股骨近端防旋髓內釘手術治療對老年股骨粗隆間骨折患者骨代謝和骨強度的影響

任詩松，黃 斌，劉輝均

·臨床醫學·

·論著·

股骨近端防旋髓內釘手術治療對老年股骨粗隆間骨折患者骨代謝和骨強度的影響

任詩松，黃 斌，劉輝均

目的探討股骨近端防旋髓內釘手術(PFNA)治療對老年股骨粗隆間骨折患者骨代謝和骨強度的影響。方法選擇2014年1月至2015年8月醫院收治的老年股骨粗隆間骨折患者50例為觀察組對象，另在醫院健康體檢處選擇50例無骨折病史的正常老年人作為對照組，對觀察組患者進行PFNA治療，測定并比較手術前后觀察組患者和對照組正常老年人的骨代謝和骨強度指標。結果手術前，觀察組患者骨代謝指標中前膠原氨基末端前肽Ⅰ型(PINP)、甲狀旁腺激素(PTH)、Ⅰ型膠原羧基端肽(CTX)和血清骨鈣素(OC)水平均明顯高于對照組(均P<0.05)，而25(OH)D3明顯低于對照組(P<0.05)；手術后，觀察組患者血清PINP水平[(86.03±27.78)mg/L]較手術前[(53.97±26.13)mg/L]明顯升高(P<0.05)；PTH水平[(27.67±11.54)ng/L]較手術前[(51.22±17.65)ng/L]明顯下降(P<0.05)，略高于對照組[(36.85±12.86)ng/L](P>0.05)，25(OH)D3、CTX和OC水平與手術前比較無明顯變化(均P>0.05)。手術前，觀察組患者股骨粗隆間區以及股骨頸區骨強度指標中橫截面轉動貫量(CSMI)、骨密度(BMD)和截面模量z值(Z)均比對照組低(均P<0.05)，屈曲比率(BR)明顯高于對照組(P<0.05)；手術后，觀察組患者骨強度指標與手術前相比均稍有下降，但不具有統計學意義(P>0.05)。結論老年股骨粗隆間骨折患者經PFNA治療后骨代謝增加，骨強度無明顯改變，可能由于手術中應力遮擋作用而使髓內釘周圍骨有少量丟失，需要加強抗骨質疏松治療和防護措施以預防骨折。

股骨近端防旋髓內釘手術；老年；股骨粗隆間骨折；骨代謝；骨強度

老年股骨粗隆間骨折多是由髖部骨質疏松所引起的，在外力作用下容易骨折，骨折后長期臥床容易引發墜積性肺炎、泌尿系統感染、褥瘡等一系列并發癥，病死率高達15%～20%[1]，通過股骨近端防旋髓內釘手術(PFNA)治療股骨粗隆間骨折可使患者早期下床鍛煉，防止骨折并發癥的產生以降低患者死亡風險[2]。長期以來，對于髖部骨折的研究，包括骨強度以及骨代謝情況的變化，骨代謝生化指標可早期反映出骨的轉換水平，是骨轉換過程中的代謝產物[3]；在骨強度的研究中，人們更多關注是骨密度，能反映出骨礦鹽的含量信息，此外骨強度還包括股質量的測定，諸如直徑、角度、面積等空間幾何分布屬性[4-5]。本研究擬對比分析無骨折人群以及老年骨粗隆間骨折患者手術前后骨強度和骨代謝指標，從而探討其與骨折風險的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2014年1月至2015年8月第三軍醫大學第三附屬醫院收治的老年股骨粗隆間骨折患者50例為觀察組，其中男性18例，女性32例，年齡67～84歲，平均(75.43±6.58)歲，體質指數為(23.46±2.86)kg/m2；另在武警重慶市消防總隊醫院健康體檢處選擇50例無骨折病史的正常老年人為對照組，其中男性19例，女性31例，年齡65～84歲，平均(76.24±5.96)歲，體質指數為(24.03±3.02)kg/m2。2組入選者的性別、年齡、體質指數差異無統計學意義(均P>0.05)，具有可比性。

1.2 納入標準

(1)入選者年齡≥65歲；(2)觀察組患者均為跌倒所致的脆性骨折；(3)入選者均無肝/腎功能衰竭、類風濕性關節炎、強直性脊柱炎、骨腫瘤、甲亢等其他影響骨代謝的疾病[6]；(4)入選者入院前6個月內均不曾使用降鈣素、二膦酸鹽、性激素等影響骨代謝的藥物；(5)觀察組患者手術指征良好，無手術禁忌證。

1.3 手術方法

觀察組患者均采用PFNA裝置進行骨折內固定方法，對患者進行全身麻醉，通過C臂X線機透視以輔助牽引床復位，大轉子頂端作切口以暴露其尖端，在股骨髓腔內進導針，打開股骨皮質，擴髓后插入髓內釘，于股骨頸中心處安裝近端套筒，11 mm空心鉆擴孔，于股骨頭軟骨下連接并安裝螺旋刀片，遠端固定，沖洗傷口，逐層縫合。手術后1 d積極鼓勵患者進行早期練習活動，預防深靜脈血栓形成，改善血液循環促進功能恢復[7]。每日服用600 mg碳酸鈣和0.5 mg活性維生素D，連續服用3個月。

1.4 觀察指標

對手術前的觀察組和對照組及手術后3個月的觀察組分別進行骨代謝、骨密度和骨強度指標的測定。在骨代謝測定中，取空腹外周靜脈血，離心留取上層血清備用，采用美國Roche生產的E170全自動電化學發光免疫分析系統和配套試劑盒檢測Ⅰ型前膠原氨基末端前肽(PINP)、甲狀旁腺激素(PTH)、25羥基維生素D3[25(OH)D3]、Ⅰ型膠原羧基端肽(CTX)和血清骨鈣素(OC)；骨密度及骨強度測定中，采用Hologic Discovery A雙能X線骨密度儀(美國HOLOGIC)，應用骨密度分析軟件(APEX system software version 3.2)對髖關節股骨頸區骨密度(nnBMD)和股骨粗隆間區骨密度(itBMD)進行測量；隨后采用配套的髖關節結構分析軟件(HSA)分別測算出髖關節股骨粗隆間區以及股骨頸區骨強度指標：股骨頸區截面模量z值(nnZ)、股骨頸區橫截面轉動貫量(nnCSMI)和股骨頸區屈曲比率(nnBR)、股骨粗隆間區橫截面轉動貫量(itCSMI)、股骨粗隆間區截面模量z值(itZ)和股骨粗隆間區屈曲比率(itBR)。

1.5 統計學處理

各組骨代謝、骨密度和骨強度指標用均數±標準差(x±s)表示，應用統計學軟件SPSS 20.0對數據進行分析，組間比較采用t檢驗，P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 手術前后骨代謝變化

手術前，觀察組患者血清PINP、PTH、CTX和OC水平均明顯高于對照組(均P<0.05)，而25(OH)D3明顯低于對照組，差異具有統計學意義(P<0.05)。手術后，觀察組患者血清PINP水平較手術前明顯升高，差異有統計學意義(P<0.05)；PTH水平較手術前明顯下降，較對照組略高，差異無統計學意義(P>0.05)；25(OH)D3、CTX和OC水平與手術前比較無明顯變化，差異不具有統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 患者手術前后骨代謝變化(x±s，每組n=50)

注：PINP：Ⅰ型前膠原氨基末端前肽，PTH：甲狀旁腺激素，25(OH)D3：25羥基維生素D3，CTX：Ⅰ型膠原羥基端肽，OC：血清骨鈣素。與觀察組手術前比較aP<0.05；與對照組比較bP<0.05

2.2 手術前后骨強度變化

2.2.1 手術前后股骨頸區骨強度變化 手術前，nnBMD、nnCSMI和nnZ均明顯低于對照組(均P<0.05)，nnBR明顯高于對照組(P<0.05)；手術后，觀察組患者nnBMD、nnCSMI、nnZ和BR與手術前相比稍有下降，不具有統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 患者手術前后股骨頸區骨強度變化(x±s，每組n=50)

注：nnBMD：骰骨頸區骨密度，nnCSMI：橫截面轉動貫量，nnZ：截面橫量Z值，nnBR：屈曲比率。與對照組比較aP<0.05

2.2.2 手術前后股骨粗隆間區骨強度變化 手術前，觀察組患者itBMD、itCSMI和itZ均明顯低于對照組(均P<0.05)，itBR明顯高于對照組(P<0.05)；手術后，觀察組患者itBMD、itCSMI、itZ和itBR與手術前相比稍有下降，差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

3 討論

股骨粗隆間骨折常見于老年人，位于大粗隆及小粗隆之間，股骨粗隆部主要由松質骨構成，血管豐富，骨折后容易愈合，但容易產生髖內翻[8]。老年人骨質疏松、肢體不靈活，當下肢突然扭轉、跌倒或使大粗隆直接觸地致傷，造成骨折，股骨粗隆部骨質松脆，故骨折常為粉碎型，高齡患者長期臥床引起的并發癥較多。年齡的增加會引起骨吸收增加，骨形成減少，骨量丟失，骨轉化出現負平衡，骨的結構和形態出現改變并引起骨質疏松[9-10]。本研究對比分析了無骨折史的正常老年人和老年股骨粗隆骨折患者骨密度、骨代謝以及骨強度等指標，探討其對骨折風險的評估價值。

表3 患者手術前后股骨粗隆間區骨強度變化(x±s，每組n=50)

注：itBMD：骨密度，itCSMI：橫截面轉動貫量，itZ：截面模量Z值，itBR：屈曲比率。與觀察組手術前比較aP>0.05；與對照組比較bP<0.05

作為骨轉換過程中的代謝產物，骨代謝指標能夠靈敏地反映出短期骨代謝障礙的情況，間接了解骨轉化和骨量變化的趨勢，比骨密度更早反映出骨的轉換水平，不依賴骨密度檢查而預測骨折風險。PINP主要與骨細胞的活動和骨形成有關，反映了Ⅰ型膠原合成速率。正常骨組織中Ⅰ型膠原轉換率高于軟組織中，體內含量較多。骨細胞合成出現減少時，PINP下降，表明骨的形成減少。CTX是PINP的降解產物，正常人體中CTX含量較少，當破骨細胞活性增強時，PINP被大量降解并釋放到血中，PINP與CTX為首選骨轉換指標[11]。本研究結果中，骨折患者PINP值與CTX值均明顯高于對照組，表明與骨折風險增高有關。作為一種維生素K依賴性鈣結合蛋白，OC由成骨細胞晚期分化合成，合成后部分釋放入血，血中OC含量反映了骨中維生素K的狀態，是評價骨代謝的高靈敏性骨形成指標，用以預測髖部骨折的風險。本研究結果中，股骨粗隆骨折患者OC明顯高于無骨折史的正常老年人。骨折本身會引起OC增高，但OC增高很可能預示更高的骨折風險。PTH是一種鈣磷代謝平衡調節激素，正常人體中PTH的分泌呈規律的時相性，骨質疏松患者PTH分泌紊亂，引起骨吸收或骨形成失衡，造成骨量丟失和骨結構的改變[12]。因此PTH的變化可能預測骨質疏松的發生風險。PTH反應性增高，與骨折類型有關，也可能與患者的預后有關[13]。術后補充碳酸鈣和維生素D，有利于促進骨折愈合所需的鈣質吸收，從而加快術后骨重建[14]。碳酸鈣含有骨骼發育的基本原料，而維生素D能夠促進腸道對鈣的吸收，增強肌肉力量，降低骨質疏松性骨折風險。25(OH)D3能夠準確地反映人體內維生素D的營養狀況，本研究結果中25(OH)D3水平較低，有待進一步更大樣本的臨床研究。

本研究中患者均為股骨粗隆間骨折，通過DXA測得的BMD值已被證實能夠很好地預測髖部骨折的風險，但并不是骨力學性能理想地預測指標。與常規的骨密度檢查相比，HSA可以獲取更多骨形態結構方面的信息，了解某一特定橫截面骨的礦物質信息和骨的幾何結構，能夠補充優化BMD的不足[15]。當CSMI值增加時，骨的抗折彎能力也隨之增加，截面模量Z值反映了某一截面的彎曲強度，反映了某一截面在屈曲時所能承受的最大應力，Z值越大，骨的抗折彎能力越強[16]。本研究中與未發生骨折人群相比，髖部骨折人群的截面模量顯著降低。生物力學中，BR過大會引起局部結構的不穩定，造成結構破壞，對于骨組織即會引起骨折的發生[17]。BR值相比于Z值能更好的反映骨強度。研究結果中觀察組患者在股骨頸、股骨粗隆間兩個部位的骨密度BMD值、CSMI和Z值都小于對照組，而屈曲比率高于對照組，以上差異提示了骨折人群的骨的抗折彎能力和骨礦鹽含量都降低，骨強度明顯降低，這可能是患者在遭受創傷時更易發生骨折的原因[18-19]。

綜上所述，骨代謝指標和骨強度指標可識別股骨粗隆間骨折高風險人群并給予及時的骨質疏松治療，不僅可反映骨質疏松的骨轉換，也反映了骨折愈合過程中成骨與破骨的偶聯，對老年股骨粗隆間骨折的指導治療風險預測有重要意義[20]。老年股骨粗隆間骨折的預防要加強看護，注意跌倒防護工作，排除周圍可能存在的危險因素，從而降低骨折的發生率[21]。本研究對臨床上老年股骨粗隆間骨折患者的手術預后和骨質疏松的治療具有一定的指導意義。

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(本文編輯：林永麗)

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 重慶，武警重慶市消防總隊醫院骨科(任詩松)；重慶市兩江新區第一人民醫院骨科(黃斌)；第三軍醫大學第三附屬醫院急救部(劉輝均)

R683.42

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2017.01.013

2016-09-20)