作者：中国人民解放军总医院第四医学中心骨科医学部 何佩宇
肱骨近端
内侧柱生物力学认知演进与早期技术探索
随着肱骨近端锁定内固定系统（PHILOS）广泛应用，越来越多骨科医师发现虽然固定强度较传统非锁定解剖钢板有明显提高，但是PHF术后内翻塌陷及螺钉穿出发生率仍很高。2008年，Owsley等的临床研究显示，使用锁定钢板治疗后高达25%患者出现内翻塌陷，再次手术率达13%。这类并发症高发促使研究者们关注一个重要概念——“内侧柱稳定性”。一系列生物力学试验表明，恢复内侧柱支撑对于获得长久固定至关重要，其中由致密骨形成的Calcar区发挥重要作用，在支撑肱骨头中具有“基石”作用。Calcar区是自肱骨头下内侧延伸至外科颈水平的后内侧干骺端皮质及骨小梁密集区，在生物力学上被视为抵抗肱骨头内翻塌陷的关键内侧支撑柱（图1）。Gardner等的尸体研究证实如内侧皮质连续性被破坏，PHILOS固定整体稳定性会显著降低。Katthagen等的生物力学研究也得到相似结论，并明确提出缺少足够的内侧支撑是造成锁定钢板内固定失败的主要力学因素。研究者们意识到内侧柱重要性后，开始尝试在PHF术中采用间接方法重建内侧支撑，例如Calcar螺钉固定。采用Calcar螺钉固定旨在通过内侧皮质支撑对抗内翻应力。Bai等的生物力学研究发现，在肱骨头解剖复位（正常对线）前提下，Calcar螺钉能显著提高内固定结构的轴向刚度和抗内翻稳定性，同时降低术后内翻塌陷发生率。Oppebøen等的临床回顾性研究发现，采用锁定钢板治疗PHF时，使用Calcar螺钉固定以及充分复位可以避免术后内翻畸形，能显著降低因内固定失败导致的再手术风险。但该技术对术者技术要求较高，需具备丰富手术经验和三维空间想象能力，在严重骨质疏松或骨折粉碎情况下，螺钉把持力可能不足，且过度追求Calcar螺钉植入准确性可能增加手术时间和透视次数。
内侧支撑增强技术与应用现状
在早期阶段内侧支撑主要采用Calcar螺钉，通过螺钉自身的轴向刚度对肱骨头形成间接支撑。随着对内侧柱生物力学认识进一步深入，临床技术逐步发展为以结构重建为目标的内侧支撑增强技术，即在PHILOS外侧固定基础上，联合应用髓内植骨、内侧支撑钢板或骨水泥填充等手段，从单纯螺钉轴向支撑转变为对内侧柱缺损区域的结构性重建与力学强化。
间接植骨支撑技术 间接植骨支撑技术是早期恢复内侧支撑的一种尝试，即取一段自体骨或同种异体骨，将其修整后植入内侧骨缺损区，并以髓内支柱形式支撑肱骨头，发挥机械支撑作用（图2a）。Lee等进行了一项回顾性研究，比较单纯锁定钢板固定（LP组）及联合同种异体腓骨支撑固定（FA组）疗效。术后平均随访14.2个月显示，FA组在影像学支撑维持方面表现优异，颈干角、内翻塌陷和肱骨头高度丢失均显著低于LP组。Jang等通过一项尸体生物力学研究比较了两种内侧支撑增强固定方式，结果显示在伴有内侧皮质缺损模型中，锁定钢板结合髓内腓骨移植在最大失效载荷、初始刚度以及抗循环载荷位移方面，均显著优于锁定钢板结合Calcar螺钉固定方式。但是间接植骨支撑技术也存在一定弊端，如存在供区相关并发症、骨结合时间较长、移植骨强度较低，尤其对于骨质疏松症患者，骨组织植入后不能很好适应宿主骨应力特点，进而无法实现长期稳定支持，使其应用受到很大限制。
可注射骨水泥增强技术 可注射骨水泥增强技术是通过锁定螺钉孔道或专用通道将高黏度骨水泥注入肱骨头内侧松质骨区，利用其原位聚合实现即时稳定。骨水泥增强锁定钢板内固定治疗骨质疏松性PHF，能显著降低螺钉穿出率和内翻塌陷风险，改善功能预后。一项荟萃分析表明，与传统锁定钢板相比，联合骨水泥增强能显著降低总体并发症发生率。佘荣峰等的临床研究表明，采用骨水泥强化螺钉技术结合锁定钢板内固定治疗骨质疏松性PHF，术后患者肩关节功能评分和疼痛缓解效果与人工肱骨头置换患者相似，同时手术时间更短、术中出血量更少。然而该技术也存在明显局限性，包括骨水泥单体毒性、聚合产热效应可能对周围组织造成损伤。此外，需警惕骨水泥渗漏进入关节腔或静脉，虽然罕见但后果严重。骨水泥本身不能生物降解，一Calcar区旦需要翻修，取出难度较大。因此，应用该技术要求术者必须严格掌握适应证和操作技巧。
双钢板技术 双钢板技术是利用外侧锁定钢板及前内侧辅助钢板形成角稳定结构，并提供一个髓外双重支撑来抵抗内翻力，对于内侧粉碎严重及内侧存在较大骨缺损的三、四部分骨折具有较强固定能力。姚灿等比较了双钢板与单钢板内固定治疗肱骨近端NeerⅢ、Ⅳ型骨折疗效。结果发现与单钢板组相比，双钢板组虽然手术时间和术中出血量更高，但术后骨折愈合更快、肩关节功能Neer评分优良率更高，疼痛视觉模拟评分（VAS）及并发症发生率更低，肩关节各方向活动度也更优。He等的生物力学研究揭示了双钢板增强PHF固定稳定性的作用机制。研究发现，外侧锁定钢板联合内侧锁定钢板固定不仅显著降低了外侧钢板应力，更重要的是改变了力传导路径，使载荷通过外侧和内侧双通路分散。这种“双柱支撑”效应极大增强了内侧柱稳定性，也从机制上解释了其能有效预防内翻塌陷的原因。但双钢板技术也有其不足之处，例如手术切口大、因剥离范围广可能影响血运、手术操作时间长等，不适用于高龄及有较多合并症患者。
解剖髓内支撑系统 解剖髓内支撑系统是根据患者个体情况制作金属支架（钛合金支架），放置于髓腔并连接外侧钢板，直接由肱骨头向骨干传导应力，是内侧支撑方式的进一步发展（图2b）。因采用髓内支撑加髓外固定，从力学角度分析其改善了力臂，为骨质疏松严重的NeerⅢ、Ⅳ型骨折治疗提供了一种新思路。Bai等进行了一项回顾性队列研究，比较了新型髓内支撑钉板系统（ISNPs组）与传统锁定钢板（LP组）内固定治疗的46例老年（年龄≥60岁）3部分或4部分肱骨近端骨折患者。结果发现，虽然两组手术时间和术中出血量无显著差异，但ISNPs组在复位不良率、术后1年Constant肩关节评分以及臂、肩、手功能障碍评分（DASH）及患者主观评价优良率方面均显著优于LP组，且并发症发生率有更低的趋势。Zhu等采用新鲜冷冻骨质疏松肱骨标本进行生物力学研究，比较了新型髓内-髓外组装固定系统（IEAF组）与传统锁定钢板（LLP组）、髓内钉（IMN组）的性能。研究模拟体外受力情况，进行轴向刚度测试和复合循环加载至失效测试。结果显示，与LLP组与IMN组相比，IEAF组初始轴向刚度最高，循环加载测试中承受至失效的循环次数最多，多次循环后预设测量点的相对位移值最小，表明其具有更好稳定性，能更有效地防止肱骨头内翻塌陷。但该技术应用存在一定局限性。首先，髓内植入要求足够的髓腔直径与合适的几何形态，在部分髓腔狭小或解剖变异患者中应用受限。其次，作为一种永久性内植物，其在体内生物力学性能及对肱骨近端局部的应力遮挡效应，仍有待长期临床随访与更深入的基础研究加以验证。因此，目前解剖髓内支撑系统的应用仅限于内侧柱缺损严重、常规方式难以固定者。
手术技术微创化与智能化 随着科学技术进步，PHF手术方式亦向着微创及智能化方向发展，手术安全性与精准度均得到提高，如智能导航及机器人辅助手术系统，其术前计划加术中实时导航大大提高了螺钉植入准确率，并减少相关并发症。章莹等开展的一项临床对照研究显示，数字化辅助组术中复位固定时间和术中出血量均显著优于传统手术组，术后6个月随访时肩关节功能优良率亦高于传统手术组。该研究表明，计算机三维仿真辅助手术能有效提高手术效率与精度。
固定失败原因及解决策略
尽管内侧支撑加强技术用于复杂或不稳定PHF治疗能明显提高疗效，但是术后失败及并发症仍是临床挑战，可导致患者肩关节功能下降，甚至影响生活质量和心理状态。内侧支撑增强技术失败原因很多，主要归纳为以下几点：①骨质疏松：对于伴有骨质疏松患者，由于骨质量降低，骨折块无法有效固定，因此内固定物很难维持骨内稳定性，容易发生螺钉松动、穿出或者内翻塌陷。②骨折严重程度及不稳定因素：严重骨折（如多段骨折、粉碎骨折），尤其是内侧柱缺损严重，导致骨折复位及内固定困难。即使应用了增强手段，如果骨折复位不理想或者没有充分重建内侧支撑，也会导致固定失败。③生物力学原因：内固定植入方向不良、长度或数目选择不当，均无法为骨折端提供足够的初始稳定性。④血运破坏：骨折自身，尤其是累及肱骨头外科颈、解剖颈骨折，可造成肱骨头血运破坏，发生肱骨头缺血性坏死。如果术前血供已严重破坏，在内固定稳定前提下也可出现后期肱骨头塌陷和内固定失败。
对于已发生并发症的PHF患者，需要根据具体情况采取相应处理原则，其中翻修手术是常见解决途径。发生早期内翻塌陷或螺钉穿出后，如果患者功能尚可且症状不明显，可以严密观察。若症状明显，严重影响功能和生活质量，则需考虑翻修手术。翻修手术决策核心为系统性评估骨缺损、肱骨头存活状态与肩关节整体功能。对于肱骨头关节面完整、血运良好且内侧柱骨缺损局限的患者，翻修目标为重建坚固的内侧力学支撑，应根据内侧柱状态选择适当术式。具体选择标准：①缺损较局限（内侧皮质基本连续，仅存在小范围骨缺损或骨质疏松），选择Calcar螺钉；②缺损较严重（内侧皮质粉碎，存在明显空腔，但肱骨头骨量尚可），选择结构性植骨；③严重骨质疏松（骨质量极差，螺钉把持力不足），选择骨水泥增强、解剖髓内支撑系统；④内侧柱严重粉碎（完全失去铰链，极度不稳定），选择双钢板技术。而当内固定失效源于肱骨头缺血性坏死、关节面塌陷，或存在不可修复的肩袖功能不全时，保头手术成功率低，此时应转向关节置换方案。Levy等的研究表明在此类失败场景下，反式全肩关节置换作为补救术式能获得确切的疼痛缓解与功能恢复效果。因为反式全肩关节置换设计不依赖肩袖功能来维持关节稳定，若存在肱骨头缺血性坏死伴大结节吸收或肩袖功能不全，直接采用反式全肩关节置换符合生物力学逻辑，而非尝试再次内固定。
内侧支撑增强技术展望
经过多年研究与发展，PHF治疗已不局限于传统骨科治疗手段，治疗理念发生重大转变，从单纯依赖机械固定，逐步转向结合生物活性材料应用、人工智能技术辅助及个体化治疗方案的综合治疗模式。生物活性材料的发展是推动PHF治疗理念革新的重要驱动力。传统金属植入物为生物惰性材料，主要扮演“物理支架”角色，仅提供机械支撑。而新型生物可降解材料（如镁基合金、锶掺杂生物玻璃以及聚乳酸基复合材料等）的出现，标志着治疗理念实现从“物理锚定”到“生物再生”的转变。这类材料不仅能在骨折愈合早期为骨痂提供必要的力学保护，还能在体内逐步、安全地降解，其降解产物可进一步参与骨组织再生过程，从而在“支撑骨折”的同时，助力“骨愈合完成”。
Iwata等开展了一项纳入17例PHF患者的回顾性研究，旨在评估采用羟基磷灰石/聚L-乳酸酯［HA/PLLA］网状管作为髓内支撑物，联合锁定钢板内固定技术的临床疗效。研究结果显示，所有患者骨折均达骨性愈合，术后肩关节前屈活动度平均137°、外旋39%，且有效维持了复位稳定性，证实该HA/PLLA是一种具有应用前景的可吸收内植物材料选择。该技术为伴有明显内侧柱缺损或骨质疏松的复杂骨折，提供了一种增强内固定稳定性的新策略。然而，该研究仅为一项小样本、单臂、回顾性分析，缺乏对照组比较，且研究中仍观察到螺钉切出、感染及肱骨头缺血性坏死等并发症。因此，以HA/PLLA为代表的可吸收材料虽展现出从“力学支撑”到“生物愈合”一体化的治疗潜力，但从初步临床验证走向成熟、规范的临床应用，仍有赖于未来大样本、前瞻性、随机对照的临床研究。
3D打印与表面功能化的结合有望实现更适合于患者骨缺损形状的个体化植入体，并在其表面上附着具有生物活性的物质来定向引导成骨发生。针对严重复杂性骨缺损，则有望利用组织工程构建物，将干细胞、生长因子以及生物相容性支架材料进行整合，达到生物学修复骨组织的目的。Ma等的一项回顾性研究显示，锁定钢板联合3D打印聚甲基丙烯酸甲酯假体增强能更有效地维持老年复杂PHF复位并改善功能，但仍需更高级别的前瞻性研究来验证其长期效益、评估并发症发生风险。此外，在疾病诊断及治疗方面，人工智能的介入也将越来越深入。例如，可以基于大数据与人工智能的辅助决策，协助医生进行骨折分型与方案制定；借助人工智能技术实现术中实时导航，提升手术的安全性及精确度；以及依托可穿戴设备与
总结
PHF治疗理念经历了从单纯机械固定到生物力学平衡重建的深刻转变。基于对内侧柱稳定重要性认识的深入，内侧支撑增强技术已从单一方式发展为多元化技术体系。经典的腓骨植骨与Calcar螺钉技术作为间接增强手段，通过植入物提供机械支撑，其临床价值已得到广泛验证；双钢板技术与髓内解剖支撑系统则实现了更确切的初始稳定性，生物力学研究证实其能显著降低骨折位移和内植物应力，为复杂骨折提供了可靠解决方案；而骨水泥增强与可降解生物材料则从微观层面强化骨-植入物界面，为骨质疏松患者开辟了新的治疗路径。大量临床证据表明，成功的生物力学重建不仅能显著降低内翻塌陷、螺钉切出等机械性并发症风险，还能为骨折愈合创造优越的力学环境，促进骨痂形成，同时允许更早的安全功能康复，以有效减少肩关节僵硬等术后并发症。未来发展方向将聚焦于智能化手术导航系统、生物活性材料诱导成骨功能以及个性化3D打印技术的深度融合创新，这些前沿技术的协同发展需要骨科、生物力学、材料科学与数据科学的跨学科深度协作，以推动治疗手段向更精准、生物相容和个体化的方向发展，最终实现从“固定”到“再生”的治疗理念升级。
来源：中国修复重建外科杂志2026年5月第40卷第5期
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