股骨转子下骨折治疗的研究进展

2014-01-22 21:52:09马剑雄马信龙
中国中西医结合外科杂志 2014年3期
关键词:锁钉髓内皮质

马剑雄,王 杰,杨 阳,马信龙

综述

股骨转子下骨折治疗的研究进展

马剑雄,王 杰,杨 阳,马信龙

股骨转子下骨折是临床上较常见且很棘手的骨科创伤。股骨转子下区域是一个生物力学上应力高度集中的部位,内后侧皮质的重建是治疗上的关键。切开复位内固定是治疗股骨转子下骨折的重要治疗方法,术后并发症有畸形愈合、不愈合以及各种内固定器相关的并发症。充分了解了股骨转子下骨折的临床和生物力学特点,才能有效予以治疗。

股骨转子下骨折;生物力学;内固定器;研究进展

股骨转子下骨折是临床上一种很棘手的骨科创伤,其骨折线可向近端延伸至股骨梨状窝,也可向远端延伸至股骨干中1/3[1]。转子下骨折的定义有多种,但大多数学者普遍接受的定义为股骨小转子下缘至7.5 cm以远股骨近中1/3处区域内的骨折[2]。研究报道,转子下骨折约占股骨骨折的7%~34%,并发症的发生率在19%~32%之间[3]。随着老龄化社会的加速发展,其发生率也在不断上升。股骨转子下区域受力复杂,治疗困难,本文就转子下骨折的相关进展综述如下。

1 股骨转子下区域的生物力学特点

股骨转子下区域是一个生物力学上应力高度集中的部位,不仅承受着人体的重力载荷,而且承受着由于作用于股骨头的偏心负荷所致的强大的屈曲应力。这一强大的屈曲应力导致股骨转子下内侧尤其是内后侧皮质承受巨大的压应力,而外侧皮质受到张应力。生物力学研究表明,一个重890牛顿的成年人能使股骨近端小转子下2.5~7.5 cm内侧皮质产生8.3兆帕的压应力,而外侧皮质所受的张应力相对于内侧皮质减少了20%。以上生物力学研究未说明肌肉的收缩力对髋关节的影响,而Frankel等的研究弥补了这一点,他们发现髋部肌肉收缩时,髋关节所承受的应力可达3倍体重。缓慢行走所产生的的作用于股骨头的应力可高达4.9倍体重。再加上转子下区域所承受的极高的应力负荷,导致转子下粉碎性骨折易发生畸形愈合以及内固定失败。由于该区域骨质血运欠佳,导致骨折愈合缓慢,骨折延迟愈合和不愈合的发生率较高[3]。由于转子下内侧皮质承受巨大的压应力,所以转子下粉碎性骨折内后侧皮质的重建非常重要。

2 转子下骨折的分型

骨折的分型方法可以提示骨折的预后效果,指导临床治疗,警示潜在的并发症。Boyd和Griffin把转子下骨折作为转子间骨折的一个特殊类型。但是,随着人们对转子下骨折认识的深入,学者们逐渐意识到转子下骨折有其固有的特点,因此出现了多种转子下骨折的分型方法。

2.1 Felding分型 1966年,Felding提出一种基于主要骨折线与小转子的相对位置进行分型的方法:Ⅰ型为位于小转子水平的骨折;Ⅱ型为在小转子远侧2.5~5 cm骨折;Ⅲ型为在小转子远侧5~7.5 cm的骨折,并认为此区域内近侧骨折比远侧骨折的愈合率高。但此种分型方法并没有包含常见的转子下区域的长螺旋形骨折和粉碎性骨折。

2.2 Seinsheimer分型 1978年,Seinsheimer提出了一种根据主要骨折块的数量和位置以及骨折线走向进行分型的方法。分为5型:Ⅰ型为骨折无移位或移位小于2 mm的骨折;Ⅱ型为两部分骨折,又进一步分为:ⅡA型即小转子下横行骨折,ⅡB型即小转子下斜形骨折,ⅡC型即由小转子向外下方延伸的穿经转子下区域外侧骨皮质的反斜形骨折;Ⅲ型为三部分骨折,又进一步分为:ⅢA型即螺旋形骨折伴小转子骨折,ⅢB型即螺旋形骨折伴外侧蝶形骨折块;Ⅳ型为四个或更多骨折块的骨折;Ⅴ型为转子下骨折伴转子间骨折,包括转子下骨折线向上延伸至大转子。该分型可预示,如果内侧骨皮质支撑丧失,则骨折有较高的内固定失败的风险,具有预后意义。这是大多数学者长期使用的一种分型方法。

2.3 Russel-Taylor分型 Russel-Taylor分型由Russel-Taylor于1992年提出,这种分型对于转子下骨折的内固定选择和并发症的预测很有价值。此分型方法将转子下骨折分为两大型:Ⅰ型骨折线未延及股骨梨状窝,此型骨折可使用髓内固定。此型又分为两亚型,ⅠA型即骨折块和骨折线自小转子下延伸至股骨干峡部,此区域内可有不同程度的粉碎骨块,包括双侧皮质骨碎块,ⅠB型即多骨折线和骨碎块包括在小转子至峡部区域,分出两个亚型的意义在于ⅠA型适合标准交锁髓内钉治疗,而ⅠB型适合头髓钉治疗。Ⅱ型为骨折线延伸至大转子和梨状窝,此型不适于髓内固定。该型又分为两亚型,ⅡA型即骨折线从小转子向远端延伸至股骨峡部,向近端延伸至梨状窝,但小转子无严重粉碎,ⅡB型即骨折线延伸至梨状窝,同时股骨内侧皮质有严重粉碎,小转子连续性丧失,此型很容易导致严重的并发症。

3 股骨转子下骨折的切开复位内固定

由于转子下区域在解剖学、生物学和生物力学方面较特殊,如果不严格遵守转子下骨折的治疗原则,很容易导致内固定失败、畸形愈合、延迟愈合和不愈合。转子下骨折的治疗原则有三:第一,仔细做好术前准备。通过仔细阅读X光片和专科检查确定复位技术和最佳的内固定。有证据表明早期固定转子下骨折可降低并发症的发生率。第二,转子下骨折复位要做到恢复肢体长度、消除旋转畸形和成角畸形以达到对位对线良好的标准,以利于骨折愈合。第三,术后护理与手术同等重要。术后的康复治疗要根据病人的健康状况、骨折类型和手术效果做到个体化。最终的治疗目标是恢复肢体的原有功能。

3.1 Gamma钉 1988年,Gamma钉首次用于治疗髋部骨折。到目前为止Gamma钉已经发展到第三代。现在,Gamma钉已广泛用于临床。其有诸多优点:微创技术使皮肤切口小,出血少;感染率低,组织损伤小,手术时间短以及允许患者早期负重;通过髓内钉和拉力螺钉的结合,使股骨上段和股骨颈牢固结合,通过远端自锁钉固定髓内钉,可防止旋转和缩短移位,固定可靠。Bojan等[4]回顾性分析了3066例使用Gamma钉治疗的患者,随访12年,指出Gamma钉是治疗转子部位骨折的有效方法,并发症发生率低。但是,也有报道Gamma钉有较多Gamma钉相关并发症。这些并发症主要有近端拉力螺钉切割股骨头和股骨颈以及髓内钉远端顶点附近再骨折。前者的发生率在0~16%之间[5-6],而后者的发生率在6%~17%之间。有报道称拉力螺钉切割股骨头和股骨颈的并发症与Gamma本身关系不大,而与拉力螺钉在股骨头颈中的位置有关,以及股骨头的解剖有关。Norris等[7]认为与远端锁钉直径过大造成此部位应力集中和髓内钉远端刚度太高有关。也有学者认为与置钉角度有关,髓内钉应该严格在大转子顶点外侧前1/3和后2/3交界处进钉,过于偏内或偏外会使远端有应力集中现象,以致术后存在远端股骨干骨折的趋势[3]。还有学者认为与Gamma钉的长度有关,长Gamma比标准Gamma再骨折的风险小[7]。此外,远端锁钉位于股骨髓腔峡部,可导致该处应力显著增高而发生医源性股骨干骨折。

3.2 股骨近端髓内钉(proximal femoral nail,PFN) 1997年,AO组织在Gamma钉的基础上设计了全新的髓内钉治疗股骨转子下骨折,称为股骨近端髓内钉,分为长型和标准型。PFN为中心性固定,力臂短,通过主钉及远近两端的锁钉将载荷传导至骨折近端,随转子下骨折稳定性的下降,负荷主要通过内固定传递到骨折远端,达到了坚强固定的目的,利于早期功能锻炼。PFN适用于SensheimerⅡB、ⅡC及Ⅲ~Ⅴ型转子下骨折。临床上,PFN的治疗效果还是非常好的。Ramakrishnan等[8]采用长PFN治疗转子下骨折49例,全部愈合,平均愈合时间为19.4周,并发症发生率低,无内固定失败。

应用PFN治疗转子下骨折的主要并发症为近端螺钉切出股骨头颈和退出造成的“Z效应”和“反Z效应”,其发生率为0.6%~8%[9-10]。“Z效应”是指近端下方锁钉向外侧滑出,伴内翻型骨折及上方锁钉向内侧滑动并贯穿股骨头;“反Z效应”是指上方锁钉向外侧滑出,而下方锁钉向内侧滑动。有报道称造成“Z效应”的原因是骨折处内侧皮质缺损或强度不够,造成股骨内侧缺乏支撑所致[11]。但是发生“Z效应”的原因还需要进一步被讨论。近端锁钉切割股骨头和股骨颈也是PFN的并发症之一。如何避免以上并发症,一些学者认为拉力螺钉必须位于股骨颈的下部,偏近股骨矩,其长度要到达股骨头软骨面下5~10 mm,侧位透视下位于股骨颈的中央,防旋螺钉正位透视下偏近股骨颈中央,不能太偏外上方,侧位也要位于股骨颈中央。这样,保证螺钉在股骨头和股骨颈内骨质最坚强的部位,从而防止此并发症。

3.3 动力髁螺钉(dynamic condylar screw,DCS) DCS是AO在95°髁钢板基础上开发出来的,具有操作简单、稳定可靠等优点。最初应用于固定股骨髁间骨折及髁上骨折。此内固定使转子下骨折可在两个平面上对线,使得骨折的解剖复位更加精确。在内侧骨皮质完整或植骨的情况下,位于股骨外侧的DCS可起到张力带的作用。因此,DCS适用于转子下简单的横行骨折和短斜行骨折。近端的拉力螺钉从大转子中点前方进钉,并由2~3枚松质骨螺钉或皮质骨螺钉固定,明显提高了骨折近端的固定强度,使远近骨折端固定的力量均衡,可抵消髋部肌群的力量,故骨折稳定性更好,利于早期功能锻炼降低骨折病的发生率。Rohilla等[12]回顾了43例使用DCS治疗的转子下骨折患者,平均骨愈合时间16周,无不愈合、延迟愈合及内固定失败发生。Neogi等[13]采用DCS治疗转子下粉碎性骨折40例,所有病例全部愈合,平均愈合时间15.6周,优良率95%。

DCS的缺点是拧入近端拉力螺钉需要去除大量骨质,而且为防止骨折近端围绕拉力钉旋转需要在骨折近端拧入第二枚螺钉固定,而且由于近端拉力螺钉的作用,骨折近端有外移趋势。有研究报道,DCS治疗老年性股骨转子下骨折内固定失败率在20%~25%之间,且愈合率较低。另一项报道指出术后限制负重可降低内固定失败率和骨折不愈合率,是否植骨并不影响骨折的愈合,他们还建议DCS不宜在老年转子下骨折中应用。

3.4 动力髋螺钉(dynamic hip screw,DHS) DHS内固定已被医学学术界认为治疗股骨转子间骨折的主要手段,其通过滑动加压作用持续维持骨折的轴向压力,同时可以保持股骨颈干角,用于转子下简单的横行骨折。但是DHS可能不能抵抗转子下骨折的复杂受力,尤其对转子下反斜行骨折,远折端向内侧和近端移位,骨折近端可围绕DHS的加压螺钉旋转,因此,DHS不太适合固定转子下骨折。此外,DHS的进钉点较低,转子下2~2.5 cm的骨折如行此固定,髋螺钉进钉点易受骨折线干扰,强行进钉容易造成局部股骨外侧皮质碎裂,加重损伤并影响内固定的稳定性。DHS的一个重要的并发症是近端拉力螺钉切割股骨头颈。DHS的失败与其在股骨头内的位置有很大关系。Baumgaertner等研究发现,尖顶距(tip-apex distance,TAD)大于25 mm者,螺钉切割股骨头颈的概率较大,如果术中估计TAD大于25 mm,就必须重新评价复位准确度并更改螺钉导针的位置。实际上,术中X线监视下很难准确测量TAD值。Lindskog等[14]的随访研究表明,即使骨科医生没有详细测量TAD值,但只要了解到TAD的重要性并在术中加以考虑,就可显著减少拉力螺钉切出的发生率。所以,DHS内固定术中要充分注意TAD的重要性。

3.5 股骨近端锁定钢板 股骨近端锁定钢板是近些年来新出现的用于股骨转子下骨折的内固定装置。它最初也是用于固定股骨髁间骨折或髁上骨折。可通过微创技术将钢板置入肌肉下,属小损伤内固定。其近端用多枚拉力螺钉将钢板与骨折近端牢牢固定在一起,并且不需要像DCS那样的大直径的拉力螺钉固定,减少了旋入螺钉时对股骨矩的破坏和使其应力集中的弊端。因此,股骨近端锁定钢板适用于骨质疏松性骨折的病人。生物力学测试表明,股骨近端锁定钢板等于或优于95°髁刃钢板和DCS[15-16]。但是,已有股骨近端锁定钢板失效的报道,Wieser等[17]报道了由于内侧骨皮质缺损,4例股骨近端锁定钢板失效的病例。Glassner等[18]报道了7例股骨近端锁定钢板失效的病例,原因为内侧骨皮质缺损或是手术技术问题。因此,股骨近端锁钉钢板的实际固定效能,还有待进一步的研究和临床报道。

3.6 Modoff滑动钢板 Modoff滑动钢板是近些年用于股骨转子下骨折的内固定装置,它允许钢板沿股骨干轴向滑动。一项回顾性研究显示,Modoff滑动钢板治疗转子下骨折的愈合率为97%。另一项生物力学研究表明,Modoff滑动钢板和髓内髋螺钉(IMHS)固定两部分或三部分反斜行转子下骨折的强度方面相近似。然而,钢板的滑动会受到转子下较远处骨折近端螺钉的限制,所以Modoff滑动钢板仅适用于小转下5 cm以内的高位股骨转子下骨折[3]。

3 并发症

内固定相关并发症在股骨转子下骨折的切开复位内固定部分分别进行的论述,现对临床上较常见的其他并发症进行论述。

3.1 畸形愈合 股骨转子下骨折的常见并发症之一为畸形愈合。畸形愈合反映了解剖复位的不充分。转子下骨折畸形愈合常为屈曲和内翻畸形,骨折近端还有外旋畸形。Wiss等将转子下骨折患肢缩短大于1 cm,10°成角和旋转大于15°为畸形愈合。减少畸形愈合的方法一定要解剖复位和坚强的内固定。有报道回顾了45例Russell-TaylorⅠB型的转子下骨折病例,61%内翻畸形小于5°,并强调在扩髓和置钉时保证骨折解剖复位的维持是非常重要的。内固定的失效也经常导致畸形愈合。

3.2 不愈合 骨折不愈合合并或不合并内固定失效是很难治疗的转子下骨折的并发症。各种内固定治疗转子下骨折的不愈合发生率不同,研究报道的钉板系统治疗的不愈合率为6%、9%和13%;DHS的不愈合率为4.4%;髓内固定的不愈合率最低,为1%~4%。生物力学和生物学因素是导致骨折不愈合的主要原因。转子下部位是多种应力集中的部位,骨折类型多为粉碎性骨折,内侧骨皮质如果不能保持完整,术后很可能导致畸形愈合和不愈合。骨折部位的软组织血运是骨折愈合的重要条件,近几年出现的微创钢板固定很好地保护了骨折部位的血运,髓内钉也是一种微创的内固定器,一般不需要切开骨折部位的软组织,只有在骨折难以复位和髓内钉难以插入时才切开辅助之。虽然这些内固定技术减小了骨折部位的进一步损伤,但是转子下骨折不愈合仍是困扰骨科医生的一个难题。研究表明,转子下区域的巨大的压应力和拉应力是导致骨折不愈合的重要因素。骨质量低下、粉碎性骨折或内固定位置不正确也是导致不愈合的原因。当骨折不愈合或内固定失效时,病人往往有患肢的疼痛和功能障碍。这种情况下,病人需要再次手术治疗,植骨和更换内固定。Barquet等[19]回顾性分析了26例转子下骨折不愈合的病例,并指出植骨和重建髓内钉固定是治疗非感染型转子下骨折不愈合的有效方法。Haidukewych等[20]通过研究指出更换内固定和选择性植骨可提高转子下骨折的愈合率。

4 小结

股骨转子下区域是一个受力很复杂的区域,导致了该处的骨折也十分复杂。仔细和充分的术前检查和评估以及内固定的选择对股骨转子下骨折的预后影响很大。对于骨折处的软组织不要剥离太多或尽量不要打开骨折部位,这样能够保证骨折处的血供和无菌环境,有利于骨折的愈合。对于转子下内侧骨皮质缺损的患者,要一期植骨,防止内翻畸形的发生。内固定安装时,要严格按照手术技术标准进行,这样才能避免不必要的并发症和获得良好的治疗效果。

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(收稿:2014-02-06 修回:2014-05-10)

(责任编辑 马信龙)

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