有經(jīng)驗的臨床醫(yī)生對不同類型的股骨頸骨折內(nèi)固定物選擇有一定的講究,這些講究有沒有道理,,看看 Michalis Panteli 總結(jié)的相關(guān)研究闡述其中的道道,。
在解讀 Michalis 總結(jié)前,先對髖關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)和股骨頭 / 頸的血供進行簡單的闡述以便更好的理解,。
髖關(guān)節(jié)為一球窩關(guān)節(jié),,有股骨頭和髖臼窩組成,人體的重量通過髖關(guān)節(jié)傳遞到下肢,,在股骨頸部位有非常大的應(yīng)力作用,。股骨頸和股骨干正常有一個頸干角,在 130±5°的范圍內(nèi)。和股骨髁(人體冠狀位平面)平面有一個前傾角度,,約在 10°左右,。
股骨頭的血供來源于環(huán)繞股骨頸的囊外動脈環(huán),主要分支來源于旋股內(nèi)側(cè)動脈,,并和旋股外側(cè)動脈形成較多的血管吻合支,,臀上及臀下,圓韌帶動脈也對股骨頸血供有少量貢獻,。
囊外的動脈血管經(jīng)由髖關(guān)節(jié)囊下行,,形成韌帶動脈,供應(yīng)股骨頭,。因此,,任何股骨頸骨折均由可能損傷股骨頭血供的動脈,特別的骨折移位越大,,血供破壞約嚴重,。及時的復(fù)位和牢靠的固定對恢復(fù)股骨頭血供非常重要。
股骨頭在股骨干解剖平面的前內(nèi)側(cè),,因此人體活動時會對股骨頭產(chǎn)生壓應(yīng)力,,張應(yīng)力及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力,人體髖關(guān)節(jié)處于不同位置時,,作用在股骨頭上的應(yīng)力類型不同(圖 1),,將上述應(yīng)力類型分為兩個方向的力:和股骨長軸垂直的壓縮力,該力作用于股骨頭內(nèi)固定物可產(chǎn)生剪切力,;和股骨長軸平行的力,。
圖 1:髖關(guān)節(jié)的力學(xué)傳遞機制
髖關(guān)節(jié)的幾何學(xué)形態(tài)在股骨頸骨折中也扮演了非常重要的角色,。髖關(guān)節(jié)和身體重心的軸線距離,股骨頸延長,,股骨頸長寬比增高,,骨皮質(zhì)變薄,頸干角改變等均會導(dǎo)致股骨頸骨折發(fā)生率的增加,。此外,,髖關(guān)節(jié)和身體重心的軸線距離增加會導(dǎo)致髖關(guān)節(jié)肌力降低。
現(xiàn)階段臨床應(yīng)用的髖關(guān)節(jié)內(nèi)固定物較多,,包括髓內(nèi)(髓內(nèi)釘)和髓外裝置(空心螺釘,,動力髖螺釘),每種裝置均有其各自的優(yōu)缺點,。而無論內(nèi)固定物如何設(shè)計,,其必須滿足能傳遞髖關(guān)節(jié)正常的力量,,并有足夠的強度,在骨折愈合前不會出現(xiàn)疲勞斷裂,。
Panteli 等人總結(jié)現(xiàn)有的文獻資料:
髓內(nèi)內(nèi)固定物,,主要為髓內(nèi)釘
在股骨頸骨折治療中,髓內(nèi)釘主要應(yīng)用于同時合并有股骨干骨折的病例中,。股骨髓內(nèi)釘?shù)闹饕獌?yōu)勢是在穩(wěn)定骨折端的同時可以將力學(xué)從股骨頸傳遞至股骨干,,因此這類患者在術(shù)后早期即可下地負重心走。
Rupprecht 等人完成的一項針對 Pauwels III 型骨折的尸體力學(xué)研究比較了髓內(nèi)釘和 DHS,,空心螺釘固定股骨頸的力學(xué)強度,,對骨折模型采用不同的內(nèi)固定物固定后通過軸向負荷機械設(shè)備進行反復(fù)軸向負荷的施加,發(fā)現(xiàn)髓內(nèi)釘組所能承受的軸向負荷次數(shù)最多,,失敗前股骨頸骨折的移位最少,。
另一項由 Roderer 等人完成的尸體學(xué)研究也發(fā)現(xiàn),髓內(nèi)釘和 DHS,,空心螺釘相比,,其出現(xiàn)的股骨頸骨折內(nèi)外翻移位和旋轉(zhuǎn)等較少,但該研究并未發(fā)現(xiàn)三種內(nèi)固定物在最終的失敗負荷上又顯著差異,。
除了內(nèi)固定物本身屬性可影響力學(xué)特性之外,,骨折類型也會決定內(nèi)固定物治療的成敗。Eberle 等人對人造股骨模型的研究發(fā)現(xiàn),,使用髓內(nèi)釘裝置固定穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性的股骨頸骨折,,不穩(wěn)定性股骨頸骨折髓內(nèi)釘固定后最大的失敗負荷較穩(wěn)定性股骨頸骨折低 28%。
Vidyadhara 等人比較了同側(cè)骨干和股骨頸骨折病例采用髓內(nèi)釘固定后股骨頸選擇 1 枚或 2 枚鎖釘固定的力學(xué)特征,。發(fā)現(xiàn),,采用兩枚股骨頸鎖定釘固定的病例力學(xué)穩(wěn)定性要好于采用單枚股骨頸鎖定釘固定的病例。而 Wu 等人的對合并同側(cè)股骨干骨折的股骨頸骨折研究也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)論,,他們發(fā)現(xiàn),,對股骨重建髓內(nèi)釘固定的病例,在股骨頸骨折處加用一枚空心釘會增加力學(xué)穩(wěn)定性,。
髓外固定裝置
單純的年輕股骨頸骨折的患者,,通常建議選擇髓外固定。盡管髓外固定裝置對股骨髓內(nèi)的血供沒有影響,,但其對周圍軟組織的血供的損害顯然要大于髓內(nèi)固定裝置,。髓外固定裝置在臨床中應(yīng)用的一個主要原則是重建關(guān)節(jié)解剖,,并盡可能的減少對關(guān)節(jié)囊內(nèi)行走動脈的破壞,,以增加股骨頭存活的幾率。目前臨床上使用比較多的兩種髓外固定裝置是空心螺釘和 DHS,。
空心螺釘
對骨質(zhì)儲備較好的年輕股骨頸骨折患者,,空心螺釘是固定移位或無移位股骨頸骨折的首選,。從生物力學(xué)上講,螺釘可以抵抗經(jīng)由髖關(guān)節(jié)的軸向,,彎曲,,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。此外,,空心螺釘固定后可以對骨折線進行加壓,,減少骨折間隙,增強骨折愈合,。其缺點是,,在骨折固定的術(shù)后早期不能進行有效的全負重鍛煉,只有在骨折固定后的 6-12 周內(nèi)才,,骨折有部分愈合后才能進行負重鍛煉,。
較多研究對比了空心螺釘置釘方向和數(shù)量對骨折固定穩(wěn)定性的影響。有研究發(fā)現(xiàn)分散或者平行置釘比密集的置釘能獲得更好的力學(xué)強度,。Holmes 等人的研究則發(fā)現(xiàn),,平行置釘可以較非平行置釘減少股骨頭的嵌插;此外,,Walker 等人的研究發(fā)現(xiàn),,對 Pauwel III 型骨折,采用兩枚空心螺釘固定,,無論何種置釘方向,,軸向負荷并不受到影響;而和 135°,,145°置釘方向相比,,150°置釘方向會顯著增加前后方向的彎曲剛度。
股骨頸骨折螺釘固定的數(shù)目目前仍有爭議,。Holmes 等人認為,,采用三枚或四枚空心螺釘固定并不會對固定的效果產(chǎn)生本質(zhì)的影響;但采用三枚螺釘固定可以少量增加固定的剛度,。
Kauffman 等人比較了股骨頸后方粉碎和部粉碎病例固定后的生物力學(xué)特征,。發(fā)現(xiàn),無后方粉碎的橫行和斜行的股骨頸骨折中,,三枚螺釘固定的強度要好于四枚螺釘固定,;而伴有后方粉碎的股骨頸骨折中,四枚螺釘?shù)墓潭◤姸雀?,其軸向?qū)关摵傻哪芰Ω?,移位也更少?/p>
Walker 等人的研究得出了相反的結(jié)論,他們認為,,對 Pauwel III 型骨折,,兩枚螺釘固定就能獲得較好的力學(xué)強度,,而無需加用第三枚螺釘。
Mizrahi 等人的研究則認為,,對有骨質(zhì)疏松的骨折病人,,倒三角三枚空心螺釘固定方式較好,而對物骨質(zhì)疏松的患者,,四邊形的四枚空心螺釘固定效果更佳,。
當(dāng)臨床醫(yī)生決定使用幾枚螺釘后,螺釘置釘?shù)膸缀螌W(xué)結(jié)構(gòu)也比較有講究,。Zdero 等人比較了三枚空心螺釘臨近置釘和三枚空心螺釘?shù)谷瞧叫兄冕敚ㄏ路?,前方,后方骨皮質(zhì))治療橫行骨折線的力學(xué)強度,,發(fā)現(xiàn)倒三角置釘?shù)姆€(wěn)定性更好,,對抗剪切力和軸向負荷的能力更好。
Hawks 等人比較了兩種倒三角形空心螺釘置釘方式對固定強度影響,。第一種置釘方式三枚 7.5 mm 螺釘以倒三角形方式置入固定股骨頸,;第二種置釘方式是,兩枚 7.5 mm 空心螺釘在股骨頸前后方置入,,第三枚 4.5 mm 轉(zhuǎn)子間拉力螺釘從大轉(zhuǎn)子的外上方斜向后下方穿過股骨頸骨折線置釘,。第二種置釘方法可以增加股骨頸的軸向負荷高達 70%;需要使得此類固定方式移位的外力比普通倒三角置釘方法高出 43%,。
在空心螺釘頭部加用墊片可以增加空心螺釘對外側(cè)骨皮質(zhì)的把持力,,增強骨折部位的加壓作用,特別是有骨質(zhì)疏松的病例中,。Zlowodski 等人建議空心螺釘固定股骨頸骨折加用墊片可以預(yù)防外側(cè)骨皮質(zhì)穿透,,增加螺釘擰入時的扭轉(zhuǎn)力矩,減少骨內(nèi)固定物松動失敗的風(fēng)險,。
也有學(xué)者對近端為倒三角型的鎖定板固定股骨頸骨折進行了力學(xué)研究,。Basso 等人發(fā)現(xiàn)在 Pauwel III 型骨折中,使用近端螺釘孔為倒三角型的鎖定板進行股骨頸骨折固定可以改善骨折穩(wěn)定性并增強器對抗剪切力的能力,,但并不會改變股骨近端的力學(xué)分布,。
動力髖螺釘
動力髖螺釘由頭端和股骨頸軸線平行的拉力螺釘和尾端鋼板組成,頭端的拉力螺釘固定骨折斷端后可以進行滑動,,理論上可以增加骨折斷端的應(yīng)力刺激,,增加骨折部位塑形。但采用該內(nèi)固定方式,,術(shù)后 6-12 周內(nèi)不能進行全負重鍛煉,。
Kyle 等人對動力髖螺釘?shù)幕瑒犹匦赃M行分析發(fā)現(xiàn),隨著 DHS 的頸干角的增大,,骨折間的滑動加壓效果越好,,骨折越穩(wěn)定,。
Booth 等人對比了拉力螺釘在股骨頸不同部位時的固定效果,,發(fā)現(xiàn)拉力螺釘固定在股骨矩而不是股骨頸中央部時固定強度最佳,。
Brandt 等人的研究提示,無論穩(wěn)定或不穩(wěn)定股骨頸骨折,,鋼板固定均能較螺釘固定提供更好的骨折端間加壓,,并對抗骨折端間的旋轉(zhuǎn)和軸向應(yīng)力。
不同內(nèi)固定物間的固定強度比較
年輕患者股骨頸骨折的內(nèi)固定物選擇和患者骨折類型,,醫(yī)生喜好,,認識等相關(guān)。
很多學(xué)者比較了不同方向的三枚空心螺釘固定和動力髖螺釘,,髓內(nèi)釘固定股骨頸骨折的力學(xué)強度差異,。Saglam 等人的研究發(fā)現(xiàn),動力髖螺釘 + 防旋螺釘較三枚平行放置的空心螺釘有更好的力學(xué)穩(wěn)定性,。Deneka 等人的研究則發(fā)現(xiàn)動力髖螺釘 + 防旋螺釘和倒三角置釘相比,,在不穩(wěn)定性股骨頸骨折中失敗率更低。
Holmes 等人研究發(fā)現(xiàn),,三枚空心螺釘和動力髖螺釘?shù)墓潭◤姸然绢愃?,但動力髖螺釘在固定橫行股骨頸骨折時的剛度要好于斜行骨折。Clark 等人的研究得出了相反的結(jié)論,,他們認為動力髖螺釘和三枚空心螺釘?shù)谷枪潭^下型股骨頸骨折并不存在力學(xué)上的差異,。
Roderer等人比較了動力髖螺釘和防旋髓內(nèi)釘治療股骨頸骨折的效果,發(fā)現(xiàn)兩者總體的失敗負荷基本相似,,使用動力髖螺釘固定的病例出現(xiàn)髖內(nèi)翻或外翻,,旋轉(zhuǎn)的幾率較高。Rupprecht 等人比較了三種不同的方法固定股骨頸骨折,,發(fā)現(xiàn)髓內(nèi)釘固定的強度優(yōu)于其他固定方式,,而動力髖螺釘?shù)墓潭◤姸群糜诳招穆葆敼潭ǎN內(nèi)固定方式均不能完全重建股骨頸近端的力學(xué)強度,。
從內(nèi)固定物的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性方面考慮,,目前并沒有文獻確認哪種固定方式最佳。對采用空心螺釘固定的病例,,Zdero 等人認為倒三角型固定方式比三枚聚集的空心螺釘固定有更好的抗旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性,。而 Blari 等人的研究則發(fā)現(xiàn)三枚空心螺釘,DHS,,DHS+ 防旋螺釘?shù)仍趯剐D(zhuǎn)穩(wěn)定方面并沒有顯著差別,,Goodman 等人的研究也支持這一結(jié)論。
上面這些內(nèi)容詳細的介紹目前股骨頸骨折治療中不同內(nèi)固定物選擇時對應(yīng)的力學(xué)特性和其優(yōu)缺點,,主要觀點總結(jié)如下:
1,、Pauwels III 型股骨頸骨折采用髓內(nèi)釘治療可顯著增強髖關(guān)節(jié)軸向負荷,;
2、在不穩(wěn)定型的股骨頸頸基底部骨折類型中,,空心螺釘(三角形置釘)的最大失敗負荷最低,,而頭下型和經(jīng)頸型的股骨頸骨折,空心螺釘力學(xué)強度和動力髖螺釘(DHS)相當(dāng),;
3,、骨折類型對骨折內(nèi)固定物的選擇具有比較重要的參考價值,如何決策內(nèi)固定方案需充分考慮患者個體和醫(yī)生因素,。