滑動加壓理念在股骨粗隆間骨折治療中的應(yīng)用和發(fā)展

滑動加壓理念在股骨粗隆間骨折治療中的應(yīng)用和發(fā)展

【關(guān)鍵詞】滑動加壓理念

滑動加壓理念是一種動力化固定理念，具有靜力性加壓和動力性加壓等特性。它以肢體短縮為代價獲得晚期骨折穩(wěn)定。其代表性內(nèi)固定物有釘板結(jié)構(gòu)的DHS，髓內(nèi)釘結(jié)構(gòu)的Gamma釘及PFN等，統(tǒng)稱為滑動加壓內(nèi)固定系統(tǒng)。幾十年來滑動加壓內(nèi)固定系統(tǒng)不斷發(fā)展及完善，成為了手術(shù)治療股骨粗隆間骨折的主流。

1股骨轉(zhuǎn)子間骨折的流行病學(xué)及特點

股骨轉(zhuǎn)子間骨折是指發(fā)生于髖關(guān)節(jié)囊線以外至小轉(zhuǎn)子下方的骨折。隨著人口老齡化髖部骨折呈日益增多的趨勢，其中約半數(shù)的骨折是股骨轉(zhuǎn)子間骨折。病人平均年齡為80歲。其中75％病人為女性。國內(nèi)髖部骨折的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：髖部骨折男性高峰在70～80歲，女性在60～80歲，50歲以上年齡組男女髖部骨折分布比為1∶1.33，轉(zhuǎn)子間骨折與股骨頸骨折分布比為1∶1.151。女性50歲以后髖部骨折明顯增加，其峰值較男性提前10年，高齡女性以股骨頸骨折為主，男性以轉(zhuǎn)子間骨折多見。老年人骨質(zhì)疏松明顯，遇低能量創(chuàng)傷即可導(dǎo)致骨折發(fā)生。且多數(shù)病人合并內(nèi)科疾?。?］，如心血管系統(tǒng)疾病、腦神經(jīng)、呼吸系統(tǒng)疾病、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病等，大部分高齡患者并存2種以上內(nèi)科疾病。老年病人的另一種特點是術(shù)后易引起各種并發(fā)癥，如肺部感染、心腦血管疾患、深靜脈血栓、固定失敗等，因此對老年轉(zhuǎn)子間骨折應(yīng)考慮病人對手術(shù)方式和內(nèi)固定的耐受性，盡可能做到創(chuàng)傷小、固定可靠、手術(shù)時間短、盡早地進行康復(fù)功能練習(xí)。

2股骨近端的生物力學(xué)及滑動加壓作用對骨折愈合的影響

2.1股骨近端的生物力學(xué)

為了適應(yīng)人類直立行走，股骨上部形成了典型的力學(xué)體系，其小梁結(jié)構(gòu)與應(yīng)力分布極其合理。1838年Ward首次對股骨上段中的骨小梁進行了描述，他發(fā)現(xiàn)在股骨上段存在著壓力骨小梁和張力骨小梁。1874年Merkel發(fā)現(xiàn)了股骨距這一特殊結(jié)構(gòu)，1983年戴尅戎等對股骨距的解剖結(jié)構(gòu)進行了研究，發(fā)現(xiàn)了股骨距與股骨上段的三束骨小梁構(gòu)成了一個合理的負重系統(tǒng)，股骨距有加強股骨頸基底部的作用。進一步研究發(fā)現(xiàn)股骨距有其獨特的三維結(jié)構(gòu)，在股骨上段的承載功能中具有特殊意義。股骨轉(zhuǎn)子周圍骨折破壞了股骨距的結(jié)構(gòu)，任何固定方法應(yīng)重建股骨距的解剖結(jié)構(gòu)，符合股骨上段的生物力學(xué)特點，從而保持頸干部力學(xué)平衡和頸干角恒定。當(dāng)股骨粗隆間發(fā)生骨折后，股骨頸干部皮質(zhì)和內(nèi)負重系統(tǒng)遭到破壞，使頸干部立即喪失承重作用。當(dāng)患者直立時，對股骨頸來講，由于頸干角與前傾角的存在，使合力不能垂直作用于股骨頸的橫斷面，結(jié)果就產(chǎn)生了不同的應(yīng)力。體重通過髖臼作用于股骨頭的力可分解為：垂直于骨折線的分力、使頭頸部內(nèi)翻分力、體重壓力和肌肉牽拉合成的剪力及下肢外旋轉(zhuǎn)力。以上后3種力是嚴重影響骨折端穩(wěn)定和愈合的不利因素。所以，在體重的作用和肌肉的牽拉下，正常頸干角很難保持，遂發(fā)生髖內(nèi)翻。在站立和運動時關(guān)節(jié)的負荷是有明顯變化的，在正常雙足站立時，作用于每個髖關(guān)節(jié)力為整個體重的1／3，單側(cè)腿站立時作用于負重關(guān)節(jié)的外力為體重的2．5～4倍，這與身體中心和力臂有關(guān)，身體中心距負重股骨頭越遠，即力臂越長，負荷增加越多，臨床實驗證明，純壓縮應(yīng)力可促進骨折愈合。股骨粗隆間骨折時如何消除剪力擴大壓縮應(yīng)力，即有重要的理論和臨床意義。以DHS為例，固定后當(dāng)擰緊加壓螺栓時因為套筒的支撐作用，髖部螺釘帶著骨折近端沿著套筒向外下走行，骨折端間相互靠緊，加強了垂直于骨折線的分力而且有效地克制了內(nèi)翻力及剪力防止髖內(nèi)翻的發(fā)生，促進骨折愈合。

2.2動力化固定對骨折愈合的影響

因動力化固定不出現(xiàn)應(yīng)力遮擋現(xiàn)象，當(dāng)人直立行走時，雙下肢的交替負重和髖部肌肉的拉力，使骨折處出現(xiàn)應(yīng)力-應(yīng)變的周期性變化，產(chǎn)生骨折兩端軸向微動，最終發(fā)生嵌插。近年來，許多研究證實，骨折端控制性細微軸向運動即微動，可以促進骨痂的形成和鈣化，加速骨折愈合。誘發(fā)骨折端微動的方式主要有主動和被動2種方式，主動方式多是通過肢體負重來實現(xiàn)骨折端的軸向微動。

2.2.1動力化固定對骨組織細胞的影響當(dāng)骨承受負荷時，最先引起骨組織發(fā)生應(yīng)變，骨組織細胞可以通過直接或間接方式感受這種組織水平的應(yīng)變。體外細胞培養(yǎng)及體內(nèi)研究表明，骨細胞可以感受機械應(yīng)力的刺激，增加骨細胞、成骨細胞等的代謝活性，促進成骨。當(dāng)成骨細胞在生理應(yīng)力作用下，細胞內(nèi)環(huán)磷腺苷(cAMP)及胰島素樣生長因子I(IGF-I)活性顯著增加，前列腺素合成增加，細胞分裂活躍等一系列變化。這些研究肯定了機械應(yīng)力對骨細胞的刺激作用。此外，也有學(xué)者認為機械應(yīng)力對骨細胞的影響與骨細胞感受組織形變產(chǎn)生的電磁場或應(yīng)電效應(yīng)有關(guān)。骨的原始損傷具有啟動促進正常骨折修復(fù)的作用。有學(xué)者認為，在骨折愈合過程中存在2次損傷現(xiàn)象(secondaryinjuryphenomenon)，這是由于當(dāng)軟組織損傷逐漸愈合，釋放活性介質(zhì)能力消失后，骨痂的再損傷可使局部組織細胞釋放成骨活性物質(zhì)的能力恢復(fù)。骨折端的細微運動可引起骨痂的反復(fù)損傷，從而導(dǎo)致反復(fù)性骨折早期反應(yīng)，釋放許多生化介質(zhì)、絲裂原、骨生成因子等，從而誘導(dǎo)局部間葉細胞增殖，分化為成骨細胞或成軟骨細胞。

2.2.2動力化固定促進毛細血管生長毛細血管的生長對骨折早期力學(xué)環(huán)境很敏感。適當(dāng)?shù)募毼⑦\動可以增加骨折區(qū)毛細血管的生長。毛細血管的長入為骨折修復(fù)區(qū)帶來了

3.1釘-板結(jié)構(gòu)

滑動加壓螺釘是由波蘭Ernstpohl設(shè)計，于1955年由Schumpelik開始應(yīng)用。最初用于治療股骨頸骨折。1964年美國Calwson首先報告用于治療股骨粗隆間骨折。1980年Jacobs等國外學(xué)者報道此釘?shù)呐R床應(yīng)用情況。20多年來滑動加壓鵝頭釘(DHS)一直作為股骨轉(zhuǎn)子間骨折的“金標準”取得非常穩(wěn)定滿意的療效。任何新的治療方法需與之比較，方能得到肯定或否定的結(jié)論。其基本原理是將加壓螺釘插入股骨頭頸部以固定骨折近端，在其尾部套入一側(cè)鋼板以固定骨折遠端。加壓鵝頭釘在套筒內(nèi)滑動，有加壓和滑動雙重功能，其優(yōu)點是抗彎強度大。王福權(quán)等報道該釘?shù)目箯潖姸葹?80kg，對穩(wěn)定型骨折可以早期負重行走，對不穩(wěn)定型骨折，尤其內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨缺損、粉碎或移位，早期負重時產(chǎn)生一個內(nèi)翻應(yīng)力，可造成釘板斷裂、彎曲、釘尖穿破股骨頭，出現(xiàn)髖內(nèi)翻畸形。DHS治療穩(wěn)定型轉(zhuǎn)子間骨折療效肯定，失效率低于5％，但對于不穩(wěn)定骨折，由于頸后內(nèi)側(cè)皮質(zhì)缺損，壓應(yīng)力不能通過股骨距傳導(dǎo)，內(nèi)植物上應(yīng)力增大，螺釘切割股骨頭、鋼板疲勞斷裂、骨折不愈合或畸形愈合等并發(fā)癥的發(fā)生率可達6％～19％［2］，章建華等［3］報道對不穩(wěn)定轉(zhuǎn)子間骨折DHS的失敗率為50％。DHS固定反斜行骨折時，加壓作用可導(dǎo)致骨折端的分離(近折端向外，遠折端向內(nèi)側(cè)的移位)，效果更差。Haidukewych等［4］報道DHS固定反斜行骨折的失效率高達56％，故DHS不適合用于反斜行骨折。該釘從130°～150°有多種角度，許多作者認為板釘角為150°最好，理由是松質(zhì)骨螺釘?shù)慕嵌扰c股骨頸內(nèi)骨小梁平行，螺釘不易彎曲，使內(nèi)固定物因彎曲而失效的機率小，且罕有鋼板彎曲斷裂失效報告，但大多數(shù)學(xué)者主張應(yīng)用135°DHS。權(quán)日等認為135°DHS是治療股骨轉(zhuǎn)子間骨折較理想的內(nèi)固定物［5］。近年來的對DHS固定時髖螺釘位置研究的較多為DHS的動-靜力加壓作用以及內(nèi)在角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)使髖螺釘承受很大的壓力，如果其上方的骨骼質(zhì)量差，螺釘切割小梁發(fā)生移位的可能性大大提高，因此，臨床上DHS固定失敗常見的是髖螺釘在股骨頭頸部向上切割移位，近端骨折塊下移形成內(nèi)翻塌陷畸形，為有效地防止手術(shù)失敗，術(shù)中應(yīng)正確安置髖螺釘。Baumgaertnei等認為頭釘放入股骨頸中心最為合適，不易發(fā)生螺釘?shù)那懈?。他?995年提出，兩頂點間距離即TAD的概念。TAD代表正位和側(cè)位，X線片上，股骨頭頂點與松質(zhì)骨螺釘頂點之間的距離，經(jīng)放大率校正后所得的值。認為TAD≤25mm為佳，TAD25mm為差。并對118例采用DHS固定的股骨轉(zhuǎn)子間骨折后的TAD值進行了統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果顯示TAD值20mm組無一發(fā)生切割；而TAD50mm組切割發(fā)生率高達60％。

雖然DHS臨床療效肯定，但置入鋼板時需較廣泛的暴露，創(chuàng)傷較大，術(shù)后患者住院時間較長，不能控制骨折的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力，還有DHS屬于偏心的釘-接骨板結(jié)構(gòu)，彎距大，剪切力大，當(dāng)小轉(zhuǎn)子和股骨距骨折時容易發(fā)生髖內(nèi)翻畸形愈合及內(nèi)固定物移位、脫出等并發(fā)癥。Gotfried等［6］改進了DHS，設(shè)計微創(chuàng)的經(jīng)皮動力髖螺釘(PCCP)并用于98例轉(zhuǎn)子間骨折，所有隨訪患者骨折均獲愈合，1例髖內(nèi)翻10°，2例螺釘輕度脫出，手術(shù)時間短、需血量少，而術(shù)后并發(fā)癥、骨折愈合、功能恢復(fù)與DHS組無差異。

3.2髓內(nèi)固定

近幾年在國內(nèi)廣泛應(yīng)用于股骨近端髓內(nèi)固定的方法為Gamma釘、PFN等，尤其以Gamma釘手術(shù)治療更為普遍。Gamma釘由髓內(nèi)釘、加壓螺釘以及內(nèi)鎖螺釘三部分構(gòu)成，1990年Gwsse首先報告用來治療股骨轉(zhuǎn)子區(qū)骨折，使用時通過較小的切口，將髓內(nèi)釘打入到髓腔，通過瞄準裝置將滑動螺釘穿過髓內(nèi)釘打入股骨頸，從而起到固定作用。與Richard釘比較其優(yōu)點(1)固定于髓腔內(nèi)，靠近負重力線，能更有效地進行負荷傳遞；(2)力臂縮小，彎矩減少減低了張應(yīng)力；(3)半閉合操作過程。Curtis等將Gamma釘和Richard釘進行了生物力學(xué)比較，發(fā)現(xiàn)對于穩(wěn)定型轉(zhuǎn)子間骨折Gamma釘優(yōu)于Richard釘；對于不穩(wěn)定型轉(zhuǎn)子間骨折，Gamma釘要明顯強于Richard釘，而且Gamma釘遠端的交鎖釘能控制旋轉(zhuǎn)。Rosenblum通過生物力學(xué)實驗得出Gamma釘通過其內(nèi)在的剛度將髖部應(yīng)力傳遞到股骨干，使股骨距承受的載荷明顯少于滑動加壓鵝頭釘固定股骨距承受的載荷，這對于不穩(wěn)定轉(zhuǎn)子間骨折具有重要意義。更為重要的是用Gamma釘固定無須整復(fù)后內(nèi)側(cè)骨塊。在臨床應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，Gamma釘存在著諸多的術(shù)中術(shù)后并發(fā)癥。股骨干骨折是其中最嚴重的并發(fā)癥，可能與以下因素有關(guān)：(1)內(nèi)固定物的設(shè)計：Gamma釘外翻角(10°)較大，形成了三點負重，應(yīng)力集中于與釘彎曲部相接觸內(nèi)側(cè)皮質(zhì)和釘尾部的外側(cè)皮質(zhì)，內(nèi)植物的高剛度造成釘尾部的應(yīng)力集中;(2)釘?shù)拇笮∨c髓腔直徑不匹配，如擴髓不充分，用暴力將釘強行擊入，可造成股骨干的爆裂骨折或未移位的隱性骨折，而負重后發(fā)生骨折線的延伸。盡管Bostrom在其生物力學(xué)實驗中指出，把Gamma釘中的髓內(nèi)棒延長到30～36cm時，其傳導(dǎo)到股骨的應(yīng)力分布更符合生物力學(xué)要求，但Staper應(yīng)用長棒Gamma釘治療不穩(wěn)定股骨轉(zhuǎn)子間骨折時，仍可并發(fā)股骨干遠端應(yīng)力骨折。

為了克服這些并發(fā)癥，1996年AO組織在Gamma釘?shù)幕A(chǔ)上設(shè)計出近端股骨髓內(nèi)釘(proximalfemoralnail，PFN)。PFN與Gamma釘相比最重要的改進是在股骨近端的拉力螺釘上方增加了1枚直徑為6.5mm的螺釘，達到抗旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，另外釘?shù)目傞L增至240mm，增加鎖釘孔與釘尾的距離，并將鎖孔改為橢圓形，允許縱向滑動，最大限度地減小應(yīng)力集中。股骨頸內(nèi)雙釘承載，平均力臂較Gamma釘減小，力學(xué)測試抗旋、抗壓和抗拉能力明顯提高，降低了股骨干骨折的發(fā)生率。臨床應(yīng)用顯示［7,12］PFN在治療不穩(wěn)定轉(zhuǎn)子間骨折效果較好，失敗率低，未發(fā)現(xiàn)股骨骨折。

3.3滑動加壓外固定器

外固定器是一種微創(chuàng)治療方法。Christodoulou等［8］用外固定架和DHS治療轉(zhuǎn)子間骨折，認為同DHS相比，外固定架手術(shù)時間短(35～75min)，術(shù)中不需輸血。苗旭漫等［9］將內(nèi)固定滑動加壓的設(shè)計理念應(yīng)用在單側(cè)成角外固定器上，對現(xiàn)有外固定器進行了必要改進，設(shè)計出滑動加壓外固定器，初步臨床使用療效滿意，證明了內(nèi)固定滑動加壓的理念也能在外固定器上實現(xiàn)。雖然它也避免不了外固定器所固有的力臂長、生物力學(xué)性能較內(nèi)固定差等缺點，但手術(shù)創(chuàng)傷小、操作簡單、方便，對于一些高危、高齡、戰(zhàn)傷搶救或因某種原因拒絕切開內(nèi)固定的患者來說不失為一種可供選擇的固定方法。

4存在的問題及治療策略

股骨轉(zhuǎn)子間骨折常見于老年人，一般合并有一種以上內(nèi)科疾病，全身狀況差，耐受不了創(chuàng)傷大的手術(shù)方法。故治療方法的選擇必須以簡單、迅速、有效、減少并發(fā)癥為標準。DHS雖然結(jié)構(gòu)牢靠，有雙重加壓功能，但具有置入鋼板時傷口暴露大、手術(shù)時間相對較長、術(shù)中失血多、術(shù)后患者住院時間較長等缺點［10］。Gamma釘切口小、手術(shù)時間短，但其是否為真正的微創(chuàng)手術(shù)仍存在很多爭議。文良元等報［11］Gamma釘術(shù)后第1d血紅蛋白下降較DHS更明顯，說明術(shù)后繼續(xù)出血量要比DHS

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