粗隆间骨折髓内固定的研究进展

2019-01-06叶楷锋徐忠宁综述审校

中国微创外科杂志 2019年12期

叶楷锋徐忠宁综述田耘审校

(北京大学第三医院骨科，北京 100191)

粗隆间骨折(intertrochanteric fracture，IF)是老年性骨折常见的一种骨折类型，随着老龄化的增长，发病人数也在逐渐增多，因此，对于IF的有效治疗显得越来越重要[1～4]。当前，IF的治疗方式是多样的，大体分为髓内固定与髓外固定2种，每种固定方式又有多种不同的固定系统。髓内固定系统因具有良好的生物力学优势、操作简单、创伤小、并发症少及术后可早期负重等优点，对IF的治疗已被广泛认可[5～9]。IF治疗的目标是髋关节功能评分优良以上、创伤小、出血及输血量少、并发症发生率低及愈合时间短。目前，对于各种类型的骨折首选哪种治疗方法，尚无统一标准，仍存在较大争议[10～12]。本文对目前常用的几种IF髓内固定方式的优缺点及并发症进行文献总结。

1 股骨近端防旋髓内钉 (proximal femoral nail antirotation，PFNA)

PFNA由内固定研究学会(Association for the Study of Internal Fixation，ASIF)基于传统股骨近端髓内钉(proximal femoral nail，PFN)发展而来，目前已被认为是治疗不稳定性IF的常用方法之一。在原有PFN的基础上，由单一的螺旋刀片替代原来的2枚螺钉。主钉有一由内向外曲折的6°夹角，使在大粗隆处置入主钉更方便。

1.1 适应证与禁忌证

适用于各种类型的IF，现多用于不稳定型IF，尤其是老年性骨质疏松患者及后内侧壁骨性支撑缺失的患者[13,14]，但对于粉碎性骨折需慎用，并发症较多[12]。

1.2 疗效与优点

螺旋刀片置入前不需进行钻孔操作，可一定程度上减少周围骨质的丢失。置入时通过自旋作用，对周围骨质进行放射状加压，可提高装置稳定性，提高把持力，抵抗旋转与髋内翻，更能有效地预防内固定切出[15,16]。再者，螺旋刀片的走行与髋关节的机械轴一致，可增强其抗拔出能力，并有效地预防髋内翻畸形。髓内钉与螺旋刀片均通过导向器置入，不影响骨折周围的骨膜，有利于骨折的愈合[11]。与髓外固定相比，PFNA具有手术时间短、创伤小、出血量少、X线暴露时间小、较高的骨折愈合率和并发症发生率低等优势[17～20]。对于Harris髋关节评分(Harris Hip Score，HHS)，近几年国内的数据差异较大(80.9～97.2分)[21～23]，但均显著高于对照的髓外固定组。单纯比较HHS的意义有限，原因在于不同研究中患者年龄等其他条件没有标准化。

1.3 并发症与缺点

PFNA应用于粉碎性IF时，螺钉穿过骨折线再到达股骨颈时，容易带来骨折不愈合、延迟愈合、内翻畸形、术中股骨干骨折、大转子骨折等并发症[12]。如在髓内钉置入过程中使用锤子辅助，可产生锲形效应，引发术中股骨干骨折[24]。因髓内钉自拐角处向远端直径是一致的，因此，在小转子至股骨狭部区域，与内侧骨质的接触不总是良好的，在一定程度上降低内固定的稳定性[25]。PFNA术后大多数患者感觉有长期的臀部与大腿中部的慢性疼痛，原因有以下几点：①使用髓内钉过程中，常会对臀中肌肌腱造成损伤；②髓内钉过长导致近端突向大转子，长期刺激引起肌肉慢性损伤；③髓内钉远端的尖端更偏向于股骨内侧壁的前侧，易引起周围应力的集中而导致骨折及大腿中部的长期慢性疼痛[16,26,27]。Vaquero等[16]队列研究显示PFNA术后6个月时，患者大腿中部疼痛的发生率由最初的30%下降到16%，视觉模拟评分(Visual Analogue Scale，VAS)由最初3.8分下降到1.8分。此外，由于亚洲人股骨相对短小及解剖差异，PFNA应用于亚洲人群常有外侧骨皮质骨折的报道。因此，在PFNA的基础上，将近端外侧部变平坦以减少植入物对外侧壁的压力；外偏角由6°减小为5°以保证髓内钉远端位于股骨中央，PFNA-Ⅱ应运而生。PFNA-Ⅱ在使用时需特别注意隐性出血的问题。Yu等[28]报道应用PFNA-Ⅱ(Asia proximal femoral nail antirotation)的老年病人隐性失血达(277.2±7.6)ml，占总出血量75%，显著多于对照组[动力髋螺钉(dynamic hip screw，DHS)](139.3±9.6)ml。孙海波等[29]使用Gross方程计算PFNA术中及术后出血量，隐性失血量占总失血量的90.23%。这种失血以术后3 d为主，可能来自于扩髓操作时对于骨质的破坏，并可直接导致术后贫血、肌无力的发生。基于各种并发症，Hu等[11]提出手术成功的关键在于良好的复位、髓内钉的精准置入以及螺旋刀片的精准定位。然而，螺旋刀片的最佳位置与尖顶距(tip-apex distance，TAD)的最适范围分歧较大，目前尚无统一标准[15]。Hwang等[30]提出股骨颈螺旋刀片的最佳置入位置为冠状面位于股骨颈的下1/3，矢状面位于股骨颈正中，可以最大限度地减小股骨头发生旋转的可能，提供更好的力学稳定性。De Bruijn等[31]认为在位于侧位片股骨颈的前下象限时，可提供更好的抗切出力。对于TAD的最佳范围，被广泛宣传的观点是TAD应<25 mm[32]，然而，Nikoloski等[33]建议TAD应在20～30 mm，TAD<20 mm时，髓内装置轴向切出的危险性增加，TAD>30 mm时，头颈部切出的危险性增加。

综上，我们认为即使PFNA拥有众多优点，但想要降低甚至杜绝并发症的发生，首要的任务应是对螺旋刀片的最佳位置及TAD的最佳范围进行统一规范化。

2 GAMMA 3髓内固定系统 (Gamma 3 nail，G3N)

GN是第1套髓内固定装置，G3N是由其发展而来。G3N的操作流程与步骤相对于其他固定装置，比较简单，容易在教学医院开展[34]。在透视片上，拉力螺钉的置入角度为130°，其位置在冠状位上位于股骨颈中线的下端，在矢状位上位于股骨颈的中心，髓内钉的长度为180 mm，近端直径为15.5 mm，远端直径为13 mm。其折弯角度由原始的10°缩小为4°，折点更靠近远端，并且增加前凸，前凸曲率直径约为2 m，而且髓内钉直径也有一定程度缩小，拉力螺钉的直径由原来的12 mm减少为10.5 mm[1,34,35]。

2.1 适应证与禁忌证

G3N理论上适用于各种类型IF，但更多用于不稳定型IF，也可用于股骨颈骨折，伴有内翻畸形的IF，病理性骨折及骨不愈合的翻修手术等[36]。但因其术后需制动时间长，术后隐性失血较多，对于一般情况差，不能耐受长期卧床者慎用[37]。

2.2 疗效与优点

因G3N解剖结构更接近于正常的解剖结构，一定程度上减轻三角应力效应，而且髓内钉直径也有一定程度缩小，拉力螺钉的直径由原来12 mm减少为10.5 mm，减少钻孔时骨质的丢失，较多地保留拉力螺钉水平横面的骨质，共同减少术中与术后股骨干骨折的概率[1,34,35]。G3N拉力螺钉的螺纹是反向螺纹，通过螺纹与股骨头的大面积接触，保持股骨头的位置，并可将剪切压力转变为抗切出力，也增加螺钉与松质骨的把持力，一定程度上降低螺钉切出的概率[1,35]。其次，G3N在提供髓内固定的同时能对骨折端进行加压，相对于髓外固定系统，能有效地减少负重状态下股骨干的弯曲力矩[1]；相对于术中无加压操作的PFNA，股骨近端短缩(proximal femoral shortening，PFS)现象较轻。侯宇等[38]测量水平和垂直方向的PFS值，结果表明PFNA组集中在≥10 mm，G3N组<9.9 mm。造成这一显著差异的可能原因包括PFNA负重加压的方式很容易受到负重不平衡或者步态改变的干扰，骨折端连接不够紧密等。此外，G3N术后承重轴更贴近于髋部，股骨矩缩短大约25%，相对于钢板固定，并发症发生率低，术后患者生活质量高，因此，适用于术后需早期下地行走的患者[39]。

2.3 并发症与缺点

G3N术后发生髓内钉远端部位股骨干骨折的概率为0～17%[24,40]，原因如下：①G3N植入前需对髓腔进行扩髓，扩出和髓腔直径需比髓内钉大2 mm，增加骨质流失，引起外侧壁骨质的缺损[26]；②因股骨前弓的存在，远端锁定螺钉的精准置入常常需要多次操作，多次的钻孔操作也增加骨质的流失；③远端锁定螺钉孔靠近髓内钉的远端尖端，此处也是应力集中的部位。为避免扩髓时引起骨质的丢失，常在没有扩髓的情况下直接置入髓内钉，然而此操作容易引起股骨干相对狭窄部位的劈裂。因此，对于绝经后骨质疏松的患者，适当的扩髓是必要的。但扩髓可导致术后贫血和恢复缓慢，对老年患者致死率和术后生活质量影响较大。G3N被报道血红蛋白下降水平及术后首次负重时长均显著高于或长于经皮压缩钢板组(percutaneous compression plate，PCCP)，尽管HHS评分无差异[37]。

另一个值得注意的是，若在置入拉力螺钉时未使用导向器，容易使得螺钉置入过深，进入股内侧肌群间隙，引起相应的临床症状，如长期慢性刺激引起疼痛等。当术后2周发现骨折存在移位时，则说明拉力螺钉的把持力不够，需要更强的加压能力的内固定，如DHS[39]。内固定切出的概率为0～16%[41]。与PFNA类似，切出的主要原因为拉力螺钉的置入位置不当[16]。因此，对于拉力螺钉植入位置的统一，将有利于降低此手术方式的失败率。

3 INTERTAN 髓内钉系统(INTERTAN nail，IN)

IN因有效地增加稳定性，减小股骨干远端骨折的发生率，在临床使用上越来越受欢迎[42,43]。IN钉长180 mm，近端为梯形结构，钉的直径由近端的15.25 mm×16.25 mm逐渐缩小为远端的11 mm，逐渐缩小。近端的2枚头颈部螺钉中，大的拉力螺钉直径为11 mm，位于上方，小的拉力螺钉直径为7 mm，位于下方，2枚螺钉的共同作用相当于1枚直径为15.5 mm椭圆形拉力螺钉，形成一个综合的生物力学作用。相对于传统髓内钉，有更好的生物力学性能，对不稳定性骨折也有较好的稳定作用，且适合亚洲人群[44]。

3.1 适应证与禁忌证

IN适用于各种类型IF，但损伤较其他髓内固定方式大。因此，对于一般情况较差的患者因慎重，另外，因取出后残留空腔较大，对于年轻且有取出意愿的患者，选择也应慎重。

3.2 疗效与优点

Ma等[42]meta分析显示IN和上述2种术式的HHS并无显著差异，说明IN术后的髋关节功能可能没有受到髓内损伤的过多影响。IN髓内钉直径逐渐缩小，使髓内钉与内侧骨皮质受到的压力得到分散，避免应力过度集中于髓内钉远端，可降低该区域发生骨折的风险。2枚螺钉形成的一个综合作用力，增加稳定性与抗旋转能力[37]。相对于G3N有更好的稳定性，能承受更大的负荷，也降低切出与股骨干骨折并发症的发生率。相对于PFNA，其骨折愈合时间更短，适用于老年骨质疏松患者，可以早期下地活动和避免术后并发症[45,46]。Zhang等[45]对332例老年骨质疏松的IF进行回顾性研究，在术中变量和术后评分无显著差异的情况下，PFNA组螺钉切出(11/139，8.0%)和股骨干骨折(12/139，8.6%)发生率显著高于IN组(3/144，2.1%)。螺钉的齿轮样设计可提高抗旋转的稳定性，术中通过对头颈部到股骨干进行线性压缩，有效地减小术后畸形的可能性，减小股骨颈发生短缩的概率。但对不稳定性骨折来说，上述优势似乎没有明显体现，Shu等[47]、Wang等[48]网状meta分析显示PFNA、GN、IT术后并发症发生率无显著差异。尽管如此，这2个meta分析都比较术式的累计曲线下面积(the surface under the cumulative ranking curve，SUCRA)，却得出不同观点：前者认为PFNA的SUCRA显著高于其他；后者加入另3篇RCT后发现GN的术后并发症风险低。不过两者均存在样本量较小问题，对于几种常用的髓内固定方式的比较尚需进一步研究。

3.3 并发症与缺点

IN的并发症主要与肌肉损伤和骨质破坏相关。若股骨颈发生短缩且超过5 mm，将削弱臀中肌的力量进而限制髋关节运动。相对于其他治疗手段，IN不适宜用于股骨颈直径较细的患者，空间无法满足2枚螺钉的置入，而且也增加螺钉定位的难度，手术技巧的要求也相对较高，在经济方面费用也较高。因髓内钉的近端形状为梯形结构，如术前复位较差，将导致髓内钉植入困难，需反复进行扩髓，易引起外侧壁骨质变薄，容易引起股骨近端外侧壁的劈裂，也将直接导致手术时间较长、射线暴露时间长及出血量较多。与PFNA相似，使用髓内钉过程中，常会对臀中肌肌腱造成损伤，并引起术后臀部与大腿疼痛[23,49]。但Zhang 等[25]比较不稳定型IF患者应用IN和PFNA的大腿疼痛发生率，IN组(10.3%)显著低于PFNA组(30.4%)，某种程度上说明IN在减轻术后大腿疼痛问题上是有一定优势的。

4 髓内髋螺钉(intramedullary hip screw，IMHS)

IMHS于1991年发明，不锈钢材质，螺钉全身有纵向凹槽，分别有3种螺钉直径(12、14、16 mm)和颈干角供选择，增加螺钉的适应力。4°的内外弯曲使植入物内移从而减少力臂，曲率半径为2 m，可减少前部骨皮质的冲击，远端锁螺钉的直径仅有4.5 mm，因此，股骨干骨折的风险远小于常用的GN。

4.1 适应证与禁忌证

IMHS常用于IF、粗隆下骨折及反粗隆间骨折，不适合股骨较短或身体情况较差的老年患者。

4.2 疗效与优点

IMHS弯曲曲率可减少术中对前壁骨皮质的作用力而减少医源性骨折，远端小直径锁定螺钉也可减少轴面骨质丢失，降低术后股骨干骨折风险。与PFN比较，由于PFN的钛螺钉摩擦系数小，易引起螺钉移位或旋转，IMHS上的凹槽结构可有效防止该现象。在反斜型IF中，IMHS具有比SHS传统术式更好的稳定性[5]。Chou等[5]统计63例应用IMHS的反斜型IF，复位成功率达90.5%，显著高于以往研究中反斜型IF的成功率。

4.3 并发症与缺点

IMHS的缺点之一是手术时间较PFN和GN长，Chou等[5]报道平均手术时间约115 min,原因在于术中需要徒手插入远端锁螺钉。楔形效应引发的内侧移位或内翻是另一个问题。O’Malley等[50]报道46例IMHS术后3年股骨干相对于健侧向内移位的平均距离为7 mm，颈干角由健侧平均133°变为患侧平均129°，2个指标差异均有显著意义，说明该效应的普遍性，但广泛存在的楔形效应在患者身上并未观察到相应的临床症状。此外，亚洲人群相对来说股骨短且前倾，为更好地适应亚洲人群，亚洲型IMHS螺钉切出的概率应低于传统型，但更易发生断钉。因此，IMHS在使用前应该根据患者的体型和骨质情况选择合适的规格[51]。

5 Dyna锁定螺钉(Dyna locking trochanter，DLT)

DLT是一种新型的髓内固定术，该钉作为一种插管样植入物，由钛合金合成，近端曲率为6°，近端直径16.5 mm，还含有一个直径为11 mm的拉力螺钉。在股骨颈螺钉上有3个锚定位点，在螺钉插入时关闭，可在螺钉到达满意位置后打开，以增加稳定性。此外，DLT在远端还具有2个钉孔，可以加用额外的螺钉。

5.1 适应证与禁忌证

目前，DLT只有用于治疗不稳定型IF的报道。

5.2 疗效与优点

DLT钉的特点在于对骨折部位首先给予压力，而且在拉力螺钉尖端上的锚定装置可以提供股骨头额外的稳定性和协调性，从而防止拉力螺钉从股骨头脱出。此外，还具有创口小、早期活动及早期负重的优点[52]。

5.3 并发症与缺点

Kim等[53]统计目前已经发表的DLT结果，并发症发生率高达18.1%(34/188)，其中19例螺钉切出，可能与在股骨颈螺钉的楔形侧翼没有正确植入有关，不过目前尚缺少对于楔形侧翼最适宜植入角度的大型研究[54]。

6 Zimmer中立钉(Zimmer natural nail，ZNN)

ZNN于2010年发明，是一种为老年患者而设计的髓内固定装置，全长215 mm，直径10 mm，4°的外偏角符合股骨的解剖特性，近头端较小的直径(15.5 mm)可减少骨质破坏，颈干角有125°和130° 2种，其前端的“衣夹”结构可减少钉子尖端部位骨折的风险。

6.1 适应证与禁忌证

理论上适用于各种类型IF，但设计之初为应用于老年性骨质疏松性IF。由于较小的尺寸和取出较困难，不适合年轻、身材高大、有取出愿望的患者。

6.2 疗效与优点

ZNN 4°的外偏角符合股骨的解剖特性，近头端较小的直径也可减少置入时对周围骨质的破坏，前端的“衣夹”装置也可减少术中医源性骨折的发生。在一项353例的前瞻性研究中，与PFNAⅡ组比较并未发现两者HHS评分差异[ZNN组(88.33±7.14)分，PFNAⅡ组(90.68±6.95)分][55]。陈健等[56]比较28例PFNA和31例ZNN，末次随访HHS分别为(91.8±3.6)、(92.2±3.8)分，无统计学差异。

6.3 并发症与缺点

在前文提到与PFNAⅡ比较的前瞻性研究中，ZNN组手术时间相对较长[ZNN组(70.40±20.10)min，PFNA组(57.25±12.15)min]，大腿外侧疼痛较普遍(21/172，12.2%)。另外，由于ZNN的拉力螺钉与骨质结合紧密，如需取出移植物，术中须注意防止断钉和骨折的发生。可通过扩大切口和清除螺钉尾端的骨和软组织来预防此类事故的发生[57]。