎn)端和后側(cè)皮質(zhì)強(qiáng)度，F(xiàn)形空心螺釘結(jié)合內(nèi)側(cè)鋼板固定方式可能成為一種可靠的治療方式，但目前對新型空心釘固定方式研究多為基于生物力學(xué)研究的有限元分析，與臨床實際仍有較大差異，未來仍需大量臨床研究以尋求對各型青年FNF的最佳內(nèi)固定方式。