胫骨干骺端骨折的髓内钉治疗的研究进展

熊超 综述 王永清 姜文学 审校

带锁髓内钉治疗长骨骨折，不但具有稳定的轴向固定，而且具有更好的抗扭转力，保证了骨折的稳定，有利于骨折后正常生理结构的重建，提高了骨折的治愈率。同时，使用带锁髓内钉可采用闭合复位技术，术中对骨膜的破坏小，术后可早期锻炼，缩短了骨折愈合及术后功能恢复时间[1-2]。但在治疗胫骨干骺端骨折时，传统胫骨髓内钉两端的锁定孔数量少，最远端锁定孔与主钉的尖端间距远，且锁定孔之间的距离较大，实际手术过程中通常只能放置l枚交锁螺钉，难以达到满意的力学稳定性，内固定物失效及畸形愈合发生率较高[3]，使得改良的髓内钉固定方法和复位技术有了较大发展。

1 一般临床情况

Kaye等通过对32 900个下肢骨折患者的统计分析，胫骨和/或胫腓骨骨折的病例大约占17%[4]。髓内钉已经成为大多数胫骨干不稳定型骨折的首选治疗方法[5-7]，特别是对于多段骨折，其优势更加明显，可使应力分散，保护髓腔外的血供，以及避免进一步加重软组织损伤。更加先进的髓内钉设计以及复位技术，使髓内钉的适应证得到了扩大，可以治疗更加靠近长骨两端的骨折。距离长骨两端越近的骨折，复位及获得稳定固定的难度就越大。胫骨干骺端骨折的治疗方法与胫骨干骨折的治疗方法相比是有其特殊性和挑战性的。

胫骨干骺端骨折通常由高能量损伤所导致，软组织损伤的程度普遍较高[8]，必须明确神经血管的损伤情况。骨折部位肿胀出血可能会引起筋膜间室综合征的发生，必须引起足够重视。开放骨折要给予恰当的抗生素治疗，预防破伤风感染，冲洗伤口，清除坏死组织。有报道称，胫骨近端关节外骨折的深部感染和骨筋膜室综合征的发生率为7%[9]。拍摄膝关节和胫骨及踝关节的正侧位X光片、斜位片有助于展现胫骨平台及踝关节的情况。如疑关节内骨折时应行CT检查。

胫骨干骺端骨折的固定方法通常包括解剖钢板内固定、髓内钉内固定及外固定支架固定。其目的是恢复骨折的对位和保持骨折的长度、力线、纠正旋转。稳定的固定可以保证肢体的早期功能锻炼。

2 适用髓内钉固定的骨折类型

在胫骨两端骨折中，必须明确区分两种不同的骨折情况，因为这两种骨折的治疗原则是完全不同的。第一种是骨折的主要部位在胫骨的干骺端，或伴有向关节延伸的简单骨折线。第二种为主要累及关节的骨折，可能伴有关节脱位及干骺端的骨折。但是，这种区分有时是十分困难的。

胫骨干骺端骨折通常按照AO/OTA骨折分型标准进行分型[10]，AO/OTA骨折分型标准是最全面，使用最广泛的，系统性描述了胫骨干骺端骨折的骨折分型标准。可以应用髓内钉治疗的胫骨干骺端骨折类型为：胫骨近端骨折的41（A1，A2 和 A3）型骨折，胫骨远端的 43（A1，A2 和 A3）型骨折，或伴有简单的向关节延伸的C1型骨折，以及骨干骨折累及干骺端交界处的42型骨折[11]。根据骨折的方向和粉碎程度可进一步进行细分。

3 普通髓内钉治疗胫骨干骺端骨折存在的问题

随着髓内钉的适应证由治疗中段骨干骨折发展为治疗干骺端骨折，骨折复位不良、再次移位、畸形愈合、骨折延迟愈合和不愈合等并发症也相继被报道[9，12-17]。

胫骨近端骨折复位不良，通常包括骨折部位向前成角或外翻成角及骨折远端的向后移位[9，14-15，18-21]。 Freedman 等[15]应用胫骨髓内钉治疗胫骨骨折133例，胫骨中段骨折成角大于5度的复位不良率为7%～8%，而胫骨近端骨折的复位不良率为58%。也有报道应用髓内钉治疗胫骨干骺端骨折的复位不良率达到 44%～48%[9，12，15]。Ruiz 等[22]观察了 338 例应用胫骨交锁髓内钉治疗的胫骨骨折，其中25例表现为固定失败，同时胫骨远端1/3部位的骨折比其他部位骨折有较高的锁钉断裂发生率。

胫骨干骺端骨折延迟愈合和不愈合在不同的临床研究中，有着不同的发生率[8，23-25]。自从Mosheiff等报道了52例应用非扩髓髓内钉治疗胫骨远端干骺端的骨折病例中，22例需要二次手术达到愈合后，许多报道主张应用扩髓技术治疗胫骨远端骨折[23，26]。而应用交锁髓内钉治疗胫骨远端干骺端骨折时，扩髓的作用仍然值得商榷。骨折延迟愈合和不愈合的患者大多应用骨移植术和/或更换髓内钉后成功愈合[27]。

胫骨远端的干骺端骨折通常并发腓骨骨折。而应用钢板固定腓骨骨折，对于维持胫骨远端骨折固定后的稳定性作用并未明确[28]。

由于存在这些问题，一些学者建议应用锁定钢板治疗胫骨干骺端骨折[12，29]。随着对髓内钉治疗胫骨干骺端骨折并发症认识的增加，髓内钉固定技术以及骨折复位技术的改进可能减少并发症的发生[13，18-21，30-32]。

4 普通髓内钉治疗胫骨干骺端骨折失败的原因

4.1 解剖原因

应用交锁髓内钉内固定胫骨干骺端骨折存在的许多问题是由于解剖原因引起的。胫骨近端骨折时，由于髌腱牵拉可使骨折近端向前移位，而腘绳肌和腱腓肠肌牵拉骨折远端向后移位，导致胫骨近端骨折可向前成角畸形及移位。当应用普通的髓内钉治疗时，要求屈曲膝关节入钉，进一步加重了胫骨近端骨折的向前成角移位。胫骨近端前内侧断裂的鹅足有时会嵌入到胫骨近端骨折内，同时由于胫骨前外侧肌肉的牵拉，引起胫骨近端骨折外翻成角移位。

胫骨近端三角形的骨结构由宽大的干骺端向远端渐变为狭窄的骨管形结构，应用髓内钉治疗胫骨近端骨折时，由于干骺端髓腔宽大，入钉后骨折复位不良。另外，胫骨干的中心轴位于胫骨平台中点的偏外侧，并且胫骨干的前后径在骨干中段变狭窄[18]。如进钉点太靠近内侧，胫骨内侧干骺端皮质就会成为使主钉向外侧偏转的滑槽，当主钉进入骨干而与胫骨轴共线时，进钉点错误会导致骨折近端部分的外翻畸形。

Heim[33]将胫骨远端干骺端描述成为一个四边具有相同长度的正方形的结构。胫骨远端的髓腔是倒沙漏形的，与骨干骨折不同的是胫骨远端干骺端的骨折，在髓内钉插入后不会导致骨折的复位。胫骨远端干骺端骨皮质变薄，并且骨髓由干骺端的松质骨所取代，对于年轻患者，这些松质骨通常是致密的，可以为髓内钉及锁钉提供良好的支持作用。但随着年龄的增长，骨组织的微观结构发生变化，导致松质骨的骨密度下降，远端髓腔直径变大，骨组织为髓内钉及锁钉提供的支持力就会变小[34]。

4.2 操作技术错误和内固定物的设计存在问题

应用交锁髓内钉固定胫骨干骺端骨折，对操作技术要求较高，操作错误是胫骨干骺端骨折复位不良的重要原因之一。对于胫骨近端骨折，入钉点是髓内钉操作过程的重要环节，入钉点过于靠近内侧会导致外翻畸形；入钉角度前倾过大会导致骨折固定后向前成角畸形。另外，对于后侧皮质粉碎的骨折，髓内钉固定后也容易向前成角。

由于髓内钉的外形设计决定了骨折固定后的形态，所以选择内固定物时必须考虑到其几何形态。如果髓内钉近端的弯曲（即Herzog弯曲）恰好位于胫骨近端骨折部位，或者位于骨折远端，可以使骨折远端向后移位。Henley等[14]发现，髓内钉Herzog弯曲越靠近远端，骨折移位的倾向就越大，称之为“楔形效应”。

由于靠近踝关节的胫骨远端的弯曲力矩增大，可能促使受伤时骨折延伸到踝关节[8，35]。骨折远端部分没有良好的复位或偏心的扩髓，都可能会导致入钉后骨折移位。成角畸形愈合已有许多报道[7-8，11，23-24]。 Hahn 等[36]报道了 5 例胫骨远端骨折髓内钉固定失败的病例，归因于髓内钉的设计、骨折的部位及手术操作的失误（仅仅远端的锁钉孔通过了骨折部位）。Kneifel等[37]进行了一项前瞻性的随机临床试验，分析锁钉的数量与固定失败是否相关，结果发现失败的病例经常是远端只有单个锁钉而不是两个以上锁钉。

5 改进的髓内钉固定方法和复位技术

5.1 髓内钉设计的改进

针对胫骨干骺端骨折的髓内钉设计已经进行了很多的改进。包括将髓内钉尾部的Herzog弯设计到更靠近钉的尾端，缩短髓内钉锁钉孔到关节面的距离，增加近端及远端的锁钉数量及方向，角稳定锁钉与主钉建立角稳定结构等。

5.1.1 Herzog弯

如果髓内钉尾部的Herzog弯位于骨折部位或位于骨折远端，可使胫骨近端骨折髓内钉固定后骨折远端向后移位[14]。为了防止这种移位的发生，髓内钉尾部的Herzog弯可以设计到更靠近钉的尾端。

5.1.2 近端锁钉

近端锁钉的方向、位置、数量可以影响到骨折固定后的稳定性，所以近端锁钉的选择包括横向的锁钉和多种斜行的锁钉。生物力学研究表明，近端应用斜向的锁钉固定，比应用横向锁钉固定具有更强的结构稳定性[14，38]。使用单一的锁钉用于固定是无法阻止胫骨近端的旋转的。Lang等[12]在对32例胫骨近端骨折应用普通静态锁定髓内钉治疗后指出，56%的骨折外翻角≥5°，22%的骨折向前成角≥10°；8例 （25%）骨折出现固定失败，这其中一半骨折的近端只应用了一枚锁钉。因此，建议在应用髓内钉治疗胫骨近端骨折时，骨折近端至少有两个不同的平面需要安装锁钉，3个或更多的的锁钉可以提供更强的稳定性[39-40]。Hansen等[13]比较了近端应用2枚和3枚锁钉的髓内钉治疗胫骨近端关节外骨折，认为骨折近端应用3枚锁钉比应用2枚锁钉对内固定物与骨的复合结构具有更强的稳定性。Rommens等应用新型胫骨髓内钉ETN（Expert Tibial Nail）近端在两个以上平面安装锁钉治疗22例胫骨近端骨折，17例患者术后1年骨折愈合及功能恢复良好，1例骨折不愈合 （5.9%），3例骨折出现5°以上成角畸形（17.6%）[41]。在安装近端由内侧到外侧斜向锁钉时必须小心操作，避免造成医源性腓总神经损伤。

5.1.3 远端锁钉

新一代的胫骨髓内钉，减少了最远端锁钉孔与踝关节的距离，并提供了多个方向远端锁钉孔以供选择。通常在距离钉尖25～30 mm范围内有至少3个远端锁钉孔，可以使骨折远端部分有2枚以上的锁钉进行有效的固定，防止了术后骨折的再次移位。Isik等对34例胫骨远端骨折应用髓内钉进行治疗，在骨折远端部分安装2枚锁钉固定，对比术后1 d和骨折愈合时的正侧位X光片，测量各个方向成角畸形情况，进行统计学分析，发现远端安装2枚锁钉，骨折在愈合过程中没有发生显著的移位[42]。Xavier等[43]利用尸体骨模型进行研究，认为远端安装3枚不同方向的锁钉比2枚锁钉具有更强的生物力学稳定性。Dogra等[44]回顾性分析了15例应用改良的髓内钉扩髓治疗胫骨远端骨折，所有患者骨折均愈合，其中有3例出现复位不良，内翻或外翻角度大于或等于5°。Nork等[7]分析了36例应用新型胫骨髓内钉扩髓治疗距离踝关节上方5 cm范围内的骨折，骨折远端安装2～3枚锁钉，其中有10例存在通向踝关节的骨折，在安装髓内钉固定之前，关节骨折先进行了额外的螺钉固定。术后X线片提示92%的病例在各个方向没有超过5°的成角畸形，最终都达到了骨性愈合，术后没有出现骨折再次移位的情况。Attal等[45]分析应用ETN治疗91例胫骨远端骨折，延迟愈合率为10.6%，大于5°的畸形愈合率为5.4%，骨折二次移位率为1.1%。对改良的髓内钉治疗胫骨干骺端骨折的稳定性也进行了生物力学研究。George等[46]证明了锁钉距离骨折线越远，固定后整体结构的抗旋转稳定性就越大。Gorczyca等[47]应用成对的尸体胫骨进行实验，分别在位于踝关节近端4 cm及5 cm处进行截骨，使用缩短的改良胫骨髓内钉固定距离踝关节近端4 cm的骨折，应用标准的胫骨髓内钉固定距离踝关节近端5 cm的骨折，比较这两种模型的抗压力及抗扭转力量。这两种模型都在施加中等压力下就表现出了固定松动。因此，胫骨远端骨折髓内钉内固定术后患肢应适当负重以防止固定松动，出现骨折移位。

5.1.4 角稳定锁钉

角稳定锁钉的发展是胫骨髓内钉设计的另一个改进。通过髓内钉和锁钉锁定在一个稳定的角度，建立一个角稳定结构。目前已经证明，角稳定锁定髓内钉能够增加结构的稳定和减少骨折块的移动[48]。Gueorguiev等利用10对新鲜冷冻胫骨制作髓内钉固定干骺端骨折模型，进行生物力学实验，认为角稳定锁钉与传统锁钉相比具有更高的结构稳定性。Lenz等[49]利用10 mm直径髓内钉分别应用角稳定锁钉及传统锁钉固定胫骨远端骨折模型，进行轴向循环加压测试，测定结果显示，应用角稳定锁钉螺钉系统比传统的锁定螺钉系统具有更高的刚度值，认为使用角稳定的锁钉螺钉可以使锁钉的疲劳寿命得到延长[50]。但是角稳定锁钉还有待临床深入观察。

5.2 复位技术及固定方法的改进

很多针对胫骨干骺端骨折的髓内钉固定方法和骨折复位方法的改进，都是为了减少复位不良率的发生[13，18-21，30-32]。这些技术包括应用恰当的进钉点和入钉角度，利用复位及牵引工具，阻挡钉技术，单皮质固定钢板，膝关节半屈曲位入钉等。

5.2.1 入钉点

胫骨近端骨折的患者应用髓内钉治疗时，恰当的进钉点是至关重要的。传统的进钉点位于胫骨平台的正中线，胫骨平台前缘以远的位置。更偏向近侧和外侧的进钉点，有可能改进髓内钉的安装和避免关节内结构的医源性损伤[18，51-52]。

对于大多数患者，最佳的进钉点是靠近关节前缘胫骨外侧髁间棘正前方。在一项尸体骨的研究中，Tornetta等[52]描述了一个可以避免伤害到膝关节内半月板或关节软骨的髓内钉放置安全区，安全区平均宽度为22.9±8.9 mm，距离胫骨平台中线的外侧平均9.1±5 mm，胫骨结节中心的外侧3 mm。在X线片上，这一区域的中点恰好与胫骨外侧髁间棘重叠[51]。在一项尸体骨的生物力学研究中，与远端入钉点相比，近端入钉点入钉时产生更小的环向应力和角变形力[53]。

5.2.2 入钉角度

可以应用导针和锥形钻来建立入钉点，导针在选择进钉部位和计划所需的进钉角度时具有更高的精度。导针方向应与胫骨髓腔纵轴线相同，并且平行于胫骨前方骨皮质进入。

5.2.3 复位的设备和技术

单纯安装髓内钉不能使胫骨干骺端骨折自行复位。在扩髓、插钉、安装锁钉的过程中，必须要求完成和保持骨折的复位。在髓内钉插入后再调整骨折是非常困难的。利用一些复位工具和技术配合恰当的入钉点和入钉角度，可以使胫骨干骺端骨折达到复位。Forman等[54]建议，在应用髓内钉固定胫骨远端骨折时，应用尖的经皮复位钳临时固定骨折，可以在扩髓和插钉过程中，帮助保持骨折的复位，并可减少术后并发症的发生。当髓内钉插入到远端骨折中心时，控制骨折远端的对位是关键，必须保持骨折复位良好。关节内的骨折应该应用经皮或者有限切开复位螺钉固定后，再行髓内钉固定，以防止关节内骨折对位不佳[24]。牵引器可以帮助胫骨干骺端骨折复位，并且在髓内钉操作过程中维持骨折复位[18，31]。牵引针在胫骨近端和远端部分平行于关节面置入，不能干扰髓内钉和锁钉的安装。牵引器可以保持骨折复位的长度和对线，维持髓内钉安装过程中的稳定性。此外，牵引针也可以起到阻挡钉的功能，帮助髓内钉的正确插入。Buehler等[18，31]报道，在14例用这种方法治疗的胫骨近端骨折中，有1例发生复位不良≥5°。Nork等[31]介绍了将近端牵引针置入到骨折近端的后半部分，可同时作为冠状面阻挡螺钉的技术。外固定支架也可以遵循同样的原则来充当牵引器的作用[32]。

5.2.4 阻挡钉

阻挡钉，通常称为Poller钉，由Krettek等[30]在1999年推广，使用术语“Poller钉”，以避免与先前描述的阻挡钉（即与主钉相交锁的锁钉）相互混淆[55]。这些阻挡钉引导髓内钉入钉的方式就像“Poller”交通控制设备引导交通一样。Poller钉可以减少干骺端髓腔的宽度，迫使髓内钉在髓腔内中心化。Poller钉在髓内钉扩髓及插入前放置，通过螺钉的位置在矢状面和冠状面控制入钉后骨折的对位[19，30，56]。对于一些术前存在内外翻成角畸形的骨折，可安装矢状位的Poller钉；而对于前后位成角的骨折，可以安装冠状位的Poller钉，以协助达到插钉后骨折复位，并维持固定后的稳定性[30，56]。Krettek等[30]应用髓内钉及Poller钉技术，治疗21例胫骨干骺端骨折，都达到了愈合，平均冠状对位-1.0°（-5°～3°），平均矢状对位 1.6°（-6 °～11 °）。Ricci等[19]也报道了胫骨近端骨折使用髓内钉及Poller钉技术治疗的12个病例，其中有1例术后的成角畸形>5°，但没有病例在Poller钉放置的平面成角畸形>4°。除了可以增进对位，植入Poller钉还可以使骨与内固定物复合结构的生物力学稳定性增加25%[56]。

5.2.5 单皮质钢板

有研究提出，在治疗胫骨近端骨折时应用单皮质钢板辅助固定，可以在髓内钉固定之前保持骨折的复位[13，31，57-58]。 应用1个短的（例如4或6孔）1/3管状钢板或小片钢板事先置于骨折前内侧或者中后部，跨骨折用至少两个单皮质螺钉固定。单皮质钢板固定的缺点在于需要切开骨折的部位，进行软组织剥离，并清除骨折部位的血肿。克服这些缺点可以通过作两个小切口经皮置入钢板。该钢板可以在髓内钉固定骨折后取出，也可以作为一个辅助固定而被保留，以防止骨折再次发生畸形[59]。单皮质螺钉也可以换成双皮质螺钉以增加结构的稳定性[31]。

5.2.6 在膝关节半屈曲位安装髓内钉

在膝关节屈曲状态下安装髓内钉，可以获得一个恰当的入钉点和入钉角度。但是，随着膝关节的屈曲，伸肌引起的牵拉力可使骨折近端向前成角移位。为了尽量减少这种畸形，主张在膝关节半伸位安装髓内钉[20－21，60-62]。Tornetta 等[20]在膝关节半屈曲15°～20°位安装髓内钉治疗胫骨近端骨折，使用髌骨向外侧半脱位的方法建立入钉点。半屈膝位减小了由股四头肌伸展力作用在骨折近端引起的向前成角畸形。他们应用半屈曲位髓内钉固定胫骨近端骨折25例病人，未出现>5°的向前成角畸形。

在半屈曲位应用不同入路的髓内钉固定胫骨近端骨折的方法也有报道。Cole[60]报道了髌上经皮股四头肌劈开入路，通过髌骨后方在胫骨上开孔和进钉，使用特殊的套管可最大限度地保护关节面和减少残留在关节腔内的碎片。还有在接近髌上外侧角处作切口的髌上外侧经皮入路的报道[61]。使用髌旁外侧或内侧皮肤切口的半屈曲位胫骨髓内钉固定技术也有报道，切口的部位可由髌骨的松弛方向来确定[62]。Tornetta等[20]认为，除了中和伸肌牵拉力以外，半屈曲位固定方法还可很容易获得和保持胫骨近端骨折及多段骨折在腿伸展位的骨折复位。半屈曲位入钉最大限度地减少了器械和导针周围软组织牵拉力，可以建立正确的入钉点和入钉角度[63]。此外，半屈曲位更方便术中的X线透视检查。髓内钉固定胫骨骨折后的膝前疼痛有众多原因，可能与损伤隐神经髌下分支或刺激髌腱有关。使用半屈曲位固定方法可能会减少髓内钉固定术后的膝前疼痛[64]。

Gelbke等[65]检测髌上入路胫骨髓内钉入钉过程中，对髌股关节的接触压力，确定这个压力值小于已知的可以损害关节软骨的力量值。另一项解剖研究中，Eastman等[66]证明，髌上入路损坏半月板或膝横韧带的风险与标准的髌腱入路相同。虽然这两项研究支持使用半屈曲位入路进行操作，但是进一步的研究和临床对比还是必要的，可验证这些新入路的有效性和安全性。

6 总结

胫骨干骺端骨折是比较常见的，应用髓内钉治疗这些骨折，复位不良、畸形愈合及骨折不愈合等的发生率很高。许多改良的髓内钉固定方法和复位设备及技术的出现，可以帮助减少这些并发症的发生；髓内钉设计和锁定方式的多种选择，有助于提高胫骨干骺端骨折的复位和稳定。胫骨髓内钉在经过多次改进后，已经可以用于治疗更加靠近长骨两端的骨折，可以在减少软组织损伤的情况下，为骨折提供稳定的固定，但是新的技术和方法仍有待于进一步的临床观察。

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