骶髂损伤固定的研究进展△
2024-03-31贾德位李仲张立峰
贾德位,李仲,张立峰
(1.内蒙古医科大学,内蒙古呼和浩特 010050;2.内蒙古医科大学第二附属医院创伤外科中心A 区,内蒙古呼和浩特 010090)
骶髂关节为骨盆后环主要结构之一,承担躯干重力,传递并分散到下肢,为骨盆提供60%的稳定性[1]。骶髂关节脱位是骨盆损伤的一部分,多由高能量创伤导致,保守治疗难以恢复骨盆环的稳定性,常遗留疼痛、下肢功能障碍等诸多并发症,目前多采取手术治疗[2]。根据Tile 分型,B 型和C 型涉及的骶髂关节脱位,常造成骨盆后环不稳定,需要复位和内固定恢复后环完整性[1]。有多种内固定方式,分为骶髂螺钉[3~7]、前路骶髂关节钢板[8~13]、骶骨棒[14~16]、张力带钢板[17~19]、可调试微创接骨板[20]、Tight-Rope[21~23]、S2AI 螺钉[24~26]、后路钉棒[27~31]、前路钉棒[32]、Curvafix[35]。每种方式各有特点,哪种方式更合适仍是骨科医生面临的挑战性问题。本文对这些固定方式进行综述,以期为临床医师提供参考。
1 骶髂螺钉
骶髂螺钉运用广泛,常用固定类型有单枚S1螺钉、单枚S2螺钉或两者组合。由于S2置钉安全通道更狭窄,置钉难度和风险更高,一般作为S1畸形患者的替代[3]。Lu 等[4]进行单枚S1螺钉、单枚S2螺钉、2 枚S1螺钉及S1+S2螺钉固定骶髂关节脱位的生物力学研究,显示单枚S1螺钉稳定性强于单枚S2螺钉;单枚S1螺钉固定对于Tile B 型脱位可提供足够强度;对于Tile C 型脱位,2 枚螺钉(S1+S2)可增强稳定性。叶海民等[5]进行2 枚S1+单枚S2螺钉和单枚S1+单枚S2螺钉固定生物力学研究,显示两种方式稳定性无实质性变化,最佳固定是单枚S1+单枚S2螺钉。标准骶髂螺钉固定为经单侧骶髂关节到达骶中线,穿2 或3 层皮质,呈中心性固定。有学者提出一种长度超过骶中线,穿过多层皮质,最长穿过对侧骶髂关节的特殊贯穿螺钉固定,显示稳定性更好。研究显示,大多数国人经S1或S2可实现贯穿双侧骶髂关节的螺钉固定,生物力学显示,对于两侧骶髂关节脱位,贯穿螺钉和2 枚普通螺钉固定均有较好稳定性;对于单侧骶髂关节脱位,贯穿螺钉稳定性更好[6]。Zhang 等[7]将普通螺钉(单枚S1、单枚S2、S1+S2)、贯穿螺钉(S1贯穿、S2贯穿、S1贯穿+S2贯穿)及普通+贯穿螺钉(单枚S1+S2贯穿)固定单侧骶髂关节脱位的生物力学结果进行比较,显示(S1贯穿+S2贯穿)、(S2贯穿+单枚S1)稳定性最好,认为2 枚贯穿螺钉是最理想结构。因此,骶髂螺钉固定效果取决于脱位情况、螺钉贯穿长度及不同组合方式。尽管骶髂螺钉微创优势明显,但闭合复位难度大,复位效果不满意;置钉安全通道较窄,易发生神经、血管损伤;存在骶骨畸形患者,置钉则更为困难。因此,骶髂螺钉置入对大多数医师仍具有挑战,随着导航和机器人技术发展,置钉精确性和安全性有了极大的提高,但设备价格高,普及程度低仍是当前主要问题。
2 前路骶髂关节钢板
1987 年,Simpson[8]使用两块v 形放置钢板固定骶髂关节脱位,获得满意效果。直到今天,前路双钢板固定骶髂关节脱位仍是标准治疗方式之一。Bai等[9]报道双钢板位置:上钢板置于关节上1/3,骶骨暴露范围宽2.5 cm;下钢板置于关节中1/3,暴露宽度不超过1.5 cm;骶骨螺钉尾端向内倾斜30°以上。束晖等[10]研究了双钢板不同角度放置的生物力学效果,显示在45°~75°固定对Tile B 型和Tile C 型骶髂关节脱位稳定性较好。有研究显示,前路双钢板固定后期活动时发现内固定松动,认为可能是骶骨侧单螺钉无法提供足够稳定性[11]。2012 年,王国栋[12]设计了骶髂前路蝶形钢板,该钢板优势为一体两支整体连接呈60°蝶形,可直接放在复位的骶髂关节上,将前路双钢板点固定改为面固定,简化了手术操作。田云雷等[13]比较了传统重建钢板和蝶形钢板固定的临床疗效,显示蝶形钢板放置时间短、出血量少,并且复位和固定效果良好,比重建钢板更具优势,指出蝶形钢板仅适用于无骶骨及髂骨骨折的骶髂关节脱位。因此,应把握各自特点来选择最适合方式。
3 骶骨棒
1999 年,Vanderschot[14]使用全螺纹骶骨棒固定双侧Tile C 型骶髂关节脱位,该棒经S1从双侧骶髂关节穿出,棒轴垂直于关节表面,提供横向压缩固定,技术简单、安全、创伤小。缺点是骶骨前方韧带及双侧髂后上棘要完好,且骶骨棒没有复位作用,横向压缩固定程度相对较差,而过度加压会损伤骶神经[15]。吴乃庆等[16]自L4/5或L5两侧拧入4 枚或2 枚椎弓根螺钉,与CD 棒连接形成“π”棒,生物力学显示,“π”棒轴向压缩刚度、弯曲刚度及极限强度与正常骨盆均大致相当,利于患者可早期下地活动。“π”棒有复位和固定双重作用,纵向撑开可纠正垂直移位,同时横向加压不需要太紧,可避免损伤骶神经。缺点是髂后上嵴必须完整,且操作复杂、创伤大。目前两种技术已较少使用。
4 张力带钢板
Albert[17]于1993 年提出髂骨后侧张力带钢板,经髂后上棘插入,螺钉固定两侧髂骨。该方式初期临床效果满意,与骶髂螺钉固定效果相当,缺点为需要截髂骨插入钢板,增加了失血量。后期采用锁定重建钛板,两侧各用2 枚螺钉固定髂骨,避免了髂骨截骨,该方式操作简单、创伤小、钢板易于塑形,可保持复位,且不会对骶孔和骶管产生压迫。缺点是钢板预弯降低了强度,且钢板对皮下有刺激。生物力学结果显示,单独张力带钢板仅比单枚骶髂螺钉刚度略大,低于2 枚骶髂螺钉固定的稳定性[18]。鸥翼形钢板是新报道的预塑形解剖锁定钢板[19],采用2 枚长松质骨螺钉朝向髂前下棘,4 枚三皮质锁定螺钉固定骶髂关节,形成三维固定。其设计更贴合髂骨周围结构,可提供足够稳定性,允许早期活动,临床证实愈后效果好。与后路固定替代技术相比,该方式优势:一是微创性,减少了并发症和辐射暴露;二是预成型解剖设计减少了钢板预弯时间,也不会改变钢板强度。缺点是俯卧位不利于复位;不适于明显移位的骨折和双侧骶髂关节周围严重损伤。鸥翼形钢板改进了锁定重建钢板缺点,有较好的临床效果,可作为传统张力带钢板的一种替代方式,但要把握适应证,且具体的生物力学稳定性有待于研究。
5 可调试微创接骨板
Wu 等[20]设计了基于骨盆后环结构的新型微创可调钢板,由2 个“Z”形支架和1 个可调节连接杆组成,上翼位于髂后上棘背表面,下翼靠近骶骨背表面。通过上、下翼孔插入长松质螺钉,分别将“Z”形支架固定在髂骨和骶骨上,由1 个六角形管和2 个定制螺栓连接,通过旋转六角形管可以拉伸或缩短螺栓。该装置与双侧髂后上棘不规则轮廓吻合良好,可以很容易置入,无需预弯,操作简便。由于螺钉插入区域无重要血管或神经,无需透视引导下置入螺钉。因此,该方法优点是微创、辐射少、技术上安全且节省时间。研究者对骶髂螺钉、张力带钢板、可调式微创接骨板固定骶髂关节脱位进行了生物力学研究,结果显示可调式微创接骨板固定在垂直载荷下的稳定性与2 枚骶髂螺钉固定相似,优于张力带钢板,认为可调式微创接骨板可用于骶髂关节脱位的临床治疗,尤其对于存在垂直移位的复位和固定有很好的效果[20]。缺点是钢板位于皮下,术后可能出现软组织并发症。
6 TightRope
TightRope 常用于肩锁关节脱位和下胫腓联合固定,被证明与传统刚性内固定具有可比性,可保持正常生理运动,是一种稳定的微创固定方法[21,22]。Gu等[23]提出运用TightRope 固定骶髂关节脱位,这是一种可调线圈长度的悬吊固定器械,由卵圆形纽扣和圆形纽扣组成,5 号FiberWire 连接。有学者对2 枚S1螺钉、张力带钢板、TightRope 固定骶髂关节脱位的生物力学进行研究,显示2 枚S1螺钉稳定性最强,TightRope 稳定性略优于张力带钢板[23]。该种固定方式优点是,更微创,技术更简单,可减少对骨折端周围软组织和血供的损伤,无神经根损伤风险,还能使骶髂关节保持一定程度微运动,关节僵硬可能性会降低,且术后不需要取出种植体,临床显示愈合及功能结局良好。但有以下缺点:首先,弹性固定的生物力学稳定性不如骶髂螺钉固定;其次,要求髂后上棘完整,才能实现有效固定。因此,该种弹性固定的稳定性需要进一步探讨,从机制上分析这种固定不适合,需要更多临床研究来确定治疗的长期效果。
7 S2AI 螺钉
近年来,S2椎体髂骨翼螺钉(S2AI 螺钉)固定被广泛用于脊柱手术中,起点在S1背孔外侧,经骶骨翼背侧S2侧进钉,穿过骶髂关节锚定在骶骨翼上,但在骨盆创伤中报道较少[24,25]。孟欢等[24]认为,该螺钉穿过骶髂关节,具有潜在固定骶髂关节的价值,并进行了单枚S2AI 螺钉固定Tile C 型骶髂关节脱位模型的生物力学研究,显示单枚S2AI 螺钉可用于单侧Tile C 型骶髂关节脱位的治疗。与骶髂螺钉相比,S2AI 螺钉穿过3 层皮质,螺钉通道更长,有更好的抗垂直剪切稳定性;螺钉通道在冠状面上为倾斜形,可以控制骶骨旋转的问题;避开了骶骨前方重要神经、血管,技术简单、安全;与S1+S2螺钉联合固定有相似的生物力学强度,可以允许患者早期负重,利于术后康复[24,25]。向杰等[26]探讨将S2AI 螺钉与S1节段椎弓根螺钉相连构建不同方式来固定骨盆后环,显示短节段S1~S2AI 固定用于骶髂关节脱位可提供坚强固定,且并发症较少。目前S2AI 螺钉在骨盆创伤中应用报道较少,临床效果还需进一步验证。
8 后路和前路单钉棒
近年来,脊柱钉棒系统被用作固定骶髂关节脱位,纵向提拉作用对垂直移位复位效果好,抗剪切强度较强,固定牢固[27,28]。运用较多是后路单钉棒固定[27~29],经S1置入1 枚椎弓根螺钉,髂后上棘内外板之间置入1 枚椎弓根螺钉,钛棒连接。和利等[29]对骶髂螺钉和后路单钉棒固定骶髂关节脱位的生物力学进行了研究,结果显示后路单钉棒固定组的位移、轴向刚度、极限载荷和屈服载荷均优于骶髂螺钉固定组,证实后路单钉棒固定具有优势。龚文斌[30]探讨了后路单钉棒和前路双钢板固定骶髂关节脱位的临床疗效,显示后路单钉棒固定功能恢复优良率高,术后卧床时间短,总并发症少。后路单钉棒固定的优势:(1)具有复位及固定双重作用;(2)钉棒作用力臂小,固定强度大,可有效恢复骨盆后环稳定性,术后卧床时间短,允许早期下地活动。但后入路复位效果差,以及术后压疮及感染等并发症均是该方式缺陷[31]。Miyake 等[32]提出前路单钉棒固定骶髂关节脱位的技术,1 枚椎弓根螺钉经骶骨沿纵轴方向置入,另1 枚椎弓根螺钉经髂骨指向坐骨结节,钛棒连接,临床证实该技术可精确复位,具有足够稳定性,术后随访患者愈合及功能结局良好。该方式优点:(1)前入路视野更好,复位效果好;(2)相比于骶髂螺钉的优势是成角稳定性以及螺钉插入点和方向不同,可根据骨折模式或所需固定力改变置入物的安装。缺点是手术失血量多。前路单钉棒避免了后路缺点,临床验证已获得满意效果。
9 Curvafix 髓内固定
近年来,骨盆周围通道螺钉广泛运用,然而一些骨通道的弯曲限制了直钉长度和直径,减少螺钉置入横截面,降低了直钉固定的稳定性,而骶骨畸形患者,直螺钉固定更为困难。Zakariaee 等[33]提出,在骨盆中存在弯曲的骨通道,研究了各弯曲形骨通道的最小直径和曲率,显示有相当大的骨通道可以放置弯曲形大直径内固定物,对畸形骨盆更为适用。2022年,Yang 等[34]基于计算机算法,规划出弧形骶髂通道和置入物,比较了弧形和直形置入物固定骶髂关节脱位模型的生物力学特性,显示弧形螺钉比直形螺钉具有更好的应变和变形性能,固定效果更好。Curvafix 置入物是最新设计研发的,遵循了骨盆内自然骨曲率,近端具有驱动扭矩特性,远端为自攻螺纹,使用可操纵导丝改变置入路径的轨迹,特有的锁定功能可将柔性状态转换为刚性状态,提供更大把持力,降低拔出风险,提供更牢固的固定。2022 年,Miller等[35]报道了运用Curvafix 经双侧骶髂关节固定骶骨骨折的病例,术后复查显示愈合良好。Curvafix 置入物是骶髂关节脱位固定的新方式,尤其对老年患者及骶骨畸形患者有较大的优势,具体的生物力学有待于进一步研究。
10 小 结
综上所述,骶髂关节脱位是骨盆高能量损伤中的一部分,近年来较为多见,有诸多手术固定方式,每种方法各有特点,研究者也对各固定方式进行研究,然而哪种方式更合适需要骨科医生根据患者骶骨是否变异、骶髂关节脱位方式、局部软组织情况等综合考虑后做出选择。通过对国内外固定骶髂关节脱位的方式进行综述,希望为临床医师提供参考。