股骨近端防旋髓内钉手术治疗对老年股骨粗隆间骨折患者骨代谢和骨强度的影响

任诗松，黄 斌，刘辉均

·临床医学·

·论著·

股骨近端防旋髓内钉手术治疗对老年股骨粗隆间骨折患者骨代谢和骨强度的影响

任诗松，黄 斌，刘辉均

目的探讨股骨近端防旋髓内钉手术(PFNA)治疗对老年股骨粗隆间骨折患者骨代谢和骨强度的影响。方法选择2014年1月至2015年8月医院收治的老年股骨粗隆间骨折患者50例为观察组对象，另在医院健康体检处选择50例无骨折病史的正常老年人作为对照组，对观察组患者进行PFNA治疗，测定并比较手术前后观察组患者和对照组正常老年人的骨代谢和骨强度指标。结果手术前，观察组患者骨代谢指标中前胶原氨基末端前肽Ⅰ型(PINP)、甲状旁腺激素(PTH)、Ⅰ型胶原羧基端肽(CTX)和血清骨钙素(OC)水平均明显高于对照组(均P<0.05)，而25(OH)D3明显低于对照组(P<0.05)；手术后，观察组患者血清PINP水平[(86.03±27.78)mg/L]较手术前[(53.97±26.13)mg/L]明显升高(P<0.05)；PTH水平[(27.67±11.54)ng/L]较手术前[(51.22±17.65)ng/L]明显下降(P<0.05)，略高于对照组[(36.85±12.86)ng/L](P>0.05)，25(OH)D3、CTX和OC水平与手术前比较无明显变化(均P>0.05)。手术前，观察组患者股骨粗隆间区以及股骨颈区骨强度指标中横截面转动贯量(CSMI)、骨密度(BMD)和截面模量z值(Z)均比对照组低(均P<0.05)，屈曲比率(BR)明显高于对照组(P<0.05)；手术后，观察组患者骨强度指标与手术前相比均稍有下降，但不具有统计学意义(P>0.05)。结论老年股骨粗隆间骨折患者经PFNA治疗后骨代谢增加，骨强度无明显改变，可能由于手术中应力遮挡作用而使髓内钉周围骨有少量丢失，需要加强抗骨质疏松治疗和防护措施以预防骨折。

股骨近端防旋髓内钉手术；老年；股骨粗隆间骨折；骨代谢；骨强度

老年股骨粗隆间骨折多是由髋部骨质疏松所引起的，在外力作用下容易骨折，骨折后长期卧床容易引发坠积性肺炎、泌尿系统感染、褥疮等一系列并发症，病死率高达15%～20%[1]，通过股骨近端防旋髓内钉手术(PFNA)治疗股骨粗隆间骨折可使患者早期下床锻炼，防止骨折并发症的产生以降低患者死亡风险[2]。长期以来，对于髋部骨折的研究，包括骨强度以及骨代谢情况的变化，骨代谢生化指标可早期反映出骨的转换水平，是骨转换过程中的代谢产物[3]；在骨强度的研究中，人们更多关注是骨密度，能反映出骨矿盐的含量信息，此外骨强度还包括股质量的测定，诸如直径、角度、面积等空间几何分布属性[4-5]。本研究拟对比分析无骨折人群以及老年骨粗隆间骨折患者手术前后骨强度和骨代谢指标，从而探讨其与骨折风险的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2014年1月至2015年8月第三军医大学第三附属医院收治的老年股骨粗隆间骨折患者50例为观察组，其中男性18例，女性32例，年龄67～84岁，平均(75.43±6.58)岁，体质指数为(23.46±2.86)kg/m2；另在武警重庆市消防总队医院健康体检处选择50例无骨折病史的正常老年人为对照组，其中男性19例，女性31例，年龄65～84岁，平均(76.24±5.96)岁，体质指数为(24.03±3.02)kg/m2。2组入选者的性别、年龄、体质指数差异无统计学意义(均P>0.05)，具有可比性。

1.2 纳入标准

(1)入选者年龄≥65岁；(2)观察组患者均为跌倒所致的脆性骨折；(3)入选者均无肝/肾功能衰竭、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎、骨肿瘤、甲亢等其他影响骨代谢的疾病[6]；(4)入选者入院前6个月内均不曾使用降钙素、二膦酸盐、性激素等影响骨代谢的药物；(5)观察组患者手术指征良好，无手术禁忌证。

1.3 手术方法

观察组患者均采用PFNA装置进行骨折内固定方法，对患者进行全身麻醉，通过C臂X线机透视以辅助牵引床复位，大转子顶端作切口以暴露其尖端，在股骨髓腔内进导针，打开股骨皮质，扩髓后插入髓内钉，于股骨颈中心处安装近端套筒，11 mm空心钻扩孔，于股骨头软骨下连接并安装螺旋刀片，远端固定，冲洗伤口，逐层缝合。手术后1 d积极鼓励患者进行早期练习活动，预防深静脉血栓形成，改善血液循环促进功能恢复[7]。每日服用600 mg碳酸钙和0.5 mg活性维生素D，连续服用3个月。

1.4 观察指标

对手术前的观察组和对照组及手术后3个月的观察组分别进行骨代谢、骨密度和骨强度指标的测定。在骨代谢测定中，取空腹外周静脉血，离心留取上层血清备用，采用美国Roche生产的E170全自动电化学发光免疫分析系统和配套试剂盒检测Ⅰ型前胶原氨基末端前肽(PINP)、甲状旁腺激素(PTH)、25羟基维生素D3[25(OH)D3]、Ⅰ型胶原羧基端肽(CTX)和血清骨钙素(OC)；骨密度及骨强度测定中，采用Hologic Discovery A双能X线骨密度仪(美国HOLOGIC)，应用骨密度分析软件(APEX system software version 3.2)对髋关节股骨颈区骨密度(nnBMD)和股骨粗隆间区骨密度(itBMD)进行测量；随后采用配套的髋关节结构分析软件(HSA)分别测算出髋关节股骨粗隆间区以及股骨颈区骨强度指标：股骨颈区截面模量z值(nnZ)、股骨颈区横截面转动贯量(nnCSMI)和股骨颈区屈曲比率(nnBR)、股骨粗隆间区横截面转动贯量(itCSMI)、股骨粗隆间区截面模量z值(itZ)和股骨粗隆间区屈曲比率(itBR)。

1.5 统计学处理

各组骨代谢、骨密度和骨强度指标用均数±标准差(x±s)表示，应用统计学软件SPSS 20.0对数据进行分析，组间比较采用t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 手术前后骨代谢变化

手术前，观察组患者血清PINP、PTH、CTX和OC水平均明显高于对照组(均P<0.05)，而25(OH)D3明显低于对照组，差异具有统计学意义(P<0.05)。手术后，观察组患者血清PINP水平较手术前明显升高，差异有统计学意义(P<0.05)；PTH水平较手术前明显下降，较对照组略高，差异无统计学意义(P>0.05)；25(OH)D3、CTX和OC水平与手术前比较无明显变化，差异不具有统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 患者手术前后骨代谢变化(x±s，每组n=50)

注：PINP：Ⅰ型前胶原氨基末端前肽，PTH：甲状旁腺激素，25(OH)D3：25羟基维生素D3，CTX：Ⅰ型胶原羟基端肽，OC：血清骨钙素。与观察组手术前比较aP<0.05；与对照组比较bP<0.05

2.2 手术前后骨强度变化

2.2.1 手术前后股骨颈区骨强度变化 手术前，nnBMD、nnCSMI和nnZ均明显低于对照组(均P<0.05)，nnBR明显高于对照组(P<0.05)；手术后，观察组患者nnBMD、nnCSMI、nnZ和BR与手术前相比稍有下降，不具有统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 患者手术前后股骨颈区骨强度变化(x±s，每组n=50)

注：nnBMD：骰骨颈区骨密度，nnCSMI：横截面转动贯量，nnZ：截面横量Z值，nnBR：屈曲比率。与对照组比较aP<0.05

2.2.2 手术前后股骨粗隆间区骨强度变化 手术前，观察组患者itBMD、itCSMI和itZ均明显低于对照组(均P<0.05)，itBR明显高于对照组(P<0.05)；手术后，观察组患者itBMD、itCSMI、itZ和itBR与手术前相比稍有下降，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

3 讨论

股骨粗隆间骨折常见于老年人，位于大粗隆及小粗隆之间，股骨粗隆部主要由松质骨构成，血管丰富，骨折后容易愈合，但容易产生髋内翻[8]。老年人骨质疏松、肢体不灵活，当下肢突然扭转、跌倒或使大粗隆直接触地致伤，造成骨折，股骨粗隆部骨质松脆，故骨折常为粉碎型，高龄患者长期卧床引起的并发症较多。年龄的增加会引起骨吸收增加，骨形成减少，骨量丢失，骨转化出现负平衡，骨的结构和形态出现改变并引起骨质疏松[9-10]。本研究对比分析了无骨折史的正常老年人和老年股骨粗隆骨折患者骨密度、骨代谢以及骨强度等指标，探讨其对骨折风险的评估价值。

表3 患者手术前后股骨粗隆间区骨强度变化(x±s，每组n=50)

注：itBMD：骨密度，itCSMI：横截面转动贯量，itZ：截面模量Z值，itBR：屈曲比率。与观察组手术前比较aP>0.05；与对照组比较bP<0.05

作为骨转换过程中的代谢产物，骨代谢指标能够灵敏地反映出短期骨代谢障碍的情况，间接了解骨转化和骨量变化的趋势，比骨密度更早反映出骨的转换水平，不依赖骨密度检查而预测骨折风险。PINP主要与骨细胞的活动和骨形成有关，反映了Ⅰ型胶原合成速率。正常骨组织中Ⅰ型胶原转换率高于软组织中，体内含量较多。骨细胞合成出现减少时，PINP下降，表明骨的形成减少。CTX是PINP的降解产物，正常人体中CTX含量较少，当破骨细胞活性增强时，PINP被大量降解并释放到血中，PINP与CTX为首选骨转换指标[11]。本研究结果中，骨折患者PINP值与CTX值均明显高于对照组，表明与骨折风险增高有关。作为一种维生素K依赖性钙结合蛋白，OC由成骨细胞晚期分化合成，合成后部分释放入血，血中OC含量反映了骨中维生素K的状态，是评价骨代谢的高灵敏性骨形成指标，用以预测髋部骨折的风险。本研究结果中，股骨粗隆骨折患者OC明显高于无骨折史的正常老年人。骨折本身会引起OC增高，但OC增高很可能预示更高的骨折风险。PTH是一种钙磷代谢平衡调节激素，正常人体中PTH的分泌呈规律的时相性，骨质疏松患者PTH分泌紊乱，引起骨吸收或骨形成失衡，造成骨量丢失和骨结构的改变[12]。因此PTH的变化可能预测骨质疏松的发生风险。PTH反应性增高，与骨折类型有关，也可能与患者的预后有关[13]。术后补充碳酸钙和维生素D，有利于促进骨折愈合所需的钙质吸收，从而加快术后骨重建[14]。碳酸钙含有骨骼发育的基本原料，而维生素D能够促进肠道对钙的吸收，增强肌肉力量，降低骨质疏松性骨折风险。25(OH)D3能够准确地反映人体内维生素D的营养状况，本研究结果中25(OH)D3水平较低，有待进一步更大样本的临床研究。

本研究中患者均为股骨粗隆间骨折，通过DXA测得的BMD值已被证实能够很好地预测髋部骨折的风险，但并不是骨力学性能理想地预测指标。与常规的骨密度检查相比，HSA可以获取更多骨形态结构方面的信息，了解某一特定横截面骨的矿物质信息和骨的几何结构，能够补充优化BMD的不足[15]。当CSMI值增加时，骨的抗折弯能力也随之增加，截面模量Z值反映了某一截面的弯曲强度，反映了某一截面在屈曲时所能承受的最大应力，Z值越大，骨的抗折弯能力越强[16]。本研究中与未发生骨折人群相比，髋部骨折人群的截面模量显著降低。生物力学中，BR过大会引起局部结构的不稳定，造成结构破坏，对于骨组织即会引起骨折的发生[17]。BR值相比于Z值能更好的反映骨强度。研究结果中观察组患者在股骨颈、股骨粗隆间两个部位的骨密度BMD值、CSMI和Z值都小于对照组，而屈曲比率高于对照组，以上差异提示了骨折人群的骨的抗折弯能力和骨矿盐含量都降低，骨强度明显降低，这可能是患者在遭受创伤时更易发生骨折的原因[18-19]。

综上所述，骨代谢指标和骨强度指标可识别股骨粗隆间骨折高风险人群并给予及时的骨质疏松治疗，不仅可反映骨质疏松的骨转换，也反映了骨折愈合过程中成骨与破骨的偶联，对老年股骨粗隆间骨折的指导治疗风险预测有重要意义[20]。老年股骨粗隆间骨折的预防要加强看护，注意跌倒防护工作，排除周围可能存在的危险因素，从而降低骨折的发生率[21]。本研究对临床上老年股骨粗隆间骨折患者的手术预后和骨质疏松的治疗具有一定的指导意义。

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(本文编辑：林永丽)

Effect of PFNA treatment on bone metabolism and bone strength in senile patients with intertrochanteric fractureRenShisong,HuangBin,LiuHuijun

(DepartmentofOrthopedics,ChongqingFireDepartmentHospital,Chongqing401122,China)

Objective To investigate the effects of PFNA on bone metabolism and bone strength in senile patients with intertrochanteric fracture.Methods Fifty senile patients with intertrochanteric fracture admitted into the hospital from January 2014 to August 2015 were selected as research subjects, and were assigned as the observation group, and another 50 normal old examinees without history of bone fracture recruited from the Physical Examination Center of the hospital were selected as the control group. The patients of the observation group received PFNA treatment. Bone metabolism and bone strength indexes of the observation group were measured both before and after surgery, and bone metabolism and bone strength indexes of the control group were also detected, and then comparisons were made between the 2 groups.Results Before surgery, the levels of PINP, PTH, CTX and OC in the observation group were significantly higher than those in the control group (P<0.05), while the level of 25(OH)D3was significantly lower than that in the control group (P<0.05). However, after surgery, the level of serum PINP[(86.03±27.78)mg/L] in the observation group was significantly higher, as compared with that before surgery [(53.97±26.13)mg/L](P<0.05). The level of PTH[(27.67±11.54)ng/L] was significantly decreased, as compared with that before surgery [(51.22±17.65)ng/L](P<0.05), but it was slightly higher than that of the control group [(36.85±12.86)ng/L](P>0.05). When compared with those before surgery, no significant changes could be seen in the levels of 25(OH)D3, CTX and OC (P>0.05). Before surgery, bone strength indexes, such as the cross section rotation penetration amount (CSMI), bone mineral density (BMD) and the section modulus Z value (Z) of the observation group were all significantly lower than those of the control group (P<0.05), and the buckling ratio (BR) was significantly higher than that of the control group (P<0.05). However, after surgery, the bone strength value of the observation group was slightly decreased, as compared with that before surgery, but without statistical significance (P>0.05).Conclusion After PFNA treatment, bone metabolism of the patients with intertrochanteric fracture was enhanced, but bone strength was not improved. This might be associated with the small amount of peripheral bone loss due to stress shielding during surgery. With this reason, enhanced anti-osteoporosis treatment and related protective measures might be necessary for the prevention of bone fracture.

PFNA; Senile; Intertrochanteric fracture; Bone metabolism; Bone strength

401122 重庆，武警重庆市消防总队医院骨科(任诗松)；重庆市两江新区第一人民医院骨科(黄斌)；第三军医大学第三附属医院急救部(刘辉均)

R683.42

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2017.01.013

2016-09-20)