股骨干骨折是指股骨小转子以下至股骨髁以上部分股骨的骨折,是临床最常见的成人骨折之一,约占全身骨折的6%,多发于20-40岁青壮年,男女比例约为2.8:1。股骨干骨折通常由高能损伤所致,30%患者伴有多发骨折、广泛软组织及脏器损伤,这些损伤会导致大量出血,严重时出现休克。
股骨是下肢主要负重骨之一,治疗不当将引起下肢畸形及功能障碍。因此股骨干骨折治疗要求至少要达到功能复位。目前成人股骨干骨折的治疗方法分为非手术治疗和手术治疗,前者包括骨牵引及石膏固定,后者包括外固定架、接骨板及髓内钉等。本文就目前成人股骨干骨折的治疗进展作一综述。
1 股骨干骨折分型
股骨干骨折根据损伤机制、解剖部位有多种分型方法。目前临床上常用的是Muller AO分型,根据骨折类型确定为32A-C(1-3):A型简单骨折,其中A1螺旋形,A2斜形,A3横断;B型楔形骨折,其中B1螺旋楔形,B2弯曲楔形,B粉碎楔形;C型复杂骨折,其中C1螺旋形,C2多段,C3不规则。
2 股骨干骨折治疗方式
2.1 非手术治疗
2.1.1 石膏固定术
随着医学技术的不断发展,石膏固定已经很少用于成人股骨干骨折。常见的股骨干骨折石膏固定方法是髋人字、管形石膏固定,主要用于4岁以下儿童的稳定性股骨干骨折,以及医疗条件较差的地区用于临时固定。
2.1.2骨牵引
由于骨牵引需要长期卧床,住院时间长,并发症多,目前已逐渐少用。骨牵引可用于以下情况:① 骨折移位不明显的老年患者,自身可能合并较多基础疾病,不能耐受手术且不完全要求骨折解剖愈合。② 合并其它脏器损伤的多发伤患者,不能耐受手术打击,早期行骨牵引治疗替代内固定手术同样能取得满意的治疗效果。
③ 常规的术前准备,由于股骨干骨折部位软组织容易肿胀,先予骨牵引,待肿胀消退后再行手术治疗,可避免因组织水肿导致局部皮肤愈合困难。在牵引治疗期间患肢必须加强功能锻炼,包括股四头肌收缩及踝关节背伸活动,练习抬臀及双手吊杆等,以防止长期卧床的相关并发症发生。
2.2 手术治疗
2.2.1外固定架
与内固定相比,外固定架有手术时间短、相对简单、创伤小等优点。但是骨原针界面力学及生物学条件差,因而造成的固定针松动及感染等并发症发生率较内固定高,而且外固定架在固定骨折的同时影响肌肉收缩、限制了关节活动。
因此,临床上股骨干骨折外固定架的适应证主要是骨折临时固定。开放骨折由于骨折端周围软组织损伤及污染严重,不能一期行内固定手术,因此先给予外固定架固定,待软组织情况好转及感染控制后二期改为内固定。
另外,一些股骨干骨折合并多发伤患者机体会出现严重的生理功能紊乱和代谢功能失调,不能耐受内固定手术打击,因此用外固定架临时固定,待病情稳定后再进行内固定手术[缘]。目前“ 二次手术”时机存在争议,大家较为认可Papeetal的观点,一般为外固定术后4-14d。
这是因为机体代谢紊乱纠正和全身炎症反应综合征( SIRS)以及多器官功能障碍综合征( MODS)的发生之间存在一个时间窗,即术后24-48h。在这一个相对安全的时间段内进行手术,既能避免病情加重,又能保证骨折手术取得良好效果,减少并发症。
2.2.2接骨板
目前临床报道的接骨板有:点状接触接骨板、有限接触接骨板、不接触接骨板、桥接接骨板、微创稳定系统接骨板、锁定加压接骨板等,其中股骨干骨折治疗以LCP最为常用。
LCP是在动力加压接骨板(DCP)和LC-DCP的基础上,结合AO的PC-FIX和微创固定系统的临床优势,于2001年研发出来的一种全新接骨板内固定系统。与普通接骨板相比,LCP在生物力学上具有以下优点:
① 从力学角度:普通加压接骨板固定原理是依靠接骨板与骨皮质之间的摩擦力,术中需要对接骨板进行精确预弯并拧紧螺钉,使接骨板完全贴服骨皮质,以达到最大的摩擦力效果,但是这样会增加术中一期复位丢失及术后接骨板断裂的风险。
而LCP依靠接骨板与锁定螺钉的角稳定性及螺钉与骨皮质之间的把持力来实现对骨折的固定。LCP的螺钉孔设计为动力加压孔和圆锥形螺纹孔构成动力加压孔可以使用标准螺钉实现轴向加压,同时也能使拉力螺钉对移位的骨折块实现加压固定;而圆锥形螺纹孔内具有螺纹,可以和锁定螺钉螺帽的螺纹锁扣,达到转移螺钉与接骨板之间力矩的作用,使纵向的应力能够传递至骨折端。
同时LCP不需要精密的塑形预弯,不同的解剖部位有相应的接骨板设计外形并且对锁定螺钉孔的分布密度及角度进行精确设计,这样就保证了螺钉与接骨板在轴向和成角方向上的稳定性,降低了复位丢失的风险。
② 从生物学角度:LCP不要求接骨板和骨干严密的贴合,从而降低了对骨外膜血运的损伤,保护骨折端的血运情况,更符合微创原则。因此,接骨板内固定由最初的加压接骨板到现在的LCP,基本上得到大多数学者的支持。
不过LCP也有自身无法克服的缺点,在接骨板的偏心固定及自身强度过大致应力遮挡的影响下,术后容易出现接骨板断裂、骨折不愈合及再次骨折等情况。医源性失误也是术后并发症的原因之一,常见医源性失误有:选用接骨板过短,接骨板与骨面间隙过大,手术操作失误,术后过早负重下地。
Gautier et al认为,理想的接骨板长度决定于2个值:接骨板的长度比(接骨板长度辕骨折长度)和螺钉的密度( 螺钉数/螺钉孔)。
长度比: 粉碎骨折应在2:1-3:1,简单骨折应在8:1-9:1;螺钉密度:应在0.4:1-0.5:1,相当于骨折端附近的2-3孔应空置,骨折每端使用3-4枚螺钉。Ahmad et al通过生物力学稳定性研究发现,LCP与骨面的间隙>5mm,接骨板的轴向及扭转强度均明显下降,而<2mm时无明显下降,因此建议LCP与骨面间距不应超过2mm。
手术操作方面,Kaab et al试验研究发现,拧入螺钉与LCP角度过于偏大,造成螺钉的把持力明显下降。事实上锁定螺钉与接骨板并不完全垂直,而是存在约5 。成角,这种设计目的在于减少锁定螺钉应力,因此术中应尽量使用瞄准器,避免改变钉道。
现在许多医师认为,LCP术后的患者可以承受早期完全负重,这种观念增加了接骨板或螺钉断裂的概率。有学者认为,最安全的方法是,影像学上显示骨折端出现明显骨痂才可以渐进性负重活动。
2.2.3 髓内钉
髓内钉固定包括Ⅴ型钉、梅花钉、弹性髓内钉、交锁髓内钉、自锁髓内钉。临床上应根据股骨干骨折的类型、患者年龄、骨密度、体重指数等各方面选择不同类型的髓内钉。交锁髓内钉由于稳定性好、固定可靠,已成为成人股骨干骨折髓内钉治疗的金标准。
这是因为相比于其它内固定方式,髓内钉的中心轴向固定方式更为牢固,应力阻挡少,在骨折愈合的早期能造成骨折端的局部微动,因此治疗骨折愈合率高。
髓内钉的手术方式可分为顺行和逆行置入,顺行髓内钉临床上较为常用,但是顺行髓内钉术后髋痛和股骨进针点周围的异位骨化较逆行多见;逆行髓内钉多用于同侧股骨和胫骨干骨折、顺行髓内钉切口周围有严重的软组织损伤及妊娠等不能顺行置入的情况。
以往有学者认为,由于逆行髓内钉进针部位位于膝关节囊内,术后容易引起膝关节疼痛或活动受限等并发症,但最近的研究发现,只要将髓内钉尾部埋入关节面下,同时选择适合长度的远端锁定钉,逆行髓内钉在取得良好治疗效果的同时,并不会增加膝关节的并发症发生。
目前国内外关于髓内钉的研究主要在扩髓与非扩髓这两方面争议较大。支持非扩髓者认为,扩髓时破坏髓内血供,同时电动扩髓时产生的热量可引起内侧皮质骨坏死,这些因素都将严重影响骨折愈合;而非扩髓能更好地保护髓内及骨皮质的血供。ElMoumni et al回顾性研究125例股骨干骨折患者发现,不扩髓置放股骨髓内钉患者的骨不连发生率及术后感染发生率均较扩髓组低。
另外,非扩髓不存在髓腔内压的显著升高,防止大量骨髓碎片及坏死组织因压力的关系进入全身静脉循环等情况,避免因扩髓导致的脂肪栓塞综合征、急性呼吸窘迫综合征、SIRS等并发症的发生,同时非扩髓与扩髓比较手术时间及失血量明显减少,这对多发创伤患者非常重要。
但是Hogel et al经动物实验研究发现,不扩髓的髓腔内压反而较扩髓的髓腔内压明显增高,他们的研究结果显示,用9mm、16mm扩髓后的髓内压分别为119mmHg(15.83kPa)和30.4mmHg(4.04kPa),而非扩髓者髓内压为2660mmHg( 353.78kPa)。
不过,Ozdemir et al 则认为Hogel et al动物实验所选用的扩髓器直径小于粤韵所规定的标准,结论的准确性有待进一步的认证。另一方面,支持扩髓的国内外学者认为,不论在力学还是生物学方面,扩髓都能达到更好的效果。
在力学方面,充分扩髓后能利用直径更大的髓内钉,意味着内固定物的抗弯、抗扭及抗轴向压缩能力更强,具有更强的力学特性,达到增加内固定稳定性的效果,同时保证了骨折端微血管在再生过程中避免因骨折端的过分活动而造成损害。
田冲等研究不同的髓内钉主钉直径对交锁髓内钉刚度及应力分布的影响,发现12mm主钉与10mm的相比,刚度增加76%,应力分布减少36%。在生物学方面,扩髓能产生更多的脂肪碎屑、坏死组织,造成局部炎性反应,炎性细胞会释放大量炎性介质。
有研究表明,接受扩髓髓内钉治疗的下肢骨折患者术后外周血中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1、IL-10、前列素E(PGE)等细胞因子的水平均经历一个由明显上升到逐渐恢复正常的过程,这些细胞因子会激活其它细胞及补体,刺激细胞生长因子与成骨细胞的作用,促进新的血液循环及骨痂生成。
Giannoudis et al 研究扩髓与非扩髓的比较发现,扩髓后血液中的血小板源性生长因子( PDGF)、血管内皮生长因子(VEGF)、胰岛素样生长因子( IGF)、转化生长因子(TGF)等均明显高于非扩髓组。EIMaraghy et al研究发现,尽管扩髓对髓腔内血运有破坏,但在血管生长因子的作用下,血运恢复快,术后6周皮质骨血运基本恢复正常。
同时,扩髓过程破坏了部分骨皮质,将髓腔内含有细胞和生长因子的物质挤到骨折部位,释放骨形成蛋白(BMP),诱导间充质干细胞(MSC)向成软骨细胞及成骨细胞转化,促进了骨质形成和成熟。
在术后并发症方面也有新的研究,Duan et al对Medline上有关股骨干骨折扩髓与非扩髓髓内钉术后并发症的文章进行数据分析,共找出209例扩髓与188例非扩髓进行比较,发现扩髓与非扩髓两者术后ARDS等发生率并无显著差异。
Agudelo et al进行了一项双盲的前瞻性临床研究,发现在麻醉诱导期按4ml/kg体重4min内快速静注7.5%高渗性盐水,能使扩髓髓内钉术后患者血液中性粒细胞水平降低,并且升高L-选择素(CD62L)的水平,提高术后自身的免疫功能,达到减少术后并发症的目的。
随着医疗技术的快速发展,在内固定材料不断创新的同时,手术技巧也得到改善。目前,髓内钉远端锁定多需依赖C臂机的定位,这种方法的不足之处是医务人员会摄入过多的X线。
另外,髓内钉闭合复位时无法直视骨折端,有可能导致复位后骨折块分离过大以及旋转畸形等,最终都会影响骨折愈合。因此,近年来许多新型髓内钉类型及非辐射性定位装置日益涌现。
骆鸣等应用逆行性可膨胀髓内钉治疗股骨干骨折,省略了扩髓及远端锁定等操作困难的步骤,手术时间、辐射暴露量均明显减少,并取得良好效果。
Arlettaz et al研究并评估一款新的非辐射性定位装置对髓内钉远端锁定的有效性,这套装置通过特制的引导线,准确定位远端的磁性发射器,研究中置入的所有螺钉中无一颗螺钉需要X线透视引导,同时CT也证实了锁定过程的高准确性。
该研究结果显示这款新型股骨髓内钉远端锁定螺钉定位系统具有较高的可靠性和准确性,其应用将有可能帮助骨科医师既能进行股骨髓内钉远端锁定螺钉定位,又能减少对辐射的暴露。
3 小结
良好复位、稳定内固定、早期功能锻炼是股骨干骨折愈合的3个主要治疗环节,其中稳定的内固定是骨折愈合的必要条件,也是骨折愈合的基础。随着骨折生物学固定原则的提出,传统的加压接骨板内固定已LCP所替代,LCP可最大限度地减少对骨折局部血供的损伤,可被看作是一种与骨膜“ 不接触”接骨板,属于“ 生物学钢板”范畴,但并发症发生率较高,应当严格掌握LCP适应证及规范术中操作。
而交锁髓内钉内固定通过中轴线弹性固定,可使骨折断端均匀承受轴向压力,骨折可获得良好的力线和对位,且负重时应力遮挡作用小,抗旋转、抗短缩及抗分离性更好。扩髓后的交锁髓内钉通过VEGF及BMP等各种细胞因子的作用,能进一步促进骨折的愈合。
随着计算机影像辅助设备的发展,髓内钉的技术将会进一步提高,可大大降低手术医师的辐射风险。总之,各种内固定器材有其各自的特点和适应范围,在具体的临床实践中需要根据各种不同的骨折类型、病情特点、全身及局部软组织情况等临床因素选择相应的、最适合的内固定方式。
来源:临床骨科杂志