付刚 李庭
骨折愈合后内固定物取出是骨科常见的手术操作,占所有骨科手术的5% ~ 15%,骨折愈合后内固定物取出的比例约为6% ~ 40%[1-5]。对内固定失效、感染、骨不连等情况的内固定物取出争议较少;而骨折愈合后内固定是否需要常规取出,尚无统一标准。关于内固定取出的适应证、风险和并发症等问题,目前文献报道不一。目前对内植物应力遮挡对骨质的影响仍有争论,取出后是否会增加再骨折发生率,相关前瞻性研究较少。尽管部分骨科医生认为内固定物取出是患者康复的一部分,但有时内固定物取出术后患肢功能并未得到明显改善,且某些部位的内固定物取出术非常具有挑战性。本文针对近年来骨折愈合后内固定物取出的若干问题进行综述,旨在为今后骨折的临床治疗及进一步研究提供参考。
目前,骨折愈合后内固定物取出术的适应证并无统一标准,根据文献报道及临床实践经验,疼痛是最主要的适应证,因疼痛选择内固定物取出的患者高达45%[6-7];疼痛导致的功能障碍也是内固定物取出的主要原因之一。但取出内固定物后能否有效缓解疼痛、改善功能,目前相关报道不一。
Kempton 等[8]报道了163 例患者内固定物取出后疼痛及功能改善情况,患者包括下肢骨折149 例和上肢骨折14 例,内植物包括钢板和髓内钉;所有患者术前平均疼痛视觉模拟评分(VAS)为4 分,内固定物取出后3 个月降为2 分,76%患者认为功能得到改善。疼痛是内植物取出的主要指征,且疼痛是引起功能障碍的重要因素,同时位置表浅的内固定物是引起疼痛最常见的原因。Kaiser 等[9]也认为,无论对于上肢或下肢骨折,内固定物取出可扩大患肢的日常活动范围,改善患者焦虑情绪。Reith 等[10]对332 例骨折愈合后内固定物取出患者进行问卷调查,其中31%因疼痛取出内固定物,取出后有96%的患者疼痛得到改善。
Kirchhoff 等[11]报道了59 例患者肱骨近端钢板取出术后肩关节功能及疼痛改善情况,发现患者术后6 个月肩关节Constant 功能评分及疼痛VAS 评分较术前均有显著改善。而Kim 等[12]对71例因肱骨近端骨折接受钢板内固定治疗的患者临床资料进行了回顾性分析,其中33 例接受了内固定物取出,38 例保留内固定物,经比较发现内固定物取出患者的肩关节美国加州大学(UCLA)评分和美国肩肘外科协会(ASES)评分明显高于保留内固定物患者,但两组患者肩关节疼痛VAS 评分差异并无统计学意义;肩峰下及三角肌滑囊的粘连是肩关节功能障碍的主要原因,因此取出内固定物可有效改善肩关节功能。Garner 等[13]报道了39 例胫骨平台骨折内固定物取出患者,术后下肢功能量表(LEFS)评分及生活质量量表(SF-36)评分均显著改善,膝关节疼痛VAS 评分无明显改善。
根据现有研究结果,内固定物取出后疼痛能否得到缓解以及功能可否得到改善仍不可预测。内固定术后出现疼痛和功能障碍的原因多种多样,术者应在初次手术时根据患者的骨折部位、性别、年龄和职业等因素判断术后出现相关问题的可能性,术前与患者进行充分沟通。内固定物取出前应准确评估疼痛来源和患者期望值,以提高术后患者满意度。
坚强的内固定物可造成局部骨量减少和骨结构紊乱,二者是骨力学强度下降的重要原因,因此骨折愈合后应取出内固定物,以防止局部骨质生物力学特性下降[14]。由Woff 定律可知,骨的形成与重塑高度依赖骨组织所受的机械应力[15]。骨折后受到刚性植入物的干扰,局部负荷改变,通过应力遮挡效应导致骨丢失[16]。
早期研究结果显示,在骨折内固定术后最初几个月的骨愈合过程中,在骨—钢板界面可以观察到部分骨量的丢失,这可能是应力遮挡导致的,其原因是钢板保护骨骼免受正常的功能性应力,导致骨质流失[17]。Li 等[18]对股骨干骨折钢板固定进行有限元分析,结果显示骨折端出现应力遮挡,并且2枚固定螺钉越靠近骨折端(即有效工作距离越短),应力遮挡效果越明显。Perren 等[19]将这种骨质减少归因于钢板与骨接触引起的血液供应中断,认为这种骨质减少是暂时的,骨折部位局部的骨质疏松是一种自限性血管现象。一项采用动物模型的实验研究结果显示,内植物周围血液循环减少是导致骨坏死和骨量丢失的主要原因,但这种现象是短暂的,骨折愈合后,骨量可逐渐恢复;即使使用强度较差的塑料板固定也会产生骨量丢失,只是严重程度较低,持续时间较短;该实验结果进一步证实了应力遮挡效应导致的骨量减少是一种自限性血管现象[20]。
Hirashima 等[21]报道1 例前臂双骨折患者,该患者为男性,56 岁;分别于钢板固定后0.5,1,1.5,2,3,4 和5 年对该患者行CT 扫描检查并进行有限元分析;结果显示,术后3 年内,尺桡骨可承受的负荷逐渐增加,3 年后开始逐渐降低,第5 年时患侧钢板下方桡骨和尺骨的骨密度是健侧的67.1%及 64.0%,但在尺桡骨钢板以外的部位骨密度没有下降。可能是前臂骨干骨折内固定物长期保留会导致进行性骨丢失。朱振安等[22]利用新西兰兔胫骨骨折模型进行的研究结果表明,在骨折愈合后,只要内固定物不取出,局部骨质疏松就不会逆转。
虽然通过对接骨板和螺钉等内植物进行不断改良,使应力遮挡效应得到了明显改善,但是接骨板下方的骨量减少和骨质疏松仍然存在。关于内植物是否需要常规取出,以避免骨量减少,目前仍存在争议。同时,内植物取出时机、内植物取出后骨质疏松及骨力学性能恢复时间仍不明确,仍需进一步探索。
内固定物取出术并发症的发生率为0%~40%,主要包括感染、切口愈合不良、神经损伤、再骨折(包括术中及术后)和深静脉血栓等[23]。Barcak 等[24]报道内固定物取出术总并发症发生率约为10%,其中手术切口相关并发症占36%,神经损伤占14%。Sanderson 等[25]报道了188 例内固定物取出患者,总并发症发生率为20%,最常见的并发症同样是切口感染,其次是神经损伤,其中3 例为低年资外科医生操作不当造成的永久性神经损伤。因此建议,内固定取出术虽然被认为是简单手术,但低年资外科医生需要在高年资医生指导下操作。Langkamer 等[26]报道了55 例前臂骨折内固定物取出患者,总并发症发生率为40%,由高年资外科医生、中级外科医生和无经验低年资外科医生实施手术的并发症发生率分别为13%、60%和100%,建议不要将手术委托给缺乏经验的外科医生操作。
目前,大部分内固定物取出术常被认为相对简单,因此多由低年资外科医生操作,从相关文献来看,这可能是导致术后并发症的因素之一。同时内固定物取出手术时间短,术中出血少,可能因此忽略止血和引流,导致术后出现切口相关并发症。虽然内固定物取出术是骨科常见手术,但每个部位的内固定物取出均有不同的注意事项,操作应在高年资医生指导下完成,从而降低相关手术并发症。
再骨折也是内固定物取出后主要并发症之一。不同骨折部位的再骨折发生率有较大差异。长骨干再骨折大多为低能量损伤导致的骨折,而关节则可表现为塌陷和坏死[27-30]。Yao等[31]对122例前臂骨折患者的临床资料进行了回顾性分析,发现内固定物取出患者再骨折发生率为12.9%,明显高于内固定物未取出患者(2.77%),因此不建议前臂骨折后常规取出内固定物。Anantavorasakul 等[32]对645 例前臂双骨折患者的临床资料进行了回顾性分析,发现内固定物取出患者再骨折发生率为6.3%,而保留内固定物患者再骨折发生率为2.1%,内固定物取出是再骨折的独立相关因素;同时该研究者还发现,再骨折更多发生在桡骨,骨折部位常在最近端或最远端的螺钉孔处,且发生在内固定物取出后的3 个月内,因此建议对前臂双骨折术后患者,如果尺骨侧有症状,可以取出内固定物,但不建议常规取出桡骨侧内固定物,并且建议患者在去除内固定物后的3个月内避免剧烈活动。Acklin等[33]的研究结果表明,在内固定物取出18周时螺钉孔才完全填充,因此建议内固定物取出后4个月内避免剧烈活动。Driessen 和Goessens[34]报道了5 例股骨转子间骨折患者,平均年龄75.4岁,骨折愈合后出现髋部外侧疼痛,考虑头颈钉尾端过长引起疼痛,对5 例患者仅行头颈钉取出术,术后在无明显外伤史的情况下均出现股骨颈骨折。该作者认为,在股骨转子间骨折愈合过程中部分患者会出现头颈钉退出,若引起疼痛需取出时,建议更换较短的头颈钉,否则局部应力增加可能引起股骨颈骨折。
目前对前臂双骨折内固定物取出术后再骨折的相关报道较多,不建议对前臂双骨折患者常规行内固定物取出。若因疼痛等因素必需取出时,建议取出时间至少为术后18 个月,同时取出后3~4 个月内避免过度负重。同时术中应规范操作,避免医源性因素如螺钉过长产生刺激性疼痛导致的内固定物取出和再骨折。
内镜技术在骨科的应用已逐渐成熟。该技术通过微创操作方式,减少了手术对软组织的损伤,因此利用该技术进行骨折愈合后内固定物的取出。Liu 等[35]利用内镜辅助内固定物取出,研究纳入患者29 例,包括32 个手术部位,取出24 枚钢板和166 枚螺钉;发生并发症5 例,包括1 例螺钉断裂、1例膝关节挛缩与活动受限和3例伤口裂开,无切口感染及神经血管损伤;因而认为内镜下内固定物取出是一种微创手术,软组织损伤小,在手术指征明确的情况下可替代传统切开方法。Madeja 等[36]利用关节镜技术行肱骨近端骨折术后髓内钉取出,研究纳入患者34例,这些患者术前均有不同程度的肩关节疼痛及活动受限,于术中行关节松解和滑囊清理,术后12 个月患者平均肩关节Constant 评分较术前增加16 分,平均肩关节前屈活动度较术前增加30°;因此微创的关节镜下关节松解术联合内固定物取出术是改善肱骨近端骨折术后肩关节功能受限的有效方法。Oberst 等[37]利用内镜技术取出骶髂螺钉,其中A 组(内镜辅助)患者28 例,取出34 枚螺钉,B 组(传统切开组)患者29 例,取出螺钉35 枚,两组患者手术时间无统计学差异(36.1 min 与32.7 min),但A组术中透视时间显著少于B组(5.7 s与52.6 s)。
目前对内镜辅助内固定物取出的报道较少。内固定物取出可采用内镜辅助和有限切开等微创方法降低软组织损伤,但需严格把握手术适应证。
内固定物长期存留体内可能导致局部疼痛和应力遮挡效应等,同时内固定物取出可能造成软组织再次损伤以及神经和血管相关并发症,因此,可降解内植物成为可行的选择,也是目前研究的热点。
最早采用生物可降解内植物治疗踝关节骨折,随后出现了不同种类的可降解内固定物,包括高分子材料、陶瓷材料和可降解金属(镁合金)等。可降解内植物的优势在于可避免金属内植物所导致的应力遮挡、金属炎性反应、影像学检查图像干扰以及二次手术内固定取出[38-39]。Noh等[40]对109例接受金属或生物可降解植入物手术的踝关节骨折患者进行前瞻性对照研究,结果表明对于单纯外踝骨折,两组患者的美国足踝外科协会(AOFAS)评分和骨折愈合时间均无显著差异。目前对可降解内植物的研究还处于初级阶段,其固定强度的可靠性以及材料的安全性等问题仍未明确;可降解材料昂贵的费用也限制其临床应用;因此,可降解材料内植物及其应用仍有待继续探索[41-42]。
虽然内固定物取出是一种常见操作,但不应成为常规治疗。提示取出内固定物的重要因素包括内植物引起的疼痛和功能受限以及患者需求。但是,内固定物取出术后疼痛的缓解往往是不可预测的。因此骨科医生必须准确分辨局部疼痛的原因,同时判断内固定物取出后潜在的再骨折、神经损伤风险等。对初次手术患者需根据年龄、手术部位和内固定物特点等选择合适的手术方案,避免医源性因素导致的内固定物取出。可降解内植物的应用是解决应力遮挡导致骨量减少的有效方法之一,也可避免二次手术的并发症。如何确保可降解内植物的初始固定强度以及骨折愈合后内植物降解时间等问题,是日后研究的方向。