优化穿针组合式外固定架治疗股骨远端骨不连的临床疗效*

帕尔哈提·瓦哈甫 赵博 艾科热木·吾普尔 王成伟李璐兵 王雪 梁玲玲

（新疆医科大学第六附属医院骨病矫形外科，乌鲁木齐 830002）

股骨远端骨折是一种严重的创伤，而其严重并发症骨不连加重了股骨远端骨折患者的痛苦和经济负担，甚至会留下严重的残疾。目前较常用的固定方案是倒打髓内针或接骨板固定，而接骨板的适应证更为广泛。在股骨远端骨折使用接骨板固定时，若不遵守其使用的基本原则，也可能导致骨不连。最近Koso等[1]通过系统回顾和meta分析指出，相对于股骨干骨折，远端骨折的愈合率较低（86.6%vs93.7%），大约每8例患者中有1例需要接受二次手术。本研究拟评价优化穿针布局的组合式外固定技术治疗股骨远端骨折术后骨不连的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2010年5月至2016年12月间新疆医科大学第六附属医院收治的采用优化穿针外固定架固定治疗的股骨远端骨折术后骨不连患者21例。其中男17例，女4例，年龄19～59岁，中位年龄42岁。受伤至本次手术时间为7～36个月。骨折均距股骨髁15 cm内。闭合性骨折17例，开放性骨折4例。骨折AO分型：A2型2例，A3型5例，C2型11例，C3型3例。其中接骨板固定15例，髓内针固定5例，单臂外固定固定1例。C2型及C3型骨折的髁间骨折已愈合，本组骨不连均位于股骨髁上部位。骨不连的分类按照Weber-Cech分类：肥大型骨不连8例，萎缩性骨不连13例，股骨短缩≤2 cm。术前膝关节最大屈曲度为15°～125°，平均（77.6±36.3）°。

1.2 手术方法

患者取仰卧位，麻醉后取原切口取出内固定物，断端骨皮质剥脱处理。对13例萎缩性骨不连进行自体髂骨植骨。股骨的穿针采用Solomin建议的通道[2]（股骨分为8个层面，每个层面标注有12个通道）：股骨髁部通道（Ⅷ，4），（Ⅷ，8）置入2枚Schanz针（直径5 mm），在其近端1 cm处通道（Ⅷ，3-9）置入1枚骨圆针（直径3 mm）安装半环式连接杆，在断端远端层面通道（Ⅶ或Ⅷ，9）再置入1枚Schanz针（直径5 mm），骨折近端的穿针通道（Ⅱ或Ⅲ，8），（Ⅳ，10），（Ⅴ或Ⅵ，9）置入3枚Schanz针（直径5 mm）。外侧用1个直型连接杆、前方用1个斜拉杆与外侧直型杆组成三角型稳定结构，X线透视确定力线良好后锁定外固定架，测试断端的稳定性，若有过度的微动，断端从近端45°置入1枚骨圆针（直径2.5 mm）加强固定。示意图见图1。术前膝关节活动度（range of motion,ROM）＜60°的患者，进行适度的髌上囊和股四头肌粘连松解术。屈伸膝关节测试针道周围皮肤的滑动，若有皮肤的过度牵拉或阻挡，进行针道周围皮肤松解到合适位置并缝合。将针道用酒精纱布条缠绕固定。

图1股骨的优化穿针布局示意图

1.3 术后处理

术后早期进行股四头肌的等长收缩和踝泵功能训练，术后3～7 d开始膝关节被动屈伸活动训练并免负重下床活动，术后1周内患者对膝关节屈曲活动的耐受力较弱，使用镇痛药物，1周后根据患者对外固定架的适应情况进行膝关节的主动和被动屈伸锻炼，功能锻炼要循序渐进，过于激进的锻炼会增加早期针道并发症。术后2周开始部分负重训练，从负重10 kg开始，每2周增加10 kg致完全负重行走。期间每日至少2次进行膝关节最大角度的屈曲。对于针道每周进行一次更换敷料，固定针道的纱布条松紧度要适宜，以固定针与皮肤之间不发生滑动为宜。发生针道感染时，予局部换药、口服抗生素治疗，2周感染不能控制则更换固定针。

1.4 随访及评价指标

患者于术后每月复查1次，行X线检查和膝关节ROM检查，骨折线模糊有明显的骨痂生长后逐步简化外固定架，一般术后3～6个月开始简化外固定架，保留成单边式外固定架，X线检查示骨折线模糊至消失，骨皮质恢复完整连续性后完全拆除外固定架。拆除外固定后3个月保护患肢避免再骨折。终末期采用美国特种外科医院（hospital for special surgery,HSS）评分评估患者膝关节功能，≥85分为优，70～84分为良，60～69分为可，＜60分为差。

2 结果

2.1 术后一般情况

所有患者术后随访10～26个月，平均随访（16.5±2.8）个月。21例患者均获得临床骨性愈合，平均带架时间（9.3±1.6）个月，未见畸形愈合，1例拆除外固定架后1个月发生再骨折。

2.2 疗效评价

终末随访时膝关节功能优6例，良8例，可4例，差3例，治疗有效率为66.7%（14/21）。术前膝关节ROM＜60°的6例患者，术后膝关节ROM平均增加（29.2±9.7）°；术前膝关节ROM 为60°～90°的5例患者，术后膝关节ROM平均减少（10±5）°；术前膝关节ROM＞90°的10例患者，术后膝关节ROM平均减少（15.5±11.4）°，其中2例术前膝关节ROM＞90°的患者发生膝关节ROM减少30°以上障碍，发生率为9.5%（2/21）。典型病例见图2。

图2患者，男，49岁，1年前股骨髁上骨折行锁定接骨板固定术，术后骨折不愈合接骨板断裂，取出内固定断端去皮质化组合式外固定架固定

2.3 其他并发症

针道感染6例（28.5%，6/21），5例经换药和应用抗生素治愈，其中1例为股骨髁部针道感染经久不愈并出现松动，更换固定针后痊愈，无一例患者发生针道骨髓炎。

3 讨论

3.1 股骨远端骨不连的原因和治疗现状

AO分型的A2、A3、C2及C3型股骨远端骨折发生骨不连风险相对高，非感染性并且无明显骨缺损的骨不连的治疗选择有很多种，比如对于肥大性骨不连采用植骨双接骨板固定，对于萎缩性骨不连采用逆行髓内钉[3,4]。肥大性骨不连通过增强断端的稳定性而愈合[5]。萎缩性骨不连部位并不缺乏骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMP）信号的表达与激活[6]，只要断端有足够的接触面，并提供稳定的生物力学环境，可以重启中止的骨愈合过程。再次内固定应用受限时的替代方案考虑应用外固定架技术，目前外固定架在股骨的应用主要是单臂式和Ilizarov环形支架。

单臂式外固定因稳定性差，并不适合于股骨骨不连。Ilizarov技术是治疗复杂骨不连有效方法，目前已成为国际公认的最安全有效的临床方法之一[7]。经典的Ilizarov技术应用于股骨骨不连（特别是合并骨缺损或感染）能有效治疗骨不连[8-12]，这是Ilizarov外固定提供稳定的生物力学环境的结果。Kabata等[13]报道邻近关节的骨不连使用外固定架取得良好的效果。虽然Ilizarov技术治疗骨不连是最安全可靠的方法，但其技术学习曲线较长，对股骨来说由于耐受性差并发症多，应用受到限制。

3.2 股骨远端外固定支架穿针布局的优化

外固定架越靠近关节并发症越多，患者的耐受性差，容易出现关节僵硬。邻近关节处外固定架固时，如何平衡外固定架的稳定性与其并发症、患者耐受度，是值得思考的问题。当关节活动时软组织会产生相对于骨的移位，穿骨固定针将皮肤、筋膜和肌肉钉在骨上，这样就限制了软组织的生理性滑动，就相当于形成多处肌肉筋膜的粘连。膝关节屈伸活动时，髂胫束与股四头肌的滑动范围最大，最容易出现粘连和针道并发症。术后早期出现的针道感染原因为软组织与固定针之间的滑动刺激[14]。本组治疗的患者采用是夏和桃和张晓林[15]研制的组合式外固定器，其具有灵活方便、随意组合及安装方便的特点。本课题组基于以上考虑对外固定架构型和穿针进行了优化。股骨远端穿针的空间有限且与膝关节邻近，传统的Ilizarov外固定器采用双平面交叉穿全针，优点是稳定好，但对关节活动的影响大。在维持可靠的固定同时尽可能优化穿针通道，从股骨髁8点钟、4点钟方向穿Schanz针可以有效避免固定针对膝关节屈曲活动的阻挡，横穿的骨圆针和远端的Schanz针构组合构成的多个三角型构型，这种结构类似于现代建筑顶采用的钢结构，在远端有限的空间提供稳定的支撑。近端的穿针布局主要位于股骨的外侧和后外侧，是股骨的张力侧，体现了此构型的生物力学优势，并减少对髂胫束和股四头肌的影响。

外固定刚度和肢体负荷是调节骨折端稳定性的2个重要因素。张俊忠等[16]通过实验随机对照研究，对大鼠股骨截骨外固定架固定采用不同刚度的固定观察术后6周时骨折愈合情况的生物学表现，发现高刚度固定组骨折愈合，低刚度组股骨干均表现为肥大性骨不连。在外固定架的治疗周期中，外固定的固定刚度不是一成不变的，早期高刚度固定对骨提供可靠地固定，随着骨折断端的愈合进展，通过去除固定针逐步降低外固定的刚度，逐步增加骨的负荷可以加速骨愈合进程，而简化构型，减少对患者的影响，耐受度更高。

本组采用的组合式外固定架是介于环形外固定和单臂外固定的固定方式，与单臂外固定架比较的优势是多维度固定结构更加稳定，不容易出现松动，术后可以早期负重。与传统的Ilizarov环形外固定架的优势有：①支架构型简便，可以随着骨愈合进展简化支架，对患者的影响相对小；②技术操作简单，穿针安装方便，学习曲线短。

3.3 组合外固定支架的适应证和并发症的防治

外固定支架主要应用于感染性骨不连患者，目前并不是股骨骨不连治疗的首选。本组患者中15例经历过至少1次的翻修手术，且患者对再次内固定治疗的信心不足。对于软组织瘢痕化严重，局部软组织条件差，再次内固定发生感染或失败的风险较大时，是其主要的适应证。以下情况下不建议应用：①医生对外固定应用方法和力学原理不熟悉；②在固定期间不能持续随访检测患者或患者依从性差，不能配合康复和护理；③股骨短缩超过2 cm时；④外固定支架与内固定治疗相比无明显优势时。

本组外固定支架的并发症与传统外固定支架类似，常见并发症包括：针道感染，关节活动受限，慢性疼痛，睡眠障碍、强迫症状和焦虑等心理障碍[17]。术后随访和管理是治疗成功的另一个重要的环节，提前向患者告知可能出现的并发症，特别是针道并发症，若出现针道感染经换药及使用抗生素2周不能控制应更换固定针，否则疼痛导致患者不能进行进行膝关节屈伸功能锻炼和负重行走。医患之间建立信任，让患者确立负重行走可以加速愈合的信念，提高患者的依从性，鼓励患者进行逐步的负重行走。本组术前膝关ROM＞90°的患者术后膝关节最大屈曲度有明显的减少，这也是外固定支架在临近关节处应用的劣势，需要权衡骨折愈合与维持膝关节活动度的利弊。良好的术后管理可以预防严重的并发症出现，最终达到缩短治疗周期的目的。

综上所述，一个优良的骨外固定器构型，要符合最简单、稳中求胜、调控有效、最大功效的原则[18]。优化穿针布局的组合式外固定架治疗股骨髁上骨不连结合了传统Ilizarov环形外固定架对骨提供可靠稳定性的优点和单臂外固定架的简便优势，具有疗效确切，不需要二次手术，降低医疗费用等优点，是一种安全、创伤小且简单易行的方法，是一个值得尝试的选择，但应注意膝关节最大屈曲角度丢失等并发症。