作者：山西医科大学第二医院骨科 韩冰
青壮年PauwelsⅢ型
股骨颈骨折生物力学特征及血运特点
股骨头位于股骨干解剖平面的前内侧，在髋关节动态负荷下，股骨近端承受多向复合应力。这些应力作用于股骨颈时，可依据其作用方向分解为2个关键应力：轴向压缩应力和剪切应力。轴向压缩应力在骨折内固定术后可促进骨折端加压，刺激骨痂形成，但若应力超出内固定系统的承载能力，则可能导致股骨颈短缩、内固定物切出甚至内翻塌陷等并发症。剪切应力的大小与Pauwels角密切相关，其力学效应随Pauwels角增大而显著增强。PauwelsⅢ型股骨颈骨折因剪切应力占主导，骨折端稳定性降低，内固定系统承受更高的失效风险，包括螺钉滑移、断裂及骨不连等。因此，理想的内固定装置应具备同时抵抗轴向压缩应力和剪切应力的双重生物力学性能，以维持骨折端的稳定性并促进愈合。旋股内外侧动脉发自股深动脉，是股骨头、颈最主要的供血来源。这两条动脉发出多个分支血管，相互吻合，在股骨颈基底部形成动脉环，然后发出分支营养股骨颈。一旦发生股骨颈骨折，主要供血动脉（特别是旋股内侧动脉）损伤，由于侧支循环代偿有限，易导致股骨头血供的显著减少甚至完全消失。血供中断将引发一系列病理生理改变：首先导致骨细胞及骨髓成分的缺血性损伤，临床表现为疼痛症状；若缺血状态持续存在，则可能进展为不可逆的骨细胞坏死。随着病情发展，坏死的股骨头可能出现结构性改变，包括关节面塌陷等，最终导致严重的关节功能障碍。
股骨颈骨折的治疗挑战
青壮年PauwelsⅢ型骨折呈现出独特的临床治疗挑战：其一，该骨折多由高能量创伤引起，骨折线近垂直走向，使骨折端承受持续的剪切应力，产生相对滑动趋势；其二，患者群体对术后功能恢复要求较高。这一临床特征要求治疗策略必须实现力学稳定性与生物学固定的双重优化。力学稳定则要求内固定系统具备足够的强度，以抵抗青壮年患者日常活动及运动时产生的高应力；生物学固定注重保护骨折端血供、减少软组织损伤，并促进自然愈合。然而该骨折易损伤股骨头支持带血管，造成血管撕脱或卡压，严重影响股骨头血供。由于复杂的损伤机制和局部的血供破坏，即便采用规范的手术干预，术后仍存在较高的并发症风险。临床随访数据显示，PauwelsⅢ型股骨颈骨折患者的预后情况不容乐观：23％的病例发生骨折不愈合，12％进展为股骨头缺血性坏死，15％出现畸形愈合。值得注意的是，约32％的患者最终需要接受髋关节重建手术，这一比例显著高于其他类型的股骨颈骨折。
股骨颈骨折治疗策略
复位方式 复位质量是影响股骨颈骨折临床结局的重要因素。闭合复位仍是治疗青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折复位的主要方法，但闭合复位时如果反复旋转牵引股骨颈，可能会进一步损伤股骨颈滋养血管，增加术后发生
内固定选择 倒三角空心加压螺钉（ITCS） 多年来，因ITCS具有创伤小、手术时间短和固定牢靠等优点，一直是治疗青壮年患者股骨颈骨折的常见固定方法。生物力学研究表明，ITCS能有效提供抗扭转稳定性，三角形分布可与骨组织形成三维框架，可改善股骨头旋转时的应力。此外，它们占据股骨颈相对较小的面积，对股骨头和股骨颈血流的干扰较小，降低股骨头血供损伤的风险。但ITCS无法提供足够的角稳定性，难以抵抗PauwelsⅢ型股骨颈骨折断端所施加的旋转剪切力，也难于抵抗垂直剪切力，在这些力的作用下ITCS常发生松动及骨折端再移位，并且难以有效抵抗骨折端的动态加压效应，常引发股骨颈短缩畸形，进而增加内固定失效及骨不连等并发症。Gurusamy等的研究表明，手术后3个月内，3枚平行ITCS内固定的失败率高达39％。Liporace等研究也表明，用3枚平行ITCS固定的PauwelsⅢ型股骨颈骨折的骨不愈合率为19％。Weil等采用平行ITCS治疗了４1例股骨颈骨折患者，结果71％的患者股骨颈水平缩短＞5mm，其中25％的患者缩短＞10mm。这些研究提示，单纯依赖ITCS可能无法提供足够的机械稳定性，尤其是对于青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折患者，这种不稳定骨折固定的稳定性较弱。
动力髋螺钉（DHS） DHS的设计充分契合股骨近端的解剖学特征，其独特的力学结构能够将股骨头所承受的复合应力有效分解为轴向压缩应力和垂直剪切应力，让内固定更符合生物力学原理。主钉的滑动机制产生轴向加压，让骨折断端紧密贴合，滑动钉组合在骨折愈合时提供持续的动态和静态加压，为骨愈合营造必需的生物力学环境，推动骨组织再生与愈合。DHS采用单螺钉设计，主要提供轴向滑动加压作用，但抗旋转能力较弱。术中虽可达到初步复位，但在负重或活动时，股骨头易受旋转应力影响，导致复位丢失。同时，DHS的粗大主钉置入可能破坏股骨头残存血运，进而增加股骨头缺血性坏死的风险。一项荟萃分析显示，DHS的股骨头坏死发生率显著高于空心加压螺钉。此外，DHS侧方接骨板的置入需要切开较大面积的软组织，增加了术后感染的风险。
内侧支撑钢板联合空心加压螺钉 研究表明，在股骨颈骨折线的前下方应用内侧支撑钢板联合ITCS固定，可以有效抵抗骨折端的剪切力。内侧支撑板和空心螺钉联合应用，髋内翻的发生率会明显降低。同时内侧支撑钢板可以把垂直的剪切力转化为促进骨折愈合的压应力，为股骨颈骨折的愈合创造条件。临床研究对内侧支撑钢板联合空心螺钉治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的效果报道不一。一项回顾性研究显示，青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折患者术后≥6个月随访中，内侧支撑钢板联合ITCS治疗术后Har－ris髋关节功能评分无显著改善。由于股骨颈独特的解剖学特点及其与周围重要结构的紧密毗邻关系，内侧支撑钢板在股骨颈内侧区域的精准放置面临显著的临床挑战。该术式通常需要较大的手术切口，和广泛的软组织剥离，这可能损伤旋股内、外侧动脉及其分支，将大大增加股骨头缺血性坏死的风险。Marchand等在文献中指出，股骨内侧放置支撑板，可能会引起髋关节屈曲撞击，导致髋关节持续性疼痛。
股骨颈内固定系统 2018年推出了一种新内固定装置———股骨颈内固定系统（FNS）。该系统由3个主要组件构成：滑动螺栓、抗旋转螺钉以及带锁定螺钉的侧方钢板。通过不同组件的结合，为骨折提供了多维度的稳定性。Jiang等通过meta分析证明，在青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折治疗中，相较于ITCS，FNS能明显降低股骨颈骨折相关并发症（股骨颈缩短、内固定退出、股骨头坏死等）的发生率，显著提高骨折愈合率。Moon等通过生物力学实验证实，FNS和DHS固定治疗青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折具有相同的生物力学稳定性，但FNS的手术切口更小，手术操作导致的骨量丢失更少，显著减少了术后并发症，有利于患者的术后恢复。尽管FNS在现有的研究中表现出明显优势，但还需要更多随机对照试验和长期随访来进一步确认它的临床效果与安全性。
骨移植联合空心加压螺钉内固定 由于青壮年Pau－welsⅢ股骨颈骨折对供血系统损伤较大，故有人提出早期手术干预并一期行带血运植骨治疗。在临床手术中髂骨是骨移植优选部位，旋髂深动脉因其较长的血管蒂和较宽的管径，常被选为蒂部血管。带血管蒂骨移植在股骨颈骨折治疗中优势明显，空心加压螺钉内固定术是治疗青壮年股骨颈骨折的常用术式，将二者联合应用具有多重优势：一方面能够提供稳定的骨折端固定，另一方面可通过移植骨促进血运重建，从而有效刺激骨折部位愈合。Li等研究表明，采用带旋髂深动脉髂骨移植联合空心加压螺钉固定治疗青壮Pau－welsⅢ型股骨颈骨折，可有效降低股骨头坏死率。但带血管蒂髂骨瓣的取出与植入对医师的操作技巧要求较高，且手术难度较大，因此在临床应用中受到一定限制。
倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉内固定 传统的ITCS固定系统在力学强度上存在局限性，难以提供足够的角稳定性，尤其是在面对PauwelsⅢ型股骨颈骨折时，其抵抗垂直剪切力的能力不足，易导致骨折端松动和再移位。为了提高内固定的稳定性，从而获得更好的抗垂直剪切力，一些研究人员从空心螺钉的结构和数量方面对内固定进行了整改。Gümüᶊtaᶊ等和李刚等进行的生物力学测量和临床疗效分析表明，在常规ITCS内固定的基础上将第４枚Pauwels螺钉从大转子的外侧向后方横向置入，可形成1个下支撑，能有效抵抗垂直剪切力。倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉较3枚空心加压螺钉能提供更好的力学稳定性。Freitas等表明，非平行空心螺钉能够部分消除垂直型股骨颈骨折中的剪切力，螺钉以交叉且发散的角度置入，能够提供更好的抗旋转和抗剪切能力。另有研究显示，螺钉横向穿过骨折线，在刚度和强度上优于DHS，甚至在某些临床效果上更具优势。Xu等比较了102例接受ITCS和倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉治疗的青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折的疗效，结果显示倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉减少了股骨颈短缩并改善术后髋关节Ｈarris评分。Jiang等报道，倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉治疗青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折中，股骨颈缩短的发生率（28．9％）显著低于ITCS（8．3％）。Cui等有限元分析研究显示，倒三角空心加压螺钉联合Pau－wels螺钉对比ITCS，前者在青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折治疗中表现出更好的稳定性和更低的螺钉断裂风险。就生物力学的角度而言，倒三角空心加压螺钉联合Pauwels螺钉是治疗青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折的理想螺钉配置。
机器人导航技术在股骨颈骨折治疗中的应用
有研究证实，生物力学稳定性依赖于螺钉的准确放置，螺钉位置越精确，骨折不愈合的风险越低。因此，有效地置入螺钉离不开骨科机器人导航技术。随着国内外骨科手术机器人系统的快速发展和功能优化，机器人辅助技术精准度高、稳定性得到了极大提高，逐渐在青壮年PauwelsⅢ内收型股骨颈骨折治疗中得到应用。在青壮年PauwelsⅢ内收型股骨颈骨折治疗中，系统通过多维影像实时导航，显著增强了术中监测能力，为医生提供精确的操作指引，便于骨折的解剖复位。骨科手术机器人可以多路径规划，可一次性设计多条螺钉置入路径，并支持手动微调功能，从而实现手术方案与患者解剖结构的精准匹配。在手术过程中，系统通过多维影像实时导航，显著增强了术中监测能力，为医生提供精确的操作指引。机械臂能够稳定持握手术器械，不仅提升了操作的精确性，还大幅降低了医生因长时间操作而产生的疲劳感。凭借毫米级的导航和定位精度，骨科手术机器人在青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折治疗中展现出显著优势，有效降低了手术风险，减少了术后并发症的发生率。此外，机器人系统能够实时监测患者的术中股骨颈骨折位移，并遥控机械臂自动校正操作路径，确保手术过程与术前规划高度一致。这种智能化的实时调整功能进一步提高了手术的安全性和可靠性。对比传统手术过程，机器人导航技术可提高股骨颈骨折置钉效率，缩短手术时间，减少患者的术中辐射。
并发症的防治
对于青壮年PauwelsⅢ股骨颈骨折患者，即使采用理想的内固定方式并实现解剖复位，术后仍难以完全避免骨折不愈合及股骨头缺血性坏死等并发症的发生。近年来，随着对股骨头坏死病理机制认识的深入，学术界已达成明确共识：早期诊断与干预是决定临床预后的关键因素。为提高临床疗效，临床医生必须建立系统化的长期随访机制，定期对患者进行临床评估和影像学监测（建议术后第1、3、6、12个月进行Ｘ线检查，必要时行MRI检查），以便早期发现股骨头坏死征象。对确诊股骨头坏死的患者，应遵循“早诊断、早干预、保关节”的原则。在疾病早期可采用多种保髋疗法，包括：（1）核心减压联合骨髓单核细胞手术治疗，可有效降低髓内高压，改善局部微循环，同时通过成骨分化促进骨组织再生，从而实现坏死股骨头的血运重建和结构修复；（2）体外冲击波治疗作为股骨头坏死的非手术治疗方案，具有创伤小、并发症少、可重复治疗等显著优势。一方面促进成骨细胞的定向分化和增殖，另一方面刺激新生血管形成。通过改善局部微循环和提供必要的生长因子，为基质细胞的生长和分化创造有利的微环境，从而系统性地加速骨愈合进程。在疾病晚期行全
总结与展望
治疗青壮年PauwelsⅢ型股骨颈骨折，关键是要做到解剖复位，并且提供稳固的固定效果，这是影响内固定疗效的核心因素。到目前为止，针对这种骨折的治疗方案还没有一个统一的标准，由于损伤机制复杂，每个患者的情况都不一样，需要制定个性化的治疗计划，可以重点关注以下几个方面：（1）改进复位技术。切开复位虽然能实现解剖复位，但对软组织的伤害比较大，所以闭合复位的成功率是研究的重点，特别是对于那些难以复位的病例。（2）增强固定强度。目前使用的内固定系统在抗剪切力和旋转稳定性上还有提升的空间，同时需要开发力学性能更好、生物相容性更强的新材料。随着科技的进步，可以借助机器人导航系统，精准置入内固定物，降低传统手术中对血管神经的损伤，减少术中辐射的危害，使得复杂手术安全化，微创手术流程化。未来骨科手术可能会更多依靠高科技设备和人工智能，骨科手术机器人也能为更多患者带来福音。
来源：实用骨科杂志2025年7月第31卷第7期
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