青壮年垂直型股骨颈骨折手术治疗进展
2018-12-20 来源:国际骨科学杂志


作者:上海交通大学附属第六人民医院骨科  刘敬文


与老年人群相比,青壮年股骨颈骨折较为少见,但其治疗一直是公认的难题。尽管“保留自身髋关节”这一基本原则已获得绝大多数学者的普遍认可,但却无法避免骨不连、股骨头坏死和内固定失效等风险。因此,手术治疗时选择失败率低且术后并发症少的复位方式和内固定方案显得尤为重要。近年来,很多学者持续关注不同复位方式的优缺点,同时开始探索和尝试更为新颖的内固定方案,并从生物力学或临床角度对这些方案加以分析。因此,有必要对上述问题的进展进行阐述,为进一步提高青壮年股骨颈骨折治疗效果提供科学依据。


骨折类型及病人特点


年龄小于65岁被定义为青壮年,年龄大于75岁被定义为老年,65~75岁之间则根据“生理学”年龄判断其为青壮年还是老年。青壮年股骨颈骨质坚硬,骨密度高,骨折往往由高能量暴力所致,可伴有同侧股骨干骨折和其他合并伤。高能量暴力可致股骨头血运遭到一定程度的破坏,导致该年龄段病人骨折不愈合率和股骨头坏死率均较高。


Pauwels分型是第一个关于股骨颈骨折的生物力学分型,其根据Pauwels角(骨折线与水平线所成夹角)将股骨颈骨折分为3种类型:①Ⅰ型,Pauwels角<30°;②Ⅱ型,30°<Pauwels角<50°;③Ⅲ型,Pauwels角>50°。Pauwels角越大,骨折断端处垂直剪切力越大,内固定失败风险越高。由于高能量暴力损伤机制的特点,青壮年股骨颈骨折多为PauwelsⅢ型,骨折断端更不稳定,术后并发症发生率更高。


复位方式


切开复位和闭合复位如何选择,仍有争议。一项meta分析研究表明,切开复位和闭合复位在骨折愈合率方面并无显著差异,但后者股骨头坏死率较高。另一项meta分析研究则发现,两者在骨折愈合率和股骨头坏死率方面均无显著差异,但前者潜在深部感染率更高。正常关节囊内压为0~20mmHg(1mmHg=0.133kPa)。当关节囊内积血超过20mL时,关节囊内压会显著升高。而当关节囊内压达到平均动脉压的3/4(约58mmHg)时,股骨头就会丧失血供。因此一些学者认为,关节囊内压升高是造成无移位型股骨颈骨折病人股骨头坏死的原因。闭合复位是间接复位,很难达到解剖复位,而复位质量直接影响预后。但切开复位可能存在破坏股骨头血运、加重软组织损伤等问题。解剖学研究表明,旋股内侧动脉深支负责股骨头血供的80%,小凹动脉只供应股骨头圆韧带附着附近的极小范围区域,而旋股外侧动脉不参与股骨头血供,且旋股外侧动脉与旋股内侧动脉之间不存在吻合交通支。研究报道,改良Smith-Petersen入路可经缝匠肌与阔筋膜张肌间隙直接暴露股骨颈骨折断端,不会破坏旋股内侧动脉分支,且不需要剥离太多组织,从而减少软组织损伤。切开复位支持者认为,切开关节囊可减轻囊内血肿填塞及囊内压力,降低股骨头坏死率,且可直视下对骨折端进行准确复位。


内固定方案选择


内固定治疗股骨颈骨折,尤其是垂直型股骨颈骨折,不但并发症发生率较高,而且功能结局较差。因此,治疗老年移位型股骨颈骨折通常采用关节置换术,以避免内固定失效、骨折畸形愈合、骨折不愈合等术后并发症。保髋治疗可满足较高的功能需求,同时避免人工髋关节使用寿命等问题,因此对青壮年股骨颈骨折常采用内固定术,但病人很可能面临骨折愈合相关并发症、再次手术和终生残疾等风险。


空心螺钉  空心螺钉广泛用于青壮年股骨颈骨折的治疗。Luttrell等汇总272名整形外科创伤协会(OTA)专家意见后发现,43%的专家倾向于选择空心螺钉进行固定,其优势在于手术技术要求低、置入方便及出血少和软组织破坏小。常用的空心螺钉构型有3枚平行空心螺钉构型和2枚平行空心螺钉加1枚垂直骨折端空心螺钉构型2种。Parker等通过回顾性研究发现,与交叉螺钉结构相比,平行螺钉结构骨不连发生率和股骨头缺血性坏死率均较低,这可能与平行螺钉结构可在骨折块之间加压而改善预后有关,但该研究尚未考虑年龄及Pauwels角等因素。目前临床和生物力学研究通常认为,可紧抓股骨颈外围皮质的“倒品型”空心螺钉结构更具优势。但从生物力学理论角度而言,1枚“偏轴”螺钉或垂直骨折断面螺钉可能更有利于实现骨折断面加压,并有效抵抗PauwelsⅢ型股骨颈骨折断面的剪切力。虽然“倒品型”空心螺钉结构抗扭转能力较好,但其抗垂直剪切力和内翻力能力较差,而这是垂直型股骨颈骨折内固定失败的主要原因。


Nowotarski等通过力学试验发现,应用垂直螺钉可显著提高旋转稳定性。一项研究通过微CT检查发现,垂直螺钉能牢牢抓持股骨头中心及下方密质骨。垂直螺钉还能较好地支撑股骨头骨折块,避免因骨折断端过度挤压造成股骨颈短缩而影响病人行走。Hoshino等研究认为,垂直螺钉构型用于固定治疗股骨颈骨折可能导致骨不连。骨不连的特点是骨折断端的骨折线清晰,通常不伴有明显的股骨颈短缩。通过股骨粗隆外翻截骨,骨折断端仍有可能实现愈合,从而保留自身髋关节。Guimares等通过对20例青壮年垂直型股骨颈骨折进行前瞻性研究发现,应用1枚垂直螺钉加2枚平行空心螺钉固定可使绝大多数病人获得准确复位,且80%病人可实现骨折愈合,从临床实践角度证明该结构具有效性和可操作性。但垂直螺钉并不允许骨折断端持续加压,这可能影响股骨头血管重建和骨质愈合。


Kuan等为提高传统3枚倒三角空心螺钉构型的生物力学稳定性,将线缆环扎技术引入其中,他们将1根16号线缆环置于三角形结构尾端外围,使其穿于螺钉尾端与垫圈间隙,最后将其收紧固定,以此连接3枚空心螺钉。线缆有3个作用:①将3枚独立的空心螺钉连接为一整体,可显著降低螺钉之间的微动,并消除个别螺钉的松动;②收紧线缆可为螺钉提供分散的力,使其处于预加压状态,以对抗早期负重时的负荷;③头颈骨块内翻时的负载可传导至尾端贴于外侧皮质的线缆,而传统构型仅依靠螺钉与松质骨相互作用。生物力学试验也证实了线缆环扎技术可显著提高整个结构的稳定性和强度。


Zhang等报道了一种治疗垂直型股骨颈骨折的新型空心螺钉内固定方式,即采用2枚全螺纹钉加1枚半螺纹钉,呈正“品”字型固定骨折。与传统3枚半螺纹钉相比,正“品”字型固定方式的生物力学优势在于最大负重值更大,且内固定失败率较低。该固定方式结合了半螺纹钉加压特性良好和全螺纹钉支撑作用良好的优势,术中先放置上方的半螺纹钉可实现良好的加压复位,而在股骨颈前内侧、后内侧放置的全螺纹钉可提供良好的支撑以抵抗骨折断端的垂直剪切力。


角稳定装置   一项汇总分析OTA专家意见的研究表明,47%的专家倾向于采用单纯或联合防旋螺钉的滑动髋螺钉(DHS)固定,并认为DHS结构稳定性更好。力学试验证明,在治疗股骨颈基底部骨折时,DHS结构比3枚平行空心螺钉结构更稳定,而该类型骨折与PauwelsⅢ型骨折相似,只是骨折线位于更远端而已。Aminian等通过尸体骨检查比较DHS与空心螺钉结构的生物力学特性差异,结果证实DHS结构更具稳定性。Johnson等通过力学试验比较平行空心螺钉结构、离轴空心螺钉结构和DHS加防旋螺钉结构的生物力学特性,结果表明DHS加防旋螺钉结构在最大载荷和轴向稳定性上优于前两者,该结构可用于治疗垂直型股骨颈骨折。Enocson等对137例接受DHS加防旋螺钉治疗的垂直型股骨颈骨折病人进行随访研究,发现18%的病人需再次手术。与非移位型股骨颈骨折相比,移位型股骨颈骨折再手术率更高,最常见原因为螺钉切出和骨折不愈合。虽然DHS角度稳定性良好,可抵抗骨折断端的剪切力和内翻力,且防旋螺钉防旋稳定性良好,但固定后仍有22%的移位型股骨颈骨折需再手术,这与应用其他结构进行固定治疗的再手术率相当。对于移位型股骨颈骨折,初期换髋或许才是最佳选择。Hoshino等回顾性研究62例青壮年移位型股骨颈骨折,其中57例接受角稳定装置(滑动髋钢板加螺钉或螺旋刀片)内固定治疗,其余5例接受多枚空心螺钉(含1枚离轴螺钉)内固定治疗,结果表明前者失败率和股骨头坏死率均更低。复位是否良好不影响失败率。综上所述,角稳定装置是青壮年移位型股骨颈骨折的较优选择。


Nowotarski等报道了一种新型股骨近端锁定板(FNLP)。FNLP由1块锁定钢板(LP)和5枚螺钉构成,其中2枚5.7mm松质骨空心螺钉置入股骨颈,1枚4.5mm拉力螺钉置入股骨矩,2枚4.5mm双皮质螺钉置入小转子下的股骨干。FNLP不仅在生物力学方面较DHS和髋部螺钉加压系统表现更为出色,而且可通过多枚小孔径螺钉系统分散传导至股骨颈的力。与其他内固定物相比,其位移更小,骨不连发生率更低。


Kemker等提出一种新的固定方式,即在DHS基础上,在股骨颈的前上、后上各放置1枚空心螺钉,并将其与单纯DHS和3枚倒三角形空心螺钉构型进行生物力学比较,结果表明新型构型与3枚空心螺钉构型较单纯DHS具有更好的抗骨折平面位移能力,但前两者之间无差异。新型构型可能在粉碎性股骨颈骨折中才能表现出生物力学优势,但需临床研究证明其实用性。


Luo等改良了DHS,在拉力钉上设计“笼”结构,用以加载自体骨,进而减少股骨颈骨质流失,促进骨折愈合。该装置头部有外向螺纹,可固定股骨头;螺孔设计可用于降低囊内及髓内压力;装置中部的“笼”结构可用于装载自体骨。自体骨通过特制钻头取之于股骨颈或髂骨。有研究对17例接受该方式治疗的青壮年垂直型股骨颈骨折病人随访2~3年,结果均无不愈合发生,仅1例发生股骨头坏死。


内侧Buttress钢板支撑技术   Mir等提出,内侧Buttress钢板技术可更好地抵抗骨折断端的剪切力,并将其转换为断端面有效加压,可用于治疗垂直型股骨颈骨折。而SmithPetersen前侧入路可很好地暴露骨折断端,在直视下完成解剖复位,将3孔或413管型板置于骨折尖端处,并在其下方放置双皮质螺钉固定,同时通过外侧切口放置内植物进行加压。放置内侧钢板是否会破坏股骨头血运而增加股骨头坏死率?股骨头血运主要由后方的旋股内侧动脉供给,行前侧入路时并不会对后方组织进行破坏,而且前侧入路为神经-肌肉间隙入路,所以减少了软组织破坏。


Kunapuli等通过力学试验比较有内侧Buttress钢板组和无内侧Buttress钢板组在最大载荷、最大吸收能量和轴向稳定性等方面的差异,发现有内侧Buttress钢板组的最大载荷比无内侧Buttress组高出平均约83%;有内侧Buttress钢板组的最大吸收能量比无内侧Buttress组平均高出183%,结构稳定性高出35%。因此,内侧附加Buttress钢板对于垂直型股骨颈骨折可能是一种有效的治疗方案。Ye等对27例年龄小于60岁、接受空心螺钉固定加内侧Buttress钢板支撑治疗的垂直型股骨颈骨折病人进行平均13.6个月的术后随访,结果表明89%的病人获得了骨折愈合(之前其他文献报道的愈合率为16%~59%),且未发现有股骨头坏死的发生,认为这可能与随访时间较短和病例数较少有关。对于内侧Buttress钢板的选择,不建议使用锁定重建板,因为锁定螺钉可能影响骨折块之间的有效加压;钢板的放置不应过高或过低,避免医源性撞击。


结语


治疗青壮年垂直型股骨颈骨折的基本原则是尽可能行保髋治疗。解剖复位和坚强内固定与预后密切相关,但切开复位和闭合复位如何选择目前尚存争议。切开复位可直视下进行骨折复位,有利于解剖复位,且前侧入路既不破坏股骨头血运,又可释放囊内血肿,有利于降低囊内压力。但该复位方式手术技术要求高,且存在深部感染的风险。此外,何种内固定装置可实现坚强内固定也尚无定论。尽管理论上垂直骨折断面螺钉固定可实现骨折断面的有效加压,提高抗剪切力,可能优于平行螺钉结构,但相关生物力学和临床试验研究均未证实其优越性。全螺纹钉的静力加压内侧支撑技术可能更有利于抵抗骨折断端的垂直剪切力。自体骨移植技术可促进骨折愈合,缩短骨折愈合时间,一定程度上会减少术后并发症的发生。在切开复位的基础上应用内侧Buttress钢板技术可能更有利于有效抵抗骨折断端的剪切力,降低内固定失败率。


来源:国际骨科学杂志2018年11月第39卷第6期 

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