髓内钉运用对转子间骨折稳定性的影响

2022-11-22廖屹,尚剑

创伤外科杂志 2022年9期

廖屹,尚剑

1.黑龙江中医药大学,哈尔滨 150000； 2.深圳大学总医院,广东深圳 518000

转子间骨折在老年人群常见，且发生率随着寿命的延长逐渐增加，预计到2050年，全世界股骨转子间骨折患者将>300万[1]。手术治疗是目前转子间骨折的主要手段之一，可以减少卧床并发症发生，尽早负重活动，尽早恢复日常生活。股骨转子间骨折分型具有重要意义，不仅可以更好地判断骨折的稳定性，还对内固定的选择具有指导意义。其分型可以简单描述为稳定型与不稳定型。目前主流的分型是EVANS分型、Jensen改良的EVANS分型和AO分型[2]。AO分型中，转子间骨折属于A类骨折。A1型为骨折线经过股骨转子的简单骨折，为稳定性骨折；A2型为粉碎性骨折，属于不稳定性骨折；A3型为反转子间骨折，股骨颈外侧骨皮质受累，属于不稳定性骨折[3]。骨折稳定性决定治疗方式的差异性。转子间骨折的手术方式经过长期发展演变，主要分为髓外固定与髓内固定，有学者建议稳定性骨折可以使用髓外固定治疗，不稳定性骨折使用髓内固定治疗，而髓内固定生物力学优于髓外固定，且相对微创，成为临床医师首选方案[4]。同时骨折分型也是影响内固定稳定性和术后恢复的危险因素[5]。在不同的骨折模式中，髓内钉对稳定性影响存在差异。目前运用较多的髓内钉系统有Gamma钉、PFNA、InterTan等。针对不同分型的股骨转子间骨折，了解髓内钉系统设计并熟练运用，选择合适的髓内钉系统对手术是否成功具有重要意义。本文对髓内钉系统的直径、长短、头钉、曲率半径和远端螺钉与骨折的稳定性进行了论述，为临床医师治疗转子间骨折时运用髓内钉提供参考。

1 髓内钉系统与骨折稳定性的关系

目前国内外关于髓内钉直径与转子间骨折稳定性的关系研究较少。Durusoy等[6]通过生物力学实验发现增加髓内钉直径，可以使髓内钉在髓腔内移动受限，从而增加其稳定性，可能减少干骺端内翻塌陷的进展、降低切断率。Tucker等[7]通过有限元分析表明无论骨折类型，增加髓内钉直径可以减少种植体应力，减少骨折部位的碎片间运动和固定螺钉应力，增加稳定性。然而，后续的临床研究存在争议。 Rinehart等[8]将老年转子间骨折患者按照髓内钉直径10mm和>10mm分组，发现两组再手术率差异无统计学意义(P>0.05)。Yamamot等[9]评估390例年龄≥60 岁并接受髓内钉治疗的转子间骨折患者，发现稳定性和再手术率与髓内钉直径无明显关系。Cheung等[10]评估髓内钉直径对转子间骨折髓内钉治疗后股骨近端缩短(PFS)的影响，将患者分为直径10mm和11mm两组,发现两组PFS差异无统计学意义，表明髓内钉直径不会对PFS产生影响。而有学者[8]在评估转子间骨折的稳定性与再手术率时，将髓内钉直径与髓腔直径结合，提出贴合度(髓内钉直径与髓腔直径的比值)概念。认为股骨髓腔具有个体差异，每个人的髓腔均不一样，贴合度更能将髓内钉直径与髓腔直径结合，更具说服力。Song等[11]发现在股骨远端，髓内钉与髓腔低贴合度是前内侧皮质丢失的危险因素，当贴合度<50%，髓内钉易在髓腔产生钟摆样运动，影响其稳定性。 George等[12]临床研究发现短髓内钉在治疗具有宽大髓腔的股骨转子间骨折时，可能无法提供足够稳定性，较低贴合度可能会导致复位缺失。目前研究[8-12]对髓内钉直径会不会影响转子间骨折稳定性的观点还存在争议，不能单纯地比较髓内钉，应该考虑患者个体差异，合适的贴合度还需进一步、大样本的研究来证实。

2 髓内钉的长短与骨折稳定性的关系

髓内钉长度对于髓内钉的机械强度至关重要。对于转子间骨折优先使用长钉还是短钉存在争议[13]，但随着髓内钉材料和设计的不断进步，最近的研究发现长钉与短钉拥有相同的治疗效果，在稳定性和再手术率方面差异无统计学意义。Blum等[14]通过生物力学实验建立了低密度松质骨和薄壁皮质的复合股骨模型，发现在不稳定的转子间骨折模式中，短钉在轴向和扭转刚度或极限轴向载荷与失效强度方面的生物力学并不劣于长钉。Breceda等[15]则通过生物力学实验发现长、短髓内钉固定后继发性种植体周围骨折的风险相似。越来越多的临床研究[16- 17]也证明了短髓内针治疗转子间骨折具有可行性，发现短髓内钉治疗不稳定转子间骨折时，术后功能与并发症风险与长髓内钉相似，同时短髓内钉相对于长髓内钉而言，还具有手术时间更短、出血量少等优势。Sadeghi等[18]扩大了观察样本量，纳入5 526例使用髓内钉治疗的转子间骨折患者，也未观察到长髓内钉和短髓内钉之间稳定性和再手术率存在差异。相关Meta分析[19]也印证了上述研究观点：长、短髓内钉治疗转子间骨折时，内固定失效和再手术率等方面无显著性差异，且短髓内钉的手术时间更短、出血量更少和输血率更低。

同时也有学者认为髓内钉的绝对长度无法准确预测手术稳定性和再手术率的关系，不能单纯地比较长钉与短钉。Yamamoto等[9]提出了股骨远端固定率(FR)的概念，即最远端骨折部位至髓内钉远端的距离与髓内钉主钉的长度比。在手术中维持复位时，认为在术中选择FR>0.8的髓内钉是最优选择，可以增加髓内系统的稳定度。应该根据骨折复位质量和FR选择髓内钉长度,降低再手术的风险，减少经济负担。综上所述，目前的研究表明短髓内钉不仅在再手术率和稳定性方面与长髓内钉无显著差异(P<0.05)，且还具有手术时间短、出血量少等优势，是治疗转子间骨折的安全有效的手术方式，推荐作为治疗的首选。同时也应重视FR，并进行更多的研究探讨其可行性。

3 髓内钉的头颈钉与骨折稳定性的关系

目前主流髓内钉有Gamma钉、PFNA、Intertan等，其头颈钉各具特色。头钉装置区别在于单拉力螺钉、螺旋刀片、互锁螺钉系统[20]。Gamma钉由1个中央固定的主钉、1个拉力螺钉和远端锁钉3部分组成。PFNA特点在于其螺旋刀片，能够减少对股骨头内松质骨的破坏，提高螺旋刀片锚合力，还具有抗旋转、抗内翻作用。Intertan是第四代髓内钉，其双钉系统由1枚拉力螺钉和1枚加压螺钉互锁。目前的生物力学研究发现螺旋刀片和双钉系统的稳定性均优于单拉力螺钉。在骨质疏松患者人群中，螺旋刀片比拉力螺钉拥有更好的抗旋转稳定性[21]。在稳定的转子间骨折模式中，互锁螺钉系统和单拉力螺钉的基础生物力学特征相似，而在不稳定的转子间骨折模式中，互锁螺钉系统的轴向抗压和抗扭转能力明显优于单拉力螺钉[22]。相关临床研究[23-25]的结果也支持生物力学的发现，在临床治疗中，单拉力螺钉比螺旋刀片和双钉系统更易发生内翻塌陷。 Goodnough等[23]发现使用单拉力螺钉和螺旋刀片治疗转子间骨折时，螺旋刀片术后3个月的塌陷程度(中位数4.7mm，IQR 2.5～7.8)明显少于螺钉(中位数8.4mm，IQR 3.7～11.2，P=0.006)。同样单拉力螺钉比互锁螺钉系统更易发生内翻塌陷，Serrano等[25]发现与互锁螺钉系统的Intertan相比，单拉力螺钉的Gamma钉在术后1年内翻塌陷增加了2.5倍,在不稳定转子间骨折中，这种差距更加显著。与Gamma钉相比，InterTAN的股骨颈缩短和内翻塌陷明显减少。而有学者对单拉力螺钉和螺旋刀片的切出率存在争议，Stern等[26]认为螺旋刀片的切出率更高，但Ibrahim等[27]则认为螺旋刀片和拉力螺钉的切出率没有明显差异，且观察的螺旋刀片切出率(6.5%)与其他已报道研究一致，远低于Stern等[26]的15.1%。与标准的单拉力螺钉相比，螺旋刀片和互锁螺钉系统更具优势，PFNA与Intertan在治疗转子间骨折具有相等的效果，均是目前十分有效且安全的治疗转子间骨折的手术方式[28]。PFNA与Intertan哪种内固定方式更具优势引起广泛关注[20]。最近一项生物力学研究[29]发现在治疗具有骨质疏松的不稳定转子间骨折时，与互锁螺钉相比，螺旋刀片在初始刚度、抗内翻变形和股骨头旋转以及抗故障能力方面略胜一筹，但两种固定系统之间差异无统计学意义，两种植入物均表现类似生物力学强度。但相关Meta分析的结果则更有利于互锁螺钉系统，Nherera等[30]发现与PFNA相比，Intertan内固定失败率降低了84%，InterTan治疗的患者发生内翻塌陷和股骨头切割等并发症的风险低于PFNA。而两者在骨折不愈合率和Harris HIP评分方面差异则无统计学意义。Onggo等[31]的研究发现与Nherera等[30]一致，与 InterTan相关的全因翻修、切口、内侧或外侧螺钉移位以及持续性髋部和大腿疼痛的风险均低于螺旋刀片，且InterTan 的内翻塌陷风险降低了5倍。总结目前相关研究，对于不稳定的转子间骨折，互锁双螺钉比单拉力螺钉和螺旋刀片更具优势，推荐优先选择具有互锁螺钉系统的Intertan，而对于稳定的转子间骨折，螺旋刀片和双钉锁定系统均可以提供良好的稳定性，均是安全且有效的手术治疗方式。

4 髓内钉的曲率半径与骨折稳定性的关系

股骨前弓是股骨向前外侧弯曲的部分[32]，目前多用曲度半径表示股骨弯曲程度。曲率半径与股骨弯曲程度的大小呈反比，即曲度半径越小，弯曲程度越大。影响股骨前弓大小的因素较多，近年来相关研究[33]认为股骨的弯曲程度会随着年龄的增加而增加，在女性中更为明显，女性的股骨比男性更加弯曲，股骨曲率会随着年龄的增加和骨密度的降低而增加[34]，中国人群的股骨曲率呈现相似的变化趋势[35]，老年女性转子间骨折患者股骨曲率不匹配现象严重。

应用股骨近端髓内钉治疗转子间骨折时必须考虑股骨前弓的影响，股骨与髓内钉良好的匹配程度可以保证髓内钉的稳定性和减少术后并发症，降低再手术率。不好的匹配度不仅会使插入髓内钉时遇到明显阻力，还会导致髓内钉尖端与股骨干前侧皮质接触、碰撞，甚至穿出，导致医源性骨折[36]。越来越多的临床报道[37]显示不好的匹配程度将会显著增加股骨前皮质撞击情况的发生，导致术后大腿远端疼痛。曲率半径是影响匹配度的重要原因。曲率半径表示股骨弯曲程度，自从认识到曲率半径，学者们一直在探寻最合适的曲率半径，目前髓内钉的曲率半径多为1 500～2 000mm,但对于股骨还是比较直[38]。相关研究[39]表明髓内钉的曲率半径更加接近患者人群的曲率半径，可以减少并发症的发生。Shetty等[40]评估了曲率分别为2 000mm和1 500mm的长GAMMA钉治疗老年转子间骨折患者时前皮质穿孔的风险。研究发现与曲率半径为2 000mm的髓内钉相比，曲率半径为1 500mm的髓内钉在远端末端更靠近股骨髓腔中心，且未见股骨前穿透的情况。研究证实了减少髓内钉曲率半径，可以使髓内钉和股骨更加匹配，显著减少前皮质撞击的发生。生物力学研究[41]发现将髓内钉曲率半径从1500mm减小到1000mm并不会显著增加峰值插入力，且1000mm在插入阶段结束时所需的力明显更低。证明对于股骨前弓弯曲大的患者，进一步降低髓内钉的曲率半径将是可行的，但是还需要进一步的研究确保曲率半径降至1000mm以下时置入的安全性。

Liu等[42]利用CT三维重建技术对中国人股骨前弓进行准确的形态学测量，测得男性股骨前弓曲率半径为(958.79±266.61)mm、女性为(883.57±249.74)mm ,平均曲率半径(922.74±260.05)mm。有学者采取类似的测量方法测得美国白人、黑人的股骨前弓平均曲率半径为(1200mm±360)mm[43],泰国人群股骨前弓的平均曲率半径为(895.46±238.06)mm[44]。中国人群的曲率半径与美国人群和同为亚洲人的泰国人群均存在差异，不同民族、不同地区人群的股骨前弓大小存在较大差异。西方人群设计的髓内钉并不适合中国人群，目前国内使用的髓内钉多为进口，国内器械厂家也多以西方设计的髓内钉为模板生产，缺乏本地化[42]，设计并制造出更加符合中国人群曲率半径的股骨近端髓内钉具有十分重要的意义，可以降低相关并发症的风险，为医师们提供更加合适的内固定装置的选择。

5 髓内钉的远端螺钉与骨折稳定性的关系

对于股骨近端髓内钉治疗转子间骨折远端需不需要锁钉，采用动态锁钉还是静态锁钉，目前存在争议。复位良好且髓内钉与骨皮质接触良好的稳定性转子间骨折，应力可以沿着主钉传至骨皮质，获得良好的稳定性，而当髓腔过宽、不稳定骨折时，应力则传至远端螺钉，此时，远端螺钉可以增强骨折的稳定性[45]。有学者认为无论稳定骨折还是不稳定骨折均建议采用锁钉[46]。但是已有生物力学研究[47]表明，在稳定的转子间骨折模型中，远端解锁和锁定髓内钉之间的扭转强度相似。且有学者[48]发现，增加额外的远端螺钉，髓内钉扭转的平均失效载荷降低了35.7%，认为应该避免额外的钻孔。种植体周围骨折、大腿疼痛、血管损伤等并发症与股骨远端锁钉有关。在不稳定的转子间骨折模式中[49]，短髓内钉治疗伴骨质疏松的不稳定转子间骨折，添加远端互锁螺钉可减少内翻塌陷，使用远端锁定螺钉时，股骨头下平移明显减少，内翻塌陷更少，植入物相对于股骨干的运动更少。且随着髓腔直径的增加，解锁和交叉锁定的髓内固定之间的差异更为明显。后续的临床研究[50]也印证了生物力学的观点，在稳定的转子间骨折中不使用远端交锁螺钉不仅不会损害骨折愈合，还能预防一些临床并发症。Ciaffa等[51]发现远端解锁、静态锁定、动态锁定治疗转子间骨折在术后功能和并发症方面无差异，且解锁组的手术时间、切口长度、透视时间、失血量和术后大腿疼痛率均少于静态组和动态组，对于稳定的(31-A1)和不稳定的(31-A2)转子间骨折，可以不用锁钉。但应该注意的是，并非所有具有稳定骨折模式的患者均适合远端解锁钉。对于髓腔直径过大、术中骨折或内侧壁粉碎的患者，无论骨折类型如何，均应采用锁定髓内钉治疗，以避免继发性骨折[52]。对于不稳定的转子间骨折的治疗，采用远端锁钉是目前的普遍共识，复杂的不稳定转子间骨折更需要使用远端锁定[53]。Yan等[54]第一次对远端锁钉还是解锁治疗转子间骨折进行了meta分析，显示解锁髓内钉的手术时间和透视暴露时间短、失血量少、切口短、大腿疼痛发作率低、局部并发症无显著差异，与远端锁钉组术后恢复情况相似，推荐作为稳定型转子间骨折的常规选择(AO/OTA 31-A1，A2)，同时远端锁钉比解锁钉表现出更高的大腿疼痛率。后续Meta分析[46]与之前的研究一致，证实治疗稳定性转子间骨折远端解锁是可行的，可获得良好的治愈效果。并且发现远端锁钉会导致机械应力增加，可能进一步导致周围皮质骨肥大、阔筋膜疼痛和螺钉周围骨折，股骨远端骨折、大腿疼痛、股动脉损伤被认为与远端锁钉有关。目前关于远端锁钉的研究多为解锁钉和互锁钉，静态锁钉和动态锁钉的研究还较少。综上，对于稳定的转子间骨折，推荐远端解锁，不仅可以获得足够的稳定性，还可以减少术后相关并发症的风险，对于不稳定的转子间骨折，推荐用远端锁钉使内固定系统获得足够的稳定性。