内固定治疗成人股骨颈骨折的研究进展

黄海，欧阳钧*

1.南方医科大学第三附属医院骨科医学中心创伤骨科，广州510630; 2.南方医科大学人体解剖学教研室、广东省医学生物力学重点实验室, 广州 510515

股骨颈骨折占成年人骨折3.85%[1]，是一种常见的骨折，可发生于各个年龄段。股骨颈骨折术后骨不连和股骨头缺血性坏死一直是创伤骨科治疗的难点[2]。近年来，股骨颈骨折术后发生股骨颈短缩的并发症，引起了大家的重视和思考，股骨颈的过度短缩，可影响下肢步态，甚至导致髋关节活动障碍[3,4]。

目前对股骨颈骨折的保髋治疗仍然存在较大的争议[5～7]，包括内固定物选择、闭合还是切开复位、术前是否应该进行牵引等。尤其对于不稳定的Pauwels III 型股骨颈骨折，需选择抗剪切力较好的内固定方式。近10 年来国内外市场上涌现出不同的股骨颈骨折内固定器械，足以说明股骨颈骨折内固定物仍然不够完善。股骨颈骨折术后相关并发症的发生率在不同文献中的差别较大[8,9]，有文献报道的股骨头坏死率高达“35%～45%”，术后骨不连发生率高达59%[10]，并与骨折类型、移位程度、骨量情况、手术时机、手术方式、复位情况及内固定方式等密切相关。然而，骨折的解剖复位是手术成功的必要条件，而内固定方式的选择也关系到股骨颈骨折的预后[11]，本文主要讨论了国内外内固定方式治疗股骨颈骨折的最新研究进展。

1 股骨近端生物力学及血运特点

股骨近端的解剖存在一定的个体差异性，这与人种无相关性，其颈干角范围介于110°～140°，平均127°，前倾角范围是12°～15°，平均13°。传统的股骨近端稳定结构包括股骨头颈骨块、股骨干、大粗隆和小粗隆（股骨距）四个部位，但近年来研究发现的外侧壁结构具有重要的稳定意义[12-14]。所谓“外侧壁”即小粗隆平面以上的股骨外侧皮质，外侧壁的完整能有效阻挡头颈骨块外移。髋关节应力由髋臼向股骨头传递，其股骨头颈部在正常生理状态下承受压力，股骨颈上部主要承受张力。2018 年，Keisuke 通过Micro-CT 扫描[15]发现股骨头中心骨密度最高。生物力学稳定性上内固定的设计满足三点支持原理[16]，首先螺钉置入股骨头软骨下骨，此处骨质密集，可以获得良好的把持；螺钉应该保证距离Adam 弓底边,即股骨距边缘的骨皮质3mm 内，为避免股骨头下移造成内翻；最后保证股骨外侧皮质的完整。

股骨头的主要血源于其股骨颈周围的支持带动脉占70%，股骨颈髓腔内的滋养血管（占25%）和圆韧带动脉（5%）,相关学者对吻合断裂支持带动脉是否可以重建进行相关研究[17]。Ganz[18]通过对24 具尸体的股动脉或髂内动脉进行硅胶灌注，对旋股内侧动脉（MFCA）精确走行进行了分析，提出了旋股内侧动脉深支是股骨头主要供血来源。股骨颈前侧的滋养动脉来源于旋股外侧动脉（LFCA）升支，并在不同的水平穿入股骨颈骨面，Dewar[19]通过MRI 造影发现39%的LFCA 升支穿入关节囊后即刻穿入骨面，42%的LFCA 升支在股骨颈中部穿入骨面，18%的升支则在软骨缘附件入骨，并发现LFCA提供了股骨头18%的血供和股骨颈33%的血供。赵德伟团队[20]对股骨头内血管网进行了相关研究，通过Micro-CT 扫描灌注了纳米硫酸钡的股骨头标本，重建股骨头内动脉网的三维建构，发现股骨头内的动脉循环由股骨头骺循环和干骺循环组成，两者以骺板分隔，通过上、下前支持带动脉将其相互连接起来，骺网动脉网在股骨头中心密集分布。

2 股骨颈骨折内固定的进展

2.1 股骨颈骨折内固定的发展概况

股骨颈骨折治疗是个逐步发展的过程，最早认为股骨颈骨折是由于老年骨质疏松引起，治疗以保守为主，伤后需卧床、外展位穿“丁字鞋”等。1875 德国医生Franz 在外科消毒技术下用金属螺钉对一个年轻股骨颈骨折患者进行了经皮内固定手术，进行了历史上第一例成功的股骨颈骨折手术[21]。1925 年，Smith-Petersen 等[22]创用了三翼钉治疗股骨颈骨折，并于1931 年发表了文章，开辟了股骨颈骨折治疗的新时代，三翼钉作为内固定螺钉的引入是股骨颈骨折产生了革命性的变化，并曾应用多年。此方法操作简单,但存在缺乏加压作用、抗旋转能力差、易出现松动、尤其严重破坏股骨头血运等缺点，最终导致使用率越来越少。针对三翼钉的缺点，新的内固定方式逐渐涌现出来，如多钉组合、螺钉、滑动螺钉联合侧方钢板等。其中多钉针组合包括Knowles 钉、Deycrle 钉及斯氏针等，其创伤小，可以在局麻下经皮操作，但固定强度不足，尤其在老年骨质疏松及不稳定型骨折患者中，术后骨折容易移位、退钉、断钉，且具有穿出股骨头风险，主要应用于青年无移位的股骨颈骨折患者。

2.2 股骨颈骨折内固定现状

2.2.1 动力髋螺钉系统 目前动力髋螺钉（DHS）和空心螺钉是临床上治疗股骨颈骨折最广泛的内固定方式，两种螺钉式均改良了传统的固定方式，并各具优缺点。DHS 固定主钉可在套筒内滑动是滑动钉组合的特点，这一特点可对骨折断端提供持续的动态及静态加压作用，无论患者卧床还是下地行走，均可使骨折断端紧密接触，为骨折愈合提供必要条件，从而促进骨折的愈合[23]。单纯的DHS 抗旋转能力相对较差，其在股骨颈上1/3 张力侧置入空心螺钉或全螺纹松质骨螺钉，甚至将主螺钉改成为防旋刀片有效地提高了抗旋转能力[24]。DHS主钉的直径较大，造成股骨颈中央骨质丢失较多，一旦出现骨不连需要翻修，手术难度较大，后瑞士AO协会推进，DHS主要用于股骨颈基底部骨折和外侧壁完整的股骨转子间骨折。

2.2.2 空心螺钉系统 目前广泛应用的空心螺钉系统由Asins[25]1985 年报道的多枚空心螺钉治疗股骨颈骨折，标准的空心螺钉置钉要求是“倒品”“贴边”及“平行”。空心螺钉治疗股骨颈骨折与DHS 有相似的部分，首先通过螺钉对骨折断端进行初始加压，在骨愈合的过程中沿螺钉轴向滑动进一步加压，促进骨折愈合。空心螺钉具有创伤小、简单操作、滑动加压等优点。但其在治疗上仍有一定的不足，如负重时间晚、退钉、局部应力集中导致转子下骨折等。在生物力学稳定性对比，不同的文献记载结果有所差异，Aminian A 等[26]研究Puwells III 型不稳定型股骨颈骨折倒三角平行螺钉的稳定性较DHS差，而KemkerB等[27]研究出相反的结果,而相关生物力学文献中[28]DHS联合空心螺钉明显提高了抗旋旋力和抗剪切力。2017 年柳叶刀发表了一个关于股骨颈骨折内固定选择的国际性、多中心、前瞻性研究[29]，研究1108 例股骨颈骨折患者中，其行DHS557 例、空心螺钉551，随访时间在24 个月以上，结果其股骨头坏死率DHS(9%)高于空心螺钉（5%）；两者术后骨不连无明显差异；DHS（26%）、空心螺钉（29%）股骨颈术后短缩＞5mm，两者无明显差异，而且进一步研究发现股骨颈短缩程度影响髋关节功能[30]。

2.2.3 滑动加压系统改良 空心螺钉及DHS 属于滑动加压系统，其通过抵抗剪切应力的同时在保留股骨颈轴向压应力，使骨折断端滑动加压有利于骨折愈合。因此在骨折愈合过程中普遍出现股骨颈短缩和退钉现象。理论上当股骨颈短缩时，股骨颈偏向距离减少，伴随着外展肌力臂的减少，以至于引发髋关节功能障碍。为了增加内固定稳定性的同时进行有限的滑动加压。学者们在空心螺钉和DHS 基础上进行了改良。空心螺钉可通过调整分布、方向、数量到达以上目的，例如4枚螺钉、双平面双支撑螺钉、和Puwells 螺钉固定[31～33]，力学稳定性上强于倒品字螺钉，理论上可减少骨折断端的过渡滑动；有学者[34]采用全螺纹螺钉的方法治疗股骨颈骨折，发现术后股骨颈短缩与半螺纹螺钉无明显差异。国内外学者[35,36]采用内侧钢板结合空心螺钉治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折，可缩短愈合时间，减少术后并发症，提高术后Harris 评分。DHS 主钉较大，进入股骨颈后造成较多的骨量丢失，在结合PFNA 治疗股骨转子间骨折的理念，其主钉改成螺旋刀片，其通过敲打进入股骨颈，避免近端骨折旋转移位，减少头颈骨部量丢失，且螺旋刀片防止螺钉切割作用，临床上具有效果满意[37]，且有限元分析其结合空心螺钉具有对较强的抗内翻、抗剪切力作用，显示出足够的稳定性,适用于Pauwels III型骨折[38]。

随着计算机导航技术的更新发展，实现了机器人辅助导航定位精准置钉固定股骨颈骨折，实现术中可视化系统，术中可实时“看到”螺钉方向，根据骨折线的形态规划的置钉路线，可达到一次性即可完成精准置钉，避免反复置钉，大大缩短手术时间、减少医源性辐射[39]。

2.3 新型内固定系统

股骨颈骨折经过近一个世纪的治疗和研究历程，已经有了较为全面的认识。由于股骨颈解剖结构及股骨头血供的特殊性，其仍称为“尚未解决的骨折”。近年出现了一些新型的内固定装置，暂时未得到大家认可。其中2012 年[11]美国上市的新型股骨近端解剖锁定钢板，该解剖锁定钢板能够提供足够的稳定性，但未能在股骨颈轴向提供足够的滑动加压，骨折断端出现骨吸收、骨萎缩表现，导致术后出现大量的骨不连、甚至断钉等灾难性并发症。学者在股骨近端解剖钢板基础上改进，新的股骨近端钉板系统有多种形式，如股骨颈系统（FNS）及滑动加压钢板（Telescoping Hip Plate）。FNS 设计在股骨颈主钉内设计移位防旋螺钉，螺钉尾端均固定在外侧壁上，提供角稳定，具有较强的稳定性，尤其适用于PauwellsIII型骨折[40,41]。滑动加压钢板，其通过股骨颈外侧板向股骨颈方向置入滑动螺钉，其即满足3 点支持原理提供足够的稳定性，对股骨颈骨量的破坏小于DHS，骨折端进行有限滑动加压，最大限度维持股骨颈长度[42]。

上述内固定方式鉴于生物力学基础上研发，忽略对股骨头内血运的保护。赵德伟教授[20]通过Micro-CT 扫描灌注了纳米硫酸钡的股骨头标本，重建股骨头内动脉网的三维建构，对股骨头内微血管有了新的认识，常规的螺钉置入股骨头内会对股骨头骺内血管网造成损伤，存在医源性股骨头坏死风险。根据股骨头内血管网分布，设计了单钽钉治疗股骨颈骨折，其钽钉具有多孔结构有利于新生骨长入，增加对骨组织把持力，且其双螺纹可对骨折断端进行加压，临床上已取得满意的疗效，其生物力学稳定性仍有待考察。

3 展望

治疗股骨颈骨折目的是避免骨折相关并发症的发生、恢复患肢功能、提高生活质量，随着对股骨近端生物力学、股骨头血运的逐渐认识，股骨颈骨折治疗有了新的见解。因此，众多的内固定方式与固定结构应运而生，既要勇于研究探索，更需要审慎看待，在新的共识达成前，经典的方法也许是最合适的方法。解剖复位是股骨颈骨折的治疗的成功关键，往往内固定的选择是影响骨折预后，目前理想的内固定方式可使骨折在愈合过程中需满足其生物力学特点，即骨折端加压与股骨颈长度维持二者有机结合起来，同时尽量减少对股骨头内血运的破坏，以达到减少相关并发症方式，改善功能的目的。