滑動(dòng)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(dòng)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(dòng)加壓理念

滑動(dòng)加壓理念是一種動(dòng)力化固定理念，具有靜力性加壓和動(dòng)力性加壓等特性。它以肢體短縮為代價(jià)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(dòng)加壓內(nèi)固定系統(tǒng)。幾十年來滑動(dòng)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(diǎn)

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(shì)，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(guó)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(diǎn)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(duì)老年轉(zhuǎn)子間骨折應(yīng)考慮病人對(duì)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(shí)間短、盡早地進(jìn)行康復(fù)功能練習(xí)。

2股骨近端的生物力學(xué)及滑動(dòng)加壓作用對(duì)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(duì)股骨上段中的骨小梁進(jìn)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(duì)股骨距的解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)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(gè)合理的負(fù)重系統(tǒng)，股骨距有加強(qiáng)股骨頸基底部的作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)股骨距有其獨(dú)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(diǎn)，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(fù)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(shí)，對(duì)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?jī)?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(yán)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(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)的負(fù)荷是有明顯變化的，在正常雙足站立時(shí)，作用于每個(gè)髖關(guān)節(jié)力為整個(gè)體重的1／3，單側(cè)腿站立時(shí)作用于負(fù)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(fù)重股骨頭越遠(yuǎn)，即力臂越長(zhǎng)，負(fù)荷增加越多，臨床實(shí)驗(yàn)證明，純壓縮應(yīng)力可促進(jìn)骨折愈合。股骨粗隆間骨折時(shí)如何消除剪力擴(kuò)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(shí)因?yàn)樘淄驳闹巫饔茫y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(qiáng)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(jìn)骨折愈合。

2.2動(dòng)力化固定對(duì)骨折愈合的影響

因動(dòng)力化固定不出現(xiàn)應(yīng)力遮擋現(xiàn)象，當(dāng)人直立行走時(shí)，雙下肢的交替負(fù)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(dòng)，最終發(fā)生嵌插。近年來，許多研究證實(shí)，骨折端控制性細(xì)微軸向運(yùn)動(dòng)即微動(dòng)，可以促進(jìn)骨痂的形成和鈣化，加速骨折愈合。誘發(fā)骨折端微動(dòng)的方式主要有主動(dòng)和被動(dòng)2種方式，主動(dòng)方式多是通過肢體負(fù)重來實(shí)現(xiàn)骨折端的軸向微動(dòng)。

2.2.1動(dòng)力化固定對(duì)骨組織細(xì)胞的影響當(dāng)骨承受負(fù)荷時(shí)，最先引起骨組織發(fā)生應(yīng)變，骨組織細(xì)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(xì)胞培養(yǎng)及體內(nèi)研究表明，骨細(xì)胞可以感受機(jī)械應(yīng)力的刺激，增加骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞等的代謝活性，促進(jìn)成骨。當(dāng)成骨細(xì)胞在生理應(yīng)力作用下，細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷腺苷(cAMP)及胰島素樣生長(zhǎng)因子I(IGF-I)活性顯著增加，前列腺素合成增加，細(xì)胞分裂活躍等一系列變化。這些研究肯定了機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨細(xì)胞的刺激作用。此外，也有學(xué)者認(rèn)為機(jī)械應(yīng)力對(duì)骨細(xì)胞的影響與骨細(xì)胞感受組織形變產(chǎn)生的電磁場(chǎng)或應(yīng)電效應(yīng)有關(guān)。骨的原始損傷具有啟動(dòng)促進(jìn)正常骨折修復(fù)的作用。有學(xué)者認(rèn)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(xì)胞釋放成骨活性物質(zhì)的能力恢復(fù)。骨折端的細(xì)微運(yùn)動(dòng)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(xì)胞增殖，分化為成骨細(xì)胞或成軟骨細(xì)胞。

2.2.2動(dòng)力化固定促進(jìn)毛細(xì)血管生長(zhǎng)毛細(xì)血管的生長(zhǎng)對(duì)骨折早期力學(xué)環(huán)境很敏感。適當(dāng)?shù)募?xì)微運(yùn)動(dòng)可以增加骨折區(qū)毛細(xì)血管的生長(zhǎng)。毛細(xì)血管的長(zhǎng)入為骨折修復(fù)區(qū)帶來了

3.1釘-板結(jié)構(gòu)

滑動(dòng)加壓螺釘是由波蘭Ernstpohl設(shè)計(jì)，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(guó)Calwson首先報(bào)告用于治療股骨粗隆間骨折。1980年Jacobs等國(guó)外學(xué)者報(bào)道此釘?shù)呐R床應(yīng)用情況。20多年來滑動(dòng)加壓鵝頭釘(DHS)一直作為股骨轉(zhuǎn)子間骨折的“金標(biāo)準(zhǔn)”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(yuǎn)端。加壓鵝頭釘在套筒內(nèi)滑動(dòng)，有加壓和滑動(dòng)雙重功能，其優(yōu)點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度大。王福權(quán)等報(bào)道該釘?shù)目箯潖?qiáng)度為280kg，對(duì)穩(wěn)定型骨折可以早期負(fù)重行走，對(duì)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(fù)重時(shí)產(chǎn)生一個(gè)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(duì)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(dá)6％～19％［2］，章建華等［3］報(bào)道對(duì)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(shí)，加壓作用可導(dǎo)致骨折端的分離(近折端向外，遠(yuǎn)折端向內(nèi)側(cè)的移位)，效果更差。Haidukewych等［4］報(bào)道DHS固定反斜行骨折的失效率高達(dá)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(rèn)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(jī)率小，且罕有鋼板彎曲斷裂失效報(bào)告，但大多數(shù)學(xué)者主張應(yīng)用135°DHS。權(quán)日等認(rèn)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(duì)DHS固定時(shí)髖螺釘位置研究的較多為DHS的動(dòng)-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(rèn)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(diǎn)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(diǎn)與松質(zhì)骨螺釘頂點(diǎn)之間的距離，經(jīng)放大率校正后所得的值。認(rèn)為TAD≤25mm為佳，TAD25mm為差。并對(duì)118例采用DHS固定的股骨轉(zhuǎn)子間骨折后的TAD值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)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(dá)60％。

雖然DHS臨床療效肯定，但置入鋼板時(shí)需較廣泛的暴露，創(chuàng)傷較大，術(shù)后患者住院時(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)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(jìn)了DHS，設(shè)計(jì)微創(chuàng)的經(jīng)皮動(dòng)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(shí)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(guó)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(bào)告用來治療股骨轉(zhuǎn)子區(qū)骨折，使用時(shí)通過較小的切口，將髓內(nèi)釘打入到髓腔，通過瞄準(zhǔn)裝置將滑動(dòng)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(diǎn)(1)固定于髓腔內(nèi)，靠近負(fù)重力線，能更有效地進(jìn)行負(fù)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(jìn)行了生物力學(xué)比較，發(fā)現(xiàn)對(duì)于穩(wěn)定型轉(zhuǎn)子間骨折Gamma釘優(yōu)于Richard釘；對(duì)于不穩(wěn)定型轉(zhuǎn)子間骨折，Gamma釘要明顯強(qiáng)于Richard釘，而且Gamma釘遠(yuǎn)端的交鎖釘能控制旋轉(zhuǎn)。Rosenblum通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)加壓鵝頭釘固定股骨距承受的載荷，這對(duì)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(yán)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(jì)：Gamma釘外翻角(10°)較大，形成了三點(diǎn)負(fù)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(kuò)髓不充分，用暴力將釘強(qiáng)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(fù)重后發(fā)生骨折線的延伸。盡管Bostrom在其生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)中指出，把Gamma釘中的髓內(nèi)棒延長(zhǎng)到30～36cm時(shí)，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(zhǎng)棒Gamma釘治療不穩(wěn)定股骨轉(zhuǎn)子間骨折時(shí)，仍可并發(fā)股骨干遠(yuǎn)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(jì)出近端股骨髓內(nèi)釘(proximalfemoralnail，PFN)。PFN與Gamma釘相比最重要的改進(jìn)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(dá)到抗旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，另外釘?shù)目傞L(zhǎng)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(dòng)，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(cè)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(dòng)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(rèn)為同DHS相比，外固定架手術(shù)時(shí)間短(35～75min)，術(shù)中不需輸血。苗旭漫等［9］將內(nèi)固定滑動(dòng)加壓的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用在單側(cè)成角外固定器上，對(duì)現(xiàn)有外固定器進(jìn)行了必要改進(jìn)，設(shè)計(jì)出滑動(dòng)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(dòng)加壓的理念也能在外固定器上實(shí)現(xiàn)。雖然它也避免不了外固定器所固有的力臂長(zhǎng)、生物力學(xué)性能較內(nèi)固定差等缺點(diǎn)，但手術(shù)創(chuàng)傷小、操作簡(jiǎn)單、方便，對(duì)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(jiǎn)單、迅速、有效、減少并發(fā)癥為標(biāo)準(zhǔn)。DHS雖然結(jié)構(gòu)牢靠，有雙重加壓功能，但具有置入鋼板時(shí)傷口暴露大、手術(shù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)、術(shù)中失血多、術(shù)后患者住院時(shí)間較長(zhǎng)等缺點(diǎn)［10］。Gamma釘切口小、手術(shù)時(shí)間短，但其是否為真正的微創(chuàng)手術(shù)仍存在很多爭(zhēng)議。文良元等報(bào)［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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