青壯年股骨頸骨折的內固定治療進展

楊曉強，薛繼釗，鄭程，毛金平，吳志鵬，何幫劍，鐘瀅

(1.浙江中醫(yī)藥大學第一臨床醫(yī)學院，浙江 杭州 310053；2浙江省中醫(yī)院，浙江 杭州 310006)

股骨頸骨折臨床較為常見，老年患者多為骨質疏松性骨折，青壯年患者多為高能量損傷引起的不穩(wěn)定型骨折。青壯年股骨頸骨折多采用內固定術治療，常用術式包括空心螺釘、動力髖螺釘(dynamic hip screw，DHS)、動力髁螺釘(dynamic condylar screw，DCS)、股骨頸內固定系統(tǒng)(femoral neck system，FNS)、股骨近端鎖定鋼板(proximal femoral locking plates，PFLP)、經皮加壓鋼板(percutaneous compression plate，PCCP)、內側支撐鋼板及髓內固定系統(tǒng)固定等。青壯年股骨頸骨折患者，由于其下肢肌肉發(fā)達，骨折斷端存在高剪切力，術中復位及固定較為困難，術后骨折不愈合、內固定失敗及二次手術的風險較高。股骨頭的血供較為復雜，股骨頸骨折內固定術中可因復位不良等造成股骨頭的圓韌帶動脈扭曲，使股骨頭血液供應受阻，術后容易出現股骨頭壞死等并發(fā)癥[1]。對青壯年股骨頸骨折的不同內固定方式進行分析和總結，有助于醫(yī)生根據患者的病情選擇合適的內固定方式，有利于提高療效、減少并發(fā)癥。本文就青壯年股骨頸骨折的內固定治療進展綜述如下。

1 內固定術治療青壯年股骨頸骨折的關鍵環(huán)節(jié)

1.1 選擇合適的手術時機股骨頸骨折后，受出血、炎癥滲出等因素影響，髖關節(jié)囊內壓力升高，使股骨頭的血流動力學發(fā)生改變，若早期手術減輕髖關節(jié)囊內高壓，可避免股骨頭血供進一步受損。目前股骨頸骨折的最佳手術時機尚無定論，臨床傾向于傷后24 h內手術。Papakostidis等[2]研究發(fā)現，股骨頸骨折后超過24 h進行手術，可使骨折不愈合的概率增高。Bukva等[3]研究發(fā)現，股骨頸骨折后12 h內進行髖部減壓術，可以降低股骨頭壞死的發(fā)生率，有利于改善預后。Spence等[4]研究發(fā)現，傷后24 h內手術的股骨頸骨折患者更容易出現股骨頭壞死，但認為造成這一結果的原因可能是混雜因素干擾了研究。

1.2 爭取解剖復位解剖復位是股骨頸骨折內固定術成功的前提，熟練掌握頸干角、股骨距及Ward三角等解剖結構，有利于術中良好復位[5]。頸干角是股骨頸與股骨干內側之間形成的夾角，正常值為120°～140°[6]。股骨距是從股骨頸后部延伸至股骨近端后內側的松質骨，在提供結構支撐和允許應力從股骨頭分布至股骨近端方面具有重要作用[7]。此外，股骨距是否完整對植入物類型的選擇也有影響[7]。Ward三角即股骨頸內抗壓縮性骨小梁和抗張力性骨小梁交匯處，屬于低骨密度區(qū)域，Ward三角骨小梁的變性與股骨頸骨折密切相關[8]。復位效果是影響股骨頸骨折內固定術后骨質愈合的關鍵因素，因此對于青壯年股骨頸骨折，應爭取解剖復位[9-10]。

1.3 防止股骨頭壞死股骨頭壞死是股骨頸骨折的常見并發(fā)癥，也是導致手術失敗的重要原因之一。囊內型股骨頸骨折會形成囊內血腫，關節(jié)囊內的壓力隨時間延長而升高，可影響囊內動脈灌注及靜脈回流，使骨組織血液供應受阻，從而引起股骨頭壞死。Rawall等[11]研究發(fā)現，股骨頸骨折后囊內壓差>30 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的患者股骨頭壞死率較高。關節(jié)囊切開減壓術可縮短股骨頭缺血時間，延緩股骨頭壞死進程。股骨頸骨折內固定術前，可使用單光子發(fā)射計算機斷層成像(single photon emission computed tomography，SPECT)技術評估股骨頭的血液循環(huán)情況，有利于早期進行干預。SPECT技術可以預測股骨頸骨折術后3個月發(fā)生股骨頭壞死的可能性，但早期采用SPECT技術預測股骨頭壞死的特異性較低[12]。Watanabe等[13]通過測定股骨頸骨折患者的髓內氧張力來預測股骨頭壞死的可能性，發(fā)現股骨頭壞死患者不同部位的髓內氧張力存在差異，認為采用髓內氧張力來預測股骨頭壞死具有操作簡單、侵入性小等優(yōu)點，而且該法有利于判斷遠期股骨頭節(jié)段性塌陷的風險。股骨頸骨折內固定術中，應防止扭曲股骨頭的圓韌帶動脈等血管、謹慎植入內固定物，避免影響股骨頭的血供。

2 青壯年股骨頸骨折的常用內固定方式

青壯年股骨頸骨折的內固定方式較多，不同內固定方式的優(yōu)缺點及適用骨折類型見表1。

表1 不同內固定方式治療股骨頸骨折的優(yōu)缺點及適用骨折類型

2.1 空心螺釘固定3枚或4枚空心螺釘平行于股骨距固定，是青壯年股骨頸骨折最常用的內固定方式?？招穆葆斀浧ぶ踩耄哂袆?chuàng)傷小、手術時間短等優(yōu)點，有利于減少并發(fā)癥。采用空心螺釘平行于股骨距固定，適用于骨折線與水平線夾角較小的股骨頸骨折(如PauwelsⅠ型)，不適用于骨折線與水平線夾角較大的股骨頸骨折(如PauwelsⅡ型和Ⅲ型)，容易因骨折不愈合而導致手術失敗[14]。采用空心螺釘平行于股骨距固定的失敗原因，除了骨折端垂直剪切力較大外，還與擰緊螺釘時加劇了股骨頭塌陷和增加了內翻應力等有關[15]。

空心螺釘的植入方式較多，如3枚螺釘以倒三角形植入、2枚螺釘平行于股骨頸聯(lián)合1枚螺釘垂直于骨折線植入、3枚螺釘以倒三角形聯(lián)合1枚螺釘垂直于骨折線植入(即平行螺釘與垂直螺釘組合固定)等，其中以組合螺釘固定最為常見。Gümüstas等[16]研究發(fā)現，與其他常見螺釘植入方式相比，組合螺釘植入更具優(yōu)勢，可以在加壓固定骨折端的同時對抗垂直剪切力。Guimar?es等[17]研究發(fā)現，組合螺釘內固定治療青壯年股骨頸骨折，可以良好維持復位狀態(tài)。

2.2 DHS固定DHS是一個角度固定的滑動加壓系統(tǒng)，與空心螺釘固定相比，可以在抗旋的同時起到軸向加壓固定作用。Bhandari等[18]研究發(fā)現，DHS固定的生物力學強度優(yōu)于多枚空心螺釘固定，可減少遠期手術翻修的需要。Baitner等[19]研究發(fā)現，DHS固定獲得的生物力學強度與非平行空心螺釘固定相似，兩者的固定效果均優(yōu)于平行空心螺釘固定，但是對于垂直型股骨頸骨折，DHS固定可增加骨折端的剪切力。Stacey等[20]研究發(fā)現，單獨應用DHS固定時抗旋效果較差，可聯(lián)合應用防旋螺釘(derotational screw，DS)固定，以克服DHS在設計上的缺陷，并通過提高內固定物的生物力學強度增加骨折端的穩(wěn)定性，避免術后骨折端移位引起股骨頭壞死。Kouvidis等[21]對比了DHS單釘植入和雙釘植入的效果，發(fā)現雙釘構造的植入物對股骨頭內翻、塌陷和股骨頸部旋轉的抵抗力相對較強。DHS固定失敗與股骨頸短縮有關，DHS聯(lián)合DS固定失敗與螺釘退出有關，多枚空心螺釘固定失敗與股骨頭內翻、股骨頸短縮有關[22]。臨床應根據患者的骨折類型選擇合適的植入物，對于骨折端不穩(wěn)定的PauwelsⅢ型和嚴重粉碎性骨折，可通過DHS固定獲得較強的穩(wěn)定性以抵抗垂直剪切力[20]。但Stockton等[23]研究發(fā)現，DHS固定較平行空心螺釘固定的股骨頸短縮程度大，認為DHS固定的軸向加壓作用易導致股骨頸短縮，因此選擇植入物前應考慮其是否會造成股骨頸短縮。

選擇合適的植入物對股骨頸骨折的內固定治療至關重要，可以降低手術失敗率及二次翻修率。Samsami等[24]研究發(fā)現，與空心螺釘固定和PFLP固定相比，DHS聯(lián)合DS固定在植入物的整體堅固程度、股骨頭的平均移位程度及骨折碎片的相對移位程度方面更具優(yōu)勢，認為DHS聯(lián)合DS固定治療垂直型股骨頸骨折可以獲得良好的固定效果。Shehata等[25]對DHS固定與空心螺釘固定治療股骨頸骨折的效果進行了Meta分析，發(fā)現空心螺釘組的術中出血量最少，其余指標無明顯差異，但該研究納入的病例并未區(qū)分骨折類型，研究結果可能存在偏倚。Razik等[26]研究發(fā)現，對于Garden Ⅲ型和Ⅳ型股骨頸骨折，與單純DHS固定或DHS聯(lián)合空心螺釘固定相比，單純空心螺釘固定更容易并發(fā)股骨頭壞死。Hoshino等[27]研究發(fā)現，組合螺釘固定治療青壯年股骨頸骨折，骨折不愈合率和股骨頭壞死率高于DHS等固定。Siavashi等[28]研究發(fā)現，空心螺釘固定和DHS固定均對骨折端有加壓作用，但兩者維持解剖復位的程度不同，DHS固定組隨訪期間未出現復位丟失和內固定失敗，空心螺釘固定組的復位丟失和內固定失敗率相對較高。DHS固定的手術過程相對復雜，對術者的操作要求較高，但DHS固定的抗旋能力及穩(wěn)定性等優(yōu)于空心螺釘固定。對于骨折線與水平線夾角較大的PauwelsⅢ型股骨頸骨折，若單純采用DHS固定，骨折端容易發(fā)生旋轉，術后股骨頭壞死風險較高，可采用DHS聯(lián)合DS固定。

為了提高DHS固定治療不穩(wěn)定型股骨頸骨折的固定效果，臨床研制出帶螺旋形刀片的DHS，即DHS Blade，其可以通過刀片增加骨與植入物的接觸面積，防止螺釘退出及主釘切出。Windolf等[29]借助不穩(wěn)定型股骨頸骨折模型比較了DHS Blade與DHS的生物力學性能，發(fā)現DHS Blade的生物力學性能良好，且具有更強的固定效果及抗旋能力。Chen等[30]研究發(fā)現，采用DHS Blade固定不需要刮除額外的骨質，可以降低主釘切出的風險。對于開放性損傷且有骨質缺損或輕度骨質疏松的股骨頸骨折患者，可選擇DHS Blade固定。DHS Blade的螺旋刀片存在彈性形變的問題，可于植入刀片處進行預鉆孔，增強刀片的固定作用[31-32]。植入螺旋刀片處骨骼容易發(fā)生變形，可導致股骨頸短縮，而抗旋螺釘錨固裝置可以降低股骨頸短縮的風險。Knobe等[33]研究發(fā)現，與單純DHS固定和DHS Blade固定相比，抗旋螺釘錨固裝置固定的生物力學強度較高，且不容易出現股骨頸短縮。Luo等[34]采用DHS固定聯(lián)合自體骨移植治療PauwelsⅢ型股骨頸骨折，術后髖關節(jié)功能恢復的優(yōu)良率較高。對于垂直不穩(wěn)定型股骨頸骨折，可采用DHS聯(lián)合自體骨移植治療，能夠避免因骨質缺損引起的骨折不愈合，且可以增加骨折端的穩(wěn)定性。Bliven等[35]從股骨頭平均內翻、塌陷程度及下肢短縮距離方面，評估了DHS、空心螺釘及鎖定鋼板聯(lián)合彈簧螺釘系統(tǒng)固定治療不穩(wěn)定型股骨頸骨折的效果，結果顯示鎖定鋼板聯(lián)合彈簧螺釘系統(tǒng)固定的評價結果更好。Li等[36]研究發(fā)現，滑動加壓解剖型股骨頸系統(tǒng)固定的生物力學強度優(yōu)于DHS聯(lián)合DS和單純空心螺釘固定，可以良好維持骨折端的穩(wěn)定性。

2.3 DCS固定DCS固定最初用于治療股骨遠端骨折和股骨髁間骨折，近年來臨床應用范圍廣泛。DCS除了滑動螺釘與鋼板的角度設計成95°外，其余設計與DHS類似。對于垂直型股骨頸骨折，因DCS滑動螺釘與骨折線接近垂直，理論上可以起到動態(tài)軸向加壓的作用。Freitas等[37]通過對人工合成的股骨頭頂端施加壓力發(fā)現，試驗組(使用DCS固定的PauwelsⅢ型股骨頸骨折模型)和對照組(未發(fā)生骨折的人工合成股骨頭模型)股骨頭與股骨頸之間出現 5 mm 及10 mm斷裂移位時的平均載荷無明顯差別，認為采用DCS固定治療股骨頸骨折可以獲得良好的穩(wěn)定性；但該研究采用的是人工合成骨，未考慮不同人群間的差異。DCS在植入時需要刮除大量骨質，容易引起骨質缺損和股骨頭血供破壞，可增加骨折不愈合及股骨頭壞死的風險。此外，單純采用DCS固定治療股骨頸骨折，抗旋能力較差。Singh等[38]研究發(fā)現，鎖定加壓鋼板與DCS固定治療股骨頸骨折，DCS的固定強度相對較弱，術后容易發(fā)生股骨頭內翻畸形。關于DCS固定治療股骨頸骨折的生物力學研究目前相對少見，對于Pauwels角小于50°且無骨質缺損的股骨頸骨折患者可考慮選用該法。

2.4 FNS固定為了提高固定強度、減少并發(fā)癥，臨床研制出了FNS固定系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由鋼板、鎖定螺釘、螺栓及抗旋螺釘等構成，具有角度穩(wěn)定性及相對微創(chuàng)等特點，對于分離移位明顯的骨折端可以起到加壓固定作用。FNS固定較DHS固定操作簡單、切口小，且允許動力棒在釘板套筒內滑動而不向外突出，可以減少植入物對軟組織的激惹，有利于減輕患者術后局部疼痛癥狀。Stoffel等[39]研究發(fā)現，FNS固定治療股骨頸骨折，其骨折端的穩(wěn)定性與DHS固定及DHS Blade固定相當，但優(yōu)于空心螺釘固定。FNS固定系統(tǒng)可以通過分叉的方頭螺釘產生多軸向的支撐力，能夠抵抗股骨頭內翻旋轉及防止股骨頭塌陷，且固定效果受植入物質量的影響較小[40]。研究表明，給予股骨頭多軸向的支撐可以消除部分旋轉應力[21,41]。FNS固定治療股骨頸骨折，雖然創(chuàng)傷較小，可以最大限度維持解剖復位效果、保護股骨頭血供，但也存在設計上的缺陷，如螺栓上沒有螺紋，需要敲擊植入，容易將骨塊頂出加重骨折端分離移位。

2.5 PFLP固定PFLP是相對較新的內固定植入物，其治療垂直型股骨頸骨折的固定強度優(yōu)于DCS、DHS及空心螺釘[42]。PFLP固定治療股骨頸骨折的手術失敗原因較多，與患者自身骨質較差、治療依從性不足，或鋼板放置不當、缺少支撐螺釘、骨折端加壓不足等因素有關[43]。PFLP的近端螺釘與鋼板結合處容易形成應力集中，術后過早進行負重訓練可增加二次骨折的風險。Viberg等[44]研究發(fā)現，PFLP固定治療股骨頸骨折的手術失敗率與其他內固定方式相近。Zhang等[45]研究發(fā)現，PFLP固定治療股骨頸骨折，其骨折不愈合率高于DHS聯(lián)合空心螺釘固定、股骨頭壞死率低于DHS聯(lián)合空心螺釘固定。

2.6 PCCP固定PCCP主要由鎖定鋼板、頸部螺釘和骨干部螺釘組成，可以經皮植入，具有切口較小等優(yōu)點，能最大程度減少股骨頸周圍軟組織的損傷。徐可林等[46]研究發(fā)現，PCCP固定治療股骨頸骨折，術后骨折愈合時間早于空心螺釘固定。殷渠東等[47]研究發(fā)現，PCCP固定治療移位明顯的股骨頸骨折，在維持骨折端穩(wěn)定性及滑動加壓方面優(yōu)于空心螺釘固定，可早期進行康復訓練，有利于降低骨折不愈合及股骨頭壞死的發(fā)生率。Zhu等[48]采用PCCP固定治療股骨頸骨折患者74例，術后所有患者骨折均愈合，2例出現股骨頭壞死。Arirachakaran等[49]研究發(fā)現，PCCP 固定治療股骨頸骨折可縮短手術時間，且并發(fā)癥發(fā)生率較低。對于閉合性損傷且骨折類型為GardenⅡ型及以上或囊內型股骨頸骨折患者，采用PCCP固定治療，遠期髖關節(jié)功能評分優(yōu)良率較高[50]。關于PCCP固定治療股骨頸骨折的療效，目前尚缺乏大樣本的隨機對照試驗驗證。

2.7 內側支撐鋼板固定空心螺釘、DHS及DCS固定治療股骨頸骨折，均不能為股骨頸下內側提供可以消除垂直剪切力的支撐。近年來，股骨頸內側支撐的問題逐漸受到臨床重視。內側支撐鋼板具有抗滑功能，且能為股骨頸提供有效支撐，可以為骨折愈合創(chuàng)造良好的環(huán)境。內側支撐鋼板固定治療股骨頸骨折，在植入2枚平行螺釘后，于股骨近端內側植入1塊支撐鋼板，可通過鋼板的支撐作用將骨折斷端間的垂直剪切力轉化為有利于骨折愈合的壓應力，可在一定程度上防止青壯年患者術后出現內固定失敗[51]。內側支撐鋼板的應力轉化作用，有利于預防垂直型股骨頸骨折內固定術后股骨頭塌陷及骨折不愈合等并發(fā)癥。Ye等[52]對28例60歲以下的PauwelsⅢ型股骨頸骨折患者行內側支撐鋼板聯(lián)合空心螺釘固定治療，并進行了平均13.6個月的隨訪，結果3例患者出現內固定失敗，至末次隨訪時均未出現股骨頭壞死；該研究結果表明，內側支撐鋼板聯(lián)合空心螺釘固定治療股骨頸骨折的并發(fā)癥較少，但其遠期療效有待進一步研究。

Filipov[53]提出了F型空心螺釘固定治療股骨頸骨折，即3顆螺釘、雙支撐點、雙平面固定法，其中1顆螺釘傾斜角度大，與另外2顆螺釘處于不同的平面且植入位置更低。Tianye等[54]研究發(fā)現，內側支撐鋼板聯(lián)合F型空心螺釘固定治療股骨頸骨折，在骨折端移位程度方面優(yōu)于傳統(tǒng)空心螺釘固定、空心螺釘聯(lián)合內側鋼板固定。Galal等[55-56]研究發(fā)現，F型空心螺釘固定治療股骨頸骨折，可使骨折端緊密結合，術后股骨頸短縮發(fā)生率較低。內側支撐鋼板的植入位置至關重要，若植入位置不當可破壞股骨頭血供，造成股骨頭壞死；股骨頭的血液供應主要依靠旋股外側動脈等，術中將內側支撐鋼板放置在股骨頸前內側可避免損傷旋股外側動脈[57]。術者的操作技術可影響術后股骨頭壞死的發(fā)生率，因此術中應謹慎操作。

2.8 髓內固定系統(tǒng)固定髓內固定系統(tǒng)的固定裝置較多，主要包括重建釘及股骨近端防旋髓內釘(proximal femoral nail antirotation，PFNA)等。重建釘有2枚頭釘，抗旋能力較強，還可防止股骨頭塌陷。重建釘固定治療股骨頸骨折容易出現頭釘漂移現象(Z效應)，即2枚螺釘發(fā)生反向移位，因此無法維持解剖復位狀態(tài)。Helwig等[58]通過體外模型實驗研究發(fā)現，2枚螺釘彼此相對移動是內固定失敗的主要原因；但該研究采用的模型材料均為松質骨，未考慮不同骨密度的問題。PFNA固定治療股骨頸骨折，螺旋刀片可以壓實松質骨，能夠增強抗旋和抗股骨頭塌陷的能力[59]。Foss等[60]研究發(fā)現，髓內固定系統(tǒng)治療股骨頸骨折的出血量是髓外固定系統(tǒng)的3倍，由此認為術前應評估股骨頭的血供情況、對于股骨頭血供明顯破壞者不宜采用該法治療、合并嚴重血液系統(tǒng)疾病者應慎用該法治療。

3 青壯年股骨頸骨折內固定術的人工智能輔助技術

隨著人工智能技術的發(fā)展，智能導航技術在醫(yī)療領域的應用逐漸增多，并從2D平面向3D成像發(fā)展，因此放置植入物的準確性較以往增強[61]。傳統(tǒng)的內固定手術多在X線等儀器輔助下進行定位操作，對術者的技術要求較高，而導航機器人可以解決定位這一問題。Hamelinck等[62]研究發(fā)現，在導航機器人輔助下行螺釘固定治療股骨頸骨折，可以準確定位植入角度，有利于簡化手術操作過程、縮短手術時間、降低出血量、減少醫(yī)務人員及患者的輻射損傷。Wan等[63-64]研究發(fā)現，在機器人輔助下行經皮空心螺釘固定治療股骨頸骨折，可實現準確定位，有利于提高手術效率及患者術后康復率。導航機器人也存在局限性：術前準備時間較長；示蹤劑對人體有一定影響；骨骼的彈性形變可能會造成導針偏轉[65]。人工智能技術雖然在醫(yī)療領域有較大的應用前景，但仍需完善相關配套設備。

4 小 結

青壯年股骨頸骨折的內固定治療理念在不斷更新，新型植入物也不斷增多。內固定術治療青壯年股骨頸骨折的目的是保留患者的勞動能力、改善其生活質量，防止骨折不愈合及股骨頭壞死。青壯年股骨頸骨折的內固定方式較多，各有優(yōu)缺點，臨床應根據患者的骨折類型等選擇合適的固定方式。早期手術、解剖復位及堅強內固定是青壯年股骨頸骨折的治療共識，但目前青壯年股骨頸骨折尚無最佳治療方式，未來需通過大樣本、多中心的隨機對照臨床試驗進一步探究。