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PauwelsⅢ型股骨颈骨折内固定治疗的研究进展

2021-11-29柏秋实张保中常晓

中华骨与关节外科杂志 2021年5期
关键词:股骨颈股骨头螺钉

柏秋实 张保中 常晓

(中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科,北京 100730)

Pauwels分型是第一个以生物力学为依据的股骨颈骨折分型方法,对股骨颈骨折的内固定治疗有重要指导意义;PauwelsⅢ型是指骨折线与水平线的角度≥50°[1]。据统计,PauwelsⅢ型骨折多为高能量创伤所致的股骨颈骨折[2,3]。目前主流观点认为:髋关节假体存在使用年限,并有感染和假体脱位等并发症的可能[6],所以小于65岁患者的股骨颈骨折应首选内固定治疗[4,5]。但是内固定会因股骨头坏死等并发症而有较高的再手术率,研究显示在青年股骨颈骨折内固定术后,每3例患者中有1例需要再次手术,而每7例中有1 例需要进行全髋关节置换[7]。所以,选择何种内固定方式治疗PauwelsⅢ型骨折一直是骨科医师热议的话题[8,9]。本文就PauwelsⅢ型股骨颈骨折的内固定治疗进行综述。

1 髋部解剖力学特征

髋关节在站立、行走、运动中担负着巨大负荷。在股骨颈发生骨折时自身负荷会使骨折端产生剪切力,Pauwels角度越大则剪切力越大,这种剪切力是导致内固定物失效的最主要原因。唐佩福等据此提出了三侧边理论[10],认为只有股骨近端的内侧壁、外侧壁和上侧壁全部得到稳定固定,才能实现弯矩的分散和平衡,降低内固定的失败率。

股骨颈的血运与颈轴伴行,股骨颈骨折时常伴周围供血动脉的扭曲或损伤和局部微循环稳态失衡,导致股骨头的血供匮乏[11,12],只有尽快解剖复位,才能最大程度地保护股骨颈的血运。股骨颈骨折属于关节囊内骨折,骨折断端直接暴露于滑膜液中,滑膜液内大量能溶解血凝块的酶使骨折二期愈合的血肿炎症机化期无法顺利进行。所以,股骨颈骨折必须通过解剖复位和绝对稳定的内固定来实现一期愈合。

2 Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的治疗要求

2.1 解剖复位

治疗股骨颈骨折的首要任务是解剖复位,从而延长内固定的疲劳寿命、降低内固定失败风险。研究发现50~60岁接受内固定治疗的患者[13],复位质量不佳组发生内固定失败的概率是复位良好组的2.3倍。

解剖复位可以及时挽救一部分股骨头血供[14,15];使扭曲的圆韧带动脉中残留动脉及时恢复血供,使股骨头的血供得以重建[16]。Wang 等[17]使用股骨头中央凹最深部分的位移、股骨头中心位移、股骨头旋转角评估复位质量,发现这三项指标在术后发生骨折不愈合或股骨头缺血性坏死的患者,与未发生的患者相比,均有统计学差异。此外,也有研究显示[18,19],解剖复位可以有效降低髋关节囊内的压力,有利于骨小梁中的微脉管系统再生,从而降低骨折不愈合的发生率。

复位方法包括切开复位和闭合复位。闭合复位虽可以保护股骨头的血供,减少出血和术后感染的风险,但对于手术医师的技术要求相对较高,且Pau⁃wels Ⅲ型骨折通常移位明显且极不稳定,很难通过闭合复位获得解剖复位。一些研究认为[20,21],术中如果闭合复位2~3次仍无法达到解剖复位,应及时从前侧入路切开关节囊,在直视下实现解剖复位,使用克氏针临时固定。

2.2 坚强内固定

术后负重后的渐进性滑动加压被认为是实现稳定固定的重要手段。术后随着患肢的负重,骨折断端会发生骨吸收[22],相互靠拢。此时,若内固定物因为螺钉相互成角过大,螺钉的螺纹骑跨骨折线等原因,近端骨折块无法向远端滑动,要么螺钉会在股骨头内发生切割、导致内固定切出,要么会使应力通过骨—螺钉—骨传导,发生螺钉的断裂。

内固定物的防旋作用也是稳定固定的重要部分。尤其是在合并骨质疏松的患者中,骨质对内固定物的把持力下降,更易发生股骨头的旋转。这种旋转一旦发生,松质骨的稳定性会迅速丧失,继而发生内固定物的切出[23]。当Pauwels 角变大时,骨折断端的摩擦力也会相应减小,会进一步增加内固定物的防旋压力。

3 内固定方法及存在问题

3.1 空心螺钉

目前股骨颈骨折最常用的固定方式是3 枚平行拉力螺钉固定,正三角或倒三角排列方式的使用频率最高[24,25]。多数研究认为[26,27]倒三角结构发生内固定物断裂、内固定物切出的风险更低。Yang等[25]认为原因是股骨中部和上部的骨小梁比下部的致密,可以提供更多的支撑和更大的拔出强度。此外,有学者[26,28-30]还研究了强斜置钉固定、交叉置钉固定、F 形固定等非平行方式;也有学者提出采用全螺纹螺钉与半螺纹螺钉组合的方式进行固定[31-33],可综合全螺纹螺钉的静态稳定性和半螺纹螺钉的持续加压作用。但是大多数学者认为[34-36]使用3 枚空心拉力螺钉,无论选择何种空间构型,都无法坚强固定Pau⁃wels Ⅲ型骨折,位锋等[37]报道空心螺钉治疗的患者术后骨折不愈合及延迟愈合率为10%,内固定物失效率为12%,股骨头坏死率为4%。所以,一部分学者提出用4枚螺钉以菱形排列[38]或3枚倒三角形空心螺钉+1枚横行螺钉对骨折端进行固定[39],但其疗效仍有待进一步临床研究加以证实。

3.2 滑动髋螺钉(dynamic hip screw,DHS)

DHS 是临床中治疗Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的常用方法。外侧的接骨板可以有效分散骨折区域螺钉的应力,降低因Pauwels 角过大引起的高剪切力导致内固定物断裂的风险[38]。目前认为,单一的滑动螺钉无法起到有效的防旋作用。所以,通常会联合应用一枚平行于滑动螺钉的松质骨螺钉,起到防旋作用。也有学者提出[40],由于Pauwels Ⅲ型骨折存在高剪切力,可以加用2 枚螺钉进行防旋,起到与3 枚空心螺钉相似的生物力学作用。DHS 和3 枚空心拉力螺钉固定都被认为具有良好的滑动加压功能,所以通常在DHS 联用松质骨螺钉时,常要求松质骨螺钉平行于主钉以起到滑动加压功能,同时滑动螺钉尖顶距应控制在25 mm以内[41,42],防止螺钉切出。

3.3 股骨颈系统(femoral neck system,FNS)

FNS作为近年来新研发的内固定物,在生物力学上具有一定优势。Stoffel等[43]发现与3枚空心螺钉固定相比,FNS有更高的整体构造稳定性。另外一项研究[27]发现FNS在治疗Pauwels Ⅲ型骨折中有更小的骨折端和内固定移位风险。

FNS也具备一定的防旋功能和滑动加压功能,与DHS配合1枚空心螺钉相比,FNS的锁定防旋螺钉与主钉被锁定为一个整体,具有更好的防旋作用,且可通过主钉与外侧接骨板之间的滑动来实现滑动加压功能。

3.4 锁定接骨板

使用带有外侧支撑的内固定物或联合应用内侧接骨板支撑可有效增加骨折端固定强度。Berkes等[44]发现得到内侧支撑锁定接骨板辅助支撑的内固定装置,抗压力量可以增加达83%;Ye 等[45]发现使用带内侧支撑锁定接骨板的空心螺钉较仅用空心螺钉,可提高骨折愈合率。内侧支撑锁定接骨板也可以起到很好的防旋作用,Basso 等[46]发现一个内侧锁定接骨板与3 枚松质骨螺钉的结合有助于减少股骨颈的微动,并防止股骨头的旋转。

锁定接骨板固定股骨颈骨折无法很好地实现滑动加压功能。但并没有研究直接证明,锁定接骨板相比具有滑动加压功能的治疗方式,会有更差的预后。更有观点认为,由于Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的特点,传统的“滑动压缩理论”不适用于垂直的股骨颈骨折。这是因为压力是沿螺钉方向施加的,因此无法对断裂端施加有效压力。也有一部分研究提出,DHS 给骨折断端带来的持续压力会造成骨折断端的骨吸收增强,增加发生股骨颈短缩的风险。所以滑动加压在治疗Pauwels Ⅲ型骨折是否必要,仍需要进一步研究。

4 内固定物的手术入路与植入难度

在切开复位时常选择髋关节前方直接入路[47],这种方法唯一可能损坏的结构是旋股外侧动脉,它已被证明与股骨头的血供只有有限的关系[48]。但也有研究指出,旋股内侧动脉可能在股骨颈骨折移位时已经受到破坏,而此时切开复位有可能会破坏股骨头血供的唯一来源——旋股外侧动脉[49,50]。但目前尚无较好的术前评估股骨头血供的方法。其实,若供血动脉损伤较为严重,远期股骨头缺血性坏死的风险较高,即使是活动需求较高的年轻患者,也应首选人工关节置换。

内固定的植入难度也应是外科医师选择治疗方式的一项重要因素。股骨颈植入物的微小错位会导致较高的扭转力矩[51],使内固定的应力分布不佳,无法实现坚强固定。若反复调整内固定物位置,会延长手术时间,因反复钻孔导致骨质的流失,使内固定物的把持力下降,进一步损伤股骨头颈部的血供、增加股骨头缺血性坏死的风险。值得一提的是,FNS是通过导丝定位,钻孔的创伤相对较小,并且具有导向支架,可以一定程度上降低内固定物置入的难度。

5 早期手术、早期活动与适时负重

股骨颈骨折会使患者丧失行动能力,长期处于卧床状态。所以早期手术的意义不仅是保护髋关节功能,也可避免长期卧床带来的风险。以往研究认为[13],在受伤后的6 小时内进行手术可降低再手术率,但一项多中心随机对照试验[52]指出,骨折后24小时内进行手术治疗即可,缩短手术等待时间并没有降低死亡率和主要并发症的综合风险。

早期活动是指患者在术后恢复清醒状态后,在能够耐受切口疼痛的情况下尽早坐起、扶助行器进行无负重的患肢活动。这样的活动在术后越早进行,术后并发症的发生风险就越低[53,54]。切开复位较闭合复位手术时间长、术中出血多、术中破坏肌肉量大,不利于患者的早期活动。但由于患者基线资料差异大,各个医院制定的下地活动策略存在差异,故目前针对切开复位的理想术后活动时间尚处于理论分析和临床经验阶段。

研究认为[55-57],过早、积极的负重会导致股骨颈后外侧骨质的部分骨小梁出现疲劳损伤,致松质骨“微骨折”,不利新生血管的爬行和修复[12],直至出现股骨头塌陷。同时,由于术后髋关节的应力主要集中作用于内固定材料,过早负重会增加内固定失效的风险[58]。一般认为,术后3~6个月在骨折端达到临床愈合后,再逐渐过渡到完全负重,可以有效减少股骨头坏死、内固定物失效等并发症的发生率[55,59]。

6 未来研究方向

解剖复位的方式、骨折端的固定强度是影响内固定物疗效的主要因素。所以,在未来的研究中,应针对这两个方面对内固定物治疗策略进行改进。虽然切开复位的效果更佳,但由于其对软组织破坏较大,如何提高闭合复位的成功率应是未来研究领域的热点,目前已经有学者提出在闭合复位困难时可使用经皮穿针撬拨技术[60,61],并证明其在难复性股骨颈骨折中效果良好。随着计算机辅助技术的发展,未来可应用计算机智能分析患者的股骨颈移位方向,生成一种成功率最高的复位路线,并由机械臂对患肢进行牵拉,实现解剖复位。在内固定物稳定固定方面,尽管抗疲劳性、防旋功能、滑动加压功能非常重要,但未来的内固定物应在实现这些机械功能的基础上,更加注重生物学性能,提高骨折端愈合的速度,缩短内固定物承受压力的时间。另外,与内固定物的配套手术器械也应受到重视,如FNS带有的导航系统应是未来研究的主要方向,甚至可以实现手术机器人在术中对复位后的股骨近端进行三维测量,智能选取相应型号内固定物,通过机械臂植入内固定物,从而避免多次调整内固定位置带来的额外创伤和内固定物位置欠佳带来的并发症风险。

综上所述,Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折的内固定治疗具有一定的困难和挑战性,目前最常用的方法是解剖复位后使用3 枚空心拉力螺钉固定,DHS、FNS、锁定接骨板等也取得了不错的疗效。但何种内固定物最优尚无明确结论。一种优秀的内固定方式首先应借助成功率高的器械或手段进行闭合复位,尽量减少术中出血、手术时间,降低手术创伤对患者的二次打击。同时,具备更优质的生物力学结构,确保能够牢固的固定骨折端,且兼备优秀的防旋和滑动加压作用。最后,应尽可能减少手术步骤,使用导航系统辅助,降低手术难度,提高内固定物植入位置的精准度。

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