髓內釘運用對轉子間骨折穩定性的影響

廖 屹,尚 劍

1.黑龍江中醫藥大學,哈爾濱 150000； 2.深圳大學總醫院,廣東 深圳 518000

轉子間骨折在老年人群常見，且發生率隨著壽命的延長逐漸增加，預計到2050年，全世界股骨轉子間骨折患者將>300萬[1]。手術治療是目前轉子間骨折的主要手段之一，可以減少臥床并發癥發生，盡早負重活動，盡早恢復日常生活。股骨轉子間骨折分型具有重要意義，不僅可以更好地判斷骨折的穩定性，還對內固定的選擇具有指導意義。其分型可以簡單描述為穩定型與不穩定型。目前主流的分型是EVANS分型、Jensen改良的EVANS分型和AO分型[2]。AO分型中，轉子間骨折屬于A類骨折。A1型為骨折線經過股骨轉子的簡單骨折，為穩定性骨折；A2型為粉碎性骨折，屬于不穩定性骨折；A3型為反轉子間骨折，股骨頸外側骨皮質受累，屬于不穩定性骨折[3]。骨折穩定性決定治療方式的差異性。轉子間骨折的手術方式經過長期發展演變，主要分為髓外固定與髓內固定，有學者建議穩定性骨折可以使用髓外固定治療，不穩定性骨折使用髓內固定治療，而髓內固定生物力學優于髓外固定，且相對微創，成為臨床醫師首選方案[4]。同時骨折分型也是影響內固定穩定性和術后恢復的危險因素[5]。在不同的骨折模式中，髓內釘對穩定性影響存在差異。目前運用較多的髓內釘系統有Gamma釘、PFNA、InterTan等。針對不同分型的股骨轉子間骨折，了解髓內釘系統設計并熟練運用，選擇合適的髓內釘系統對手術是否成功具有重要意義。本文對髓內釘系統的直徑、長短、頭釘、曲率半徑和遠端螺釘與骨折的穩定性進行了論述，為臨床醫師治療轉子間骨折時運用髓內釘提供參考。

1 髓內釘系統與骨折穩定性的關系

目前國內外關于髓內釘直徑與轉子間骨折穩定性的關系研究較少。Durusoy等[6]通過生物力學實驗發現增加髓內釘直徑，可以使髓內釘在髓腔內移動受限，從而增加其穩定性，可能減少干骺端內翻塌陷的進展、降低切斷率。Tucker等[7]通過有限元分析表明無論骨折類型，增加髓內釘直徑可以減少種植體應力，減少骨折部位的碎片間運動和固定螺釘應力，增加穩定性。然而，后續的臨床研究存在爭議。 Rinehart等[8]將老年轉子間骨折患者按照髓內釘直徑10mm和>10mm分組，發現兩組再手術率差異無統計學意義(P>0.05)。Yamamot等[9]評估390例年齡≥60 歲并接受髓內釘治療的轉子間骨折患者，發現穩定性和再手術率與髓內釘直徑無明顯關系。Cheung等[10]評估髓內釘直徑對轉子間骨折髓內釘治療后股骨近端縮短(PFS)的影響，將患者分為直徑10mm和11mm兩組,發現兩組PFS差異無統計學意義，表明髓內釘直徑不會對PFS產生影響。而有學者[8]在評估轉子間骨折的穩定性與再手術率時，將髓內釘直徑與髓腔直徑結合，提出貼合度(髓內釘直徑與髓腔直徑的比值)概念。認為股骨髓腔具有個體差異，每個人的髓腔均不一樣，貼合度更能將髓內釘直徑與髓腔直徑結合，更具說服力。Song等[11]發現在股骨遠端，髓內釘與髓腔低貼合度是前內側皮質丟失的危險因素，當貼合度<50%，髓內釘易在髓腔產生鐘擺樣運動，影響其穩定性。 George等[12]臨床研究發現短髓內釘在治療具有寬大髓腔的股骨轉子間骨折時，可能無法提供足夠穩定性，較低貼合度可能會導致復位缺失。目前研究[8-12]對髓內釘直徑會不會影響轉子間骨折穩定性的觀點還存在爭議，不能單純地比較髓內釘，應該考慮患者個體差異，合適的貼合度還需進一步、大樣本的研究來證實。

2 髓內釘的長短與骨折穩定性的關系

髓內釘長度對于髓內釘的機械強度至關重要。對于轉子間骨折優先使用長釘還是短釘存在爭議[13]，但隨著髓內釘材料和設計的不斷進步，最近的研究發現長釘與短釘擁有相同的治療效果，在穩定性和再手術率方面差異無統計學意義。Blum等[14]通過生物力學實驗建立了低密度松質骨和薄壁皮質的復合股骨模型，發現在不穩定的轉子間骨折模式中，短釘在軸向和扭轉剛度或極限軸向載荷與失效強度方面的生物力學并不劣于長釘。Breceda等[15]則通過生物力學實驗發現長、短髓內釘固定后繼發性種植體周圍骨折的風險相似。越來越多的臨床研究[16- 17]也證明了短髓內針治療轉子間骨折具有可行性，發現短髓內釘治療不穩定轉子間骨折時，術后功能與并發癥風險與長髓內釘相似，同時短髓內釘相對于長髓內釘而言，還具有手術時間更短、出血量少等優勢。Sadeghi等[18]擴大了觀察樣本量，納入5 526例使用髓內釘治療的轉子間骨折患者，也未觀察到長髓內釘和短髓內釘之間穩定性和再手術率存在差異。相關Meta分析[19]也印證了上述研究觀點：長、短髓內釘治療轉子間骨折時，內固定失效和再手術率等方面無顯著性差異，且短髓內釘的手術時間更短、出血量更少和輸血率更低。

同時也有學者認為髓內釘的絕對長度無法準確預測手術穩定性和再手術率的關系，不能單純地比較長釘與短釘。Yamamoto等[9]提出了股骨遠端固定率(FR)的概念，即最遠端骨折部位至髓內釘遠端的距離與髓內釘主釘的長度比。在手術中維持復位時，認為在術中選擇FR>0.8的髓內釘是最優選擇，可以增加髓內系統的穩定度。應該根據骨折復位質量和FR選擇髓內釘長度,降低再手術的風險，減少經濟負擔。綜上所述，目前的研究表明短髓內釘不僅在再手術率和穩定性方面與長髓內釘無顯著差異(P<0.05)，且還具有手術時間短、出血量少等優勢，是治療轉子間骨折的安全有效的手術方式，推薦作為治療的首選。同時也應重視FR，并進行更多的研究探討其可行性。

3 髓內釘的頭頸釘與骨折穩定性的關系

目前主流髓內釘有Gamma釘、PFNA、Intertan等，其頭頸釘各具特色。頭釘裝置區別在于單拉力螺釘、螺旋刀片、互鎖螺釘系統[20]。Gamma釘由1個中央固定的主釘、1個拉力螺釘和遠端鎖釘3部分組成。PFNA特點在于其螺旋刀片，能夠減少對股骨頭內松質骨的破壞，提高螺旋刀片錨合力，還具有抗旋轉、抗內翻作用。Intertan是第四代髓內釘，其雙釘系統由1枚拉力螺釘和1枚加壓螺釘互鎖。目前的生物力學研究發現螺旋刀片和雙釘系統的穩定性均優于單拉力螺釘。在骨質疏松患者人群中，螺旋刀片比拉力螺釘擁有更好的抗旋轉穩定性[21]。在穩定的轉子間骨折模式中，互鎖螺釘系統和單拉力螺釘的基礎生物力學特征相似，而在不穩定的轉子間骨折模式中，互鎖螺釘系統的軸向抗壓和抗扭轉能力明顯優于單拉力螺釘[22]。相關臨床研究[23-25]的結果也支持生物力學的發現，在臨床治療中，單拉力螺釘比螺旋刀片和雙釘系統更易發生內翻塌陷。 Goodnough等[23]發現使用單拉力螺釘和螺旋刀片治療轉子間骨折時，螺旋刀片術后3個月的塌陷程度(中位數4.7mm，IQR 2.5～7.8)明顯少于螺釘(中位數8.4mm，IQR 3.7～11.2，P=0.006)。同樣單拉力螺釘比互鎖螺釘系統更易發生內翻塌陷，Serrano等[25]發現與互鎖螺釘系統的Intertan相比，單拉力螺釘的Gamma釘在術后1年內翻塌陷增加了2.5倍,在不穩定轉子間骨折中，這種差距更加顯著。與Gamma釘相比，InterTAN的股骨頸縮短和內翻塌陷明顯減少。而有學者對單拉力螺釘和螺旋刀片的切出率存在爭議，Stern等[26]認為螺旋刀片的切出率更高，但Ibrahim等[27]則認為螺旋刀片和拉力螺釘的切出率沒有明顯差異，且觀察的螺旋刀片切出率(6.5%)與其他已報道研究一致，遠低于Stern等[26]的15.1%。與標準的單拉力螺釘相比，螺旋刀片和互鎖螺釘系統更具優勢，PFNA與Intertan在治療轉子間骨折具有相等的效果，均是目前十分有效且安全的治療轉子間骨折的手術方式[28]。PFNA與Intertan哪種內固定方式更具優勢引起廣泛關注[20]。 最近一項生物力學研究[29]發現在治療具有骨質疏松的不穩定轉子間骨折時，與互鎖螺釘相比，螺旋刀片在初始剛度、抗內翻變形和股骨頭旋轉以及抗故障能力方面略勝一籌，但兩種固定系統之間差異無統計學意義，兩種植入物均表現類似生物力學強度。但相關Meta分析的結果則更有利于互鎖螺釘系統，Nherera等[30]發現與PFNA相比，Intertan內固定失敗率降低了84%，InterTan治療的患者發生內翻塌陷和股骨頭切割等并發癥的風險低于PFNA。而兩者在骨折不愈合率和Harris HIP評分方面差異則無統計學意義。Onggo等[31]的研究發現與Nherera等[30]一致，與 InterTan相關的全因翻修、切口、內側或外側螺釘移位以及持續性髖部和大腿疼痛的風險均低于螺旋刀片，且InterTan 的內翻塌陷風險降低了5倍。總結目前相關研究，對于不穩定的轉子間骨折，互鎖雙螺釘比單拉力螺釘和螺旋刀片更具優勢，推薦優先選擇具有互鎖螺釘系統的Intertan，而對于穩定的轉子間骨折，螺旋刀片和雙釘鎖定系統均可以提供良好的穩定性，均是安全且有效的手術治療方式。

4 髓內釘的曲率半徑與骨折穩定性的關系

股骨前弓是股骨向前外側彎曲的部分[32]，目前多用曲度半徑表示股骨彎曲程度。曲率半徑與股骨彎曲程度的大小呈反比，即曲度半徑越小，彎曲程度越大。影響股骨前弓大小的因素較多，近年來相關研究[33]認為股骨的彎曲程度會隨著年齡的增加而增加，在女性中更為明顯，女性的股骨比男性更加彎曲，股骨曲率會隨著年齡的增加和骨密度的降低而增加[34]，中國人群的股骨曲率呈現相似的變化趨勢[35]，老年女性轉子間骨折患者股骨曲率不匹配現象嚴重。

應用股骨近端髓內釘治療轉子間骨折時必須考慮股骨前弓的影響，股骨與髓內釘良好的匹配程度可以保證髓內釘的穩定性和減少術后并發癥，降低再手術率。不好的匹配度不僅會使插入髓內釘時遇到明顯阻力，還會導致髓內釘尖端與股骨干前側皮質接觸、碰撞，甚至穿出，導致醫源性骨折[36]。越來越多的臨床報道[37]顯示不好的匹配程度將會顯著增加股骨前皮質撞擊情況的發生，導致術后大腿遠端疼痛。曲率半徑是影響匹配度的重要原因。曲率半徑表示股骨彎曲程度，自從認識到曲率半徑，學者們一直在探尋最合適的曲率半徑，目前髓內釘的曲率半徑多為1 500～2 000mm,但對于股骨還是比較直[38]。相關研究[39]表明髓內釘的曲率半徑更加接近患者人群的曲率半徑，可以減少并發癥的發生。Shetty等[40]評估了曲率分別為2 000mm和1 500mm的長GAMMA釘治療老年轉子間骨折患者時前皮質穿孔的風險。研究發現與曲率半徑為2 000mm的髓內釘相比，曲率半徑為1 500mm的髓內釘在遠端末端更靠近股骨髓腔中心，且未見股骨前穿透的情況。研究證實了減少髓內釘曲率半徑，可以使髓內釘和股骨更加匹配，顯著減少前皮質撞擊的發生。生物力學研究[41]發現將髓內釘曲率半徑從1500mm減小到1000mm并不會顯著增加峰值插入力，且1000mm在插入階段結束時所需的力明顯更低。證明對于股骨前弓彎曲大的患者，進一步降低髓內釘的曲率半徑將是可行的，但是還需要進一步的研究確保曲率半徑降至1000mm以下時置入的安全性。

Liu等[42]利用CT三維重建技術對中國人股骨前弓進行準確的形態學測量，測得男性股骨前弓曲率半徑為(958.79±266.61)mm、女性為(883.57±249.74)mm ,平均曲率半徑(922.74±260.05)mm。有學者采取類似的測量方法測得美國白人、黑人的股骨前弓平均曲率半徑為(1200mm±360)mm[43],泰國人群股骨前弓的平均曲率半徑為(895.46±238.06)mm[44]。中國人群的曲率半徑與美國人群和同為亞洲人的泰國人群均存在差異，不同民族、不同地區人群的股骨前弓大小存在較大差異。西方人群設計的髓內釘并不適合中國人群，目前國內使用的髓內釘多為進口，國內器械廠家也多以西方設計的髓內釘為模板生產，缺乏本地化[42]，設計并制造出更加符合中國人群曲率半徑的股骨近端髓內釘具有十分重要的意義，可以降低相關并發癥的風險，為醫師們提供更加合適的內固定裝置的選擇。

5 髓內釘的遠端螺釘與骨折穩定性的關系

對于股骨近端髓內釘治療轉子間骨折遠端需不需要鎖釘，采用動態鎖釘還是靜態鎖釘，目前存在爭議。復位良好且髓內釘與骨皮質接觸良好的穩定性轉子間骨折，應力可以沿著主釘傳至骨皮質，獲得良好的穩定性，而當髓腔過寬、不穩定骨折時，應力則傳至遠端螺釘，此時，遠端螺釘可以增強骨折的穩定性[45]。有學者認為無論穩定骨折還是不穩定骨折均建議采用鎖釘[46]。但是已有生物力學研究[47]表明，在穩定的轉子間骨折模型中，遠端解鎖和鎖定髓內釘之間的扭轉強度相似。且有學者[48]發現，增加額外的遠端螺釘，髓內釘扭轉的平均失效載荷降低了35.7%，認為應該避免額外的鉆孔。種植體周圍骨折、大腿疼痛、血管損傷等并發癥與股骨遠端鎖釘有關。在不穩定的轉子間骨折模式中[49]，短髓內釘治療伴骨質疏松的不穩定轉子間骨折，添加遠端互鎖螺釘可減少內翻塌陷，使用遠端鎖定螺釘時，股骨頭下平移明顯減少，內翻塌陷更少，植入物相對于股骨干的運動更少。且隨著髓腔直徑的增加，解鎖和交叉鎖定的髓內固定之間的差異更為明顯。后續的臨床研究[50]也印證了生物力學的觀點，在穩定的轉子間骨折中不使用遠端交鎖螺釘不僅不會損害骨折愈合，還能預防一些臨床并發癥。Ciaffa等[51]發現遠端解鎖、靜態鎖定、動態鎖定治療轉子間骨折在術后功能和并發癥方面無差異，且解鎖組的手術時間、切口長度、透視時間、失血量和術后大腿疼痛率均少于靜態組和動態組，對于穩定的(31-A1)和不穩定的(31-A2)轉子間骨折，可以不用鎖釘。但應該注意的是，并非所有具有穩定骨折模式的患者均適合遠端解鎖釘。對于髓腔直徑過大、術中骨折或內側壁粉碎的患者，無論骨折類型如何，均應采用鎖定髓內釘治療，以避免繼發性骨折[52]。對于不穩定的轉子間骨折的治療，采用遠端鎖釘是目前的普遍共識，復雜的不穩定轉子間骨折更需要使用遠端鎖定[53]。Yan等[54]第一次對遠端鎖釘還是解鎖治療轉子間骨折進行了meta分析，顯示解鎖髓內釘的手術時間和透視暴露時間短、失血量少、切口短、大腿疼痛發作率低、局部并發癥無顯著差異，與遠端鎖釘組術后恢復情況相似，推薦作為穩定型轉子間骨折的常規選擇(AO/OTA 31-A1，A2)，同時遠端鎖釘比解鎖釘表現出更高的大腿疼痛率。后續Meta分析[46]與之前的研究一致，證實治療穩定性轉子間骨折遠端解鎖是可行的，可獲得良好的治愈效果。并且發現遠端鎖釘會導致機械應力增加，可能進一步導致周圍皮質骨肥大、闊筋膜疼痛和螺釘周圍骨折，股骨遠端骨折、大腿疼痛、股動脈損傷被認為與遠端鎖釘有關。目前關于遠端鎖釘的研究多為解鎖釘和互鎖釘，靜態鎖釘和動態鎖釘的研究還較少。綜上，對于穩定的轉子間骨折，推薦遠端解鎖，不僅可以獲得足夠的穩定性，還可以減少術后相關并發癥的風險，對于不穩定的轉子間骨折，推薦用遠端鎖釘使內固定系統獲得足夠的穩定性。

6 結論

隨著人口老年化逐勢增加，股骨轉子間骨折患者越來越多，將會帶來巨大的壓力，髓內釘是目前治療轉子間骨折的主要方式。不斷改進髓內釘設計，熟悉髓內釘并且熟練運用可以為患者提供個體化、精準化的治療，保證髓內釘系統的穩定性，減少并發癥的發生，降低再手術率。

作者貢獻聲明：廖屹：文獻收集、文章撰寫；尚劍：文章指導及審核