切開復位鋼板螺釘內固定是老年肱骨近端骨折治療中應用最為廣泛的一類手術方式。近年來,越來越多的研究顯示術中加強肱骨近端內側柱支撐十分重要。目前,骨科醫生在應用切開復位鋼板螺釘內固定術治療肱骨近端骨折時,常采用植骨、骨水泥、內側支撐螺釘和內側支撐鋼板等多種方式加強肱骨近端內側柱的支撐。因此,該文就加強肱骨近端骨折內側柱支撐的方法及其在維持骨折復位、降低術后并發癥和改善術后肩關節功能活動等方面的作用作一綜述,旨在為肱骨近端骨折治療中根據骨折情況個性化選擇內側支撐方式提供一定參考。
引用本文: 陳維, 邢飛, 段鑫, 劉明, 陳家磊, 項舟. 內側柱支撐在肱骨近端骨折治療中的應用. 華西醫學, 2021, 36(10): 1424-1428. doi: 10.7507/1002-0179.201911177 復制
肱骨近端骨折是老年人中常見的骨折類型,大多數無明顯移位的肱骨近端骨折可以行保守治療。然而,對于骨折移位明顯或骨折塊粉碎的肱骨近端骨折,為了獲得良好的肩關節功能,則需要行手術治療,其中切開復位鋼板螺釘內固定是應用范圍最廣的一類手術方式[1]。然而,復位丟失和螺釘穿出關節面等并發癥一直是術后常面臨的難點,這在老年患者中尤為突出,因為常存在骨量減少或骨質疏松,無法為螺釘提供強有力的錨定點,所以切開復位鋼板螺釘內固定存在肱骨內翻及骨折復位丟失等風險。生物力學研究顯示,肱骨頭內側是肱骨近端強度最高的區域之一,術中維持肱骨近端內側柱支撐可以有效降低肱骨近端骨折術后相關并發癥的發生[2]。已有研究發現缺乏足夠的內側柱支撐是導致肱骨近端骨折復位丟失的獨立危險因素[3]。內側柱支撐在鎖定加壓鋼板中的應用可以有效分散應力,植骨、骨水泥、內側支撐螺釘及內側支撐鋼板的使用可以增強內固定的穩定性,減少相關并發癥的發生[4]。因此,提供有效的肱骨內側柱支撐對于肱骨近端骨折的治療至關重要。本文就目前應用的肱骨內側柱支撐的方法作一綜述,旨在為肱骨近端骨折治療中根據骨折情況個性化選擇內側支撐方式提供一定參考。
1 植骨
肱骨近端內側植骨可以有效填充肱骨近端內側骨缺損,進而實現對內側柱的有效支撐。目前常用的植骨來源包括自體髂骨、同種異體腓骨及人工骨。肱骨近端內側植骨包括松質骨植骨和皮質骨植骨,因來源不同,兩者具備不同的生物學特性。
1.1 松質骨植骨
髂骨作為自體松質骨,兼具支撐及成骨作用,是目前應用最為廣泛的一類自體骨,具備良好的生物相容性、骨傳導性及骨誘導性,很容易再血管化,缺損的部分骨質可以很快地得到替代和再生,具備較高的存活率[5]。Kim等[6]對21例24~87歲肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者進行了外側鋼板固定聯合自體髂骨植骨,隨訪24~50個月后顯示,所有患者都達到了骨愈合標準,且沒有出現內翻畸形和缺血壞死等并發癥,平均Neer肩關節功能評分為92分,提示自體髂骨移植可能是恢復肱骨內側穩定性的一種有效方式,但該研究同時使用了內側支撐螺釘且缺乏有效對照,因此對該研究結果的解讀需謹慎。Zhu等[7]對比分析了40例肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者的治療效果,其中18例使用自體髂骨植骨及鋼板螺釘內固定(試驗組),22例僅使用鋼板螺釘內固定(對照組),結果顯示試驗組患者均未出現肱骨頭高度明顯丟失、肱骨頭壞死及螺釘穿出肱骨頭等并發癥,而對照組有2例患者出現骨不愈合,且試驗組患者在前屈、后伸、內旋、外旋和外展等方向的肩關節活動度均優于對照組,且差異有統計學意義。然而,自體髂骨移植來源有限,可能出現髂骨取骨處感染、局部血腫、髂骨翼骨折以及腹腔臟器從取骨處突出成疝等并發癥,皮神經受損還可導致局部皮膚麻木。綜上,自體骨移植是目前治療骨缺損的金標準,填補缺損的同時能實現對內側柱的支撐,但來源有限及各種并發癥使其應用受到一定限制。
1.2 皮質骨植骨
肱骨近端皮質骨植骨因具備良好的力學性能,可以為肱骨近端骨折提供良好的力學支撐。同種異體腓骨是肱骨近端骨折治療中應用最多的一種皮質骨植骨方式,腓骨的直徑合適,可以植入肱骨近端的髓腔,可輔助復位,皮質的抗壓強度可以為內側柱提供強大的支撐,同時其皮質可作為螺釘額外的錨定點,增強內固定的穩定性。Chow等[8]對8對肱骨尸體標本進行了生物力學研究,在外科頸平面行1 cm的楔形截骨以模擬內側粉碎性骨折,試驗組在髓腔內植入長約8 cm的腓骨干,同時外側使用3.5 mm鎖定加壓鋼板固定,而對照組僅使用相同鋼板固定,在固定肱骨頭后對肱骨干施加周期性的內翻壓力,試驗組經歷25 000個循環后骨折處均未出現塌陷的跡象,而對照組中6例骨標本在經歷3 649~8 755個循環后出現固定失效,1例出現了螺釘穿出關節面。該研究的結論和方法與Mathison等[9]的研究相似,提示腓骨移植能顯著增強內固定的失效負荷,增加初始剛度,減少骨折移位。
而在臨床方面,Chen等[10]開展了一項前瞻性對照研究,將60例51~81歲伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者隨機分至2組,以比較鎖定加壓鋼板聯合異體腓骨移植(試驗組)與半肩置換(對照組)的療效差異,隨訪24~48個月后顯示,試驗組患者的Constant-Murley肩關節評分、DASH(Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand)評分、日常生活活動能力評分及肩關節活動范圍均優于對照組,且疼痛也明顯較輕。Lee等[11]對97例內側柱不穩且伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅱ~Ⅳ部分骨折患者進行了回顧性分析,發現與單用鋼板固定相比,鋼板聯合腓骨移植治療能更好地恢復和維持頸干角和肱骨頭高度,改善肩關節活動度。Hinds等[12]回顧性分析了鋼板固定聯合腓骨移植在老年肱骨近端骨折患者(大于65歲)與非老年肱骨近端骨折患者(小于65歲)中的療效,發現兩組患者的DASH評分、UCLA(University of California Los Angeles)肩關節評分和Constant-Murley肩關節評分差異無統計學意義,兩組患者的平均肱骨頭丟失高度分別為1.7 mm和1.6 mm,差異也無統計學意義,提示異體腓骨移植對增強老年人和非老年人肱骨近端骨折的穩定性均有效。然而,該研究也指出,對于不愿或不能術后早期活動的患者,該術式應謹慎使用。Panchal等[13]回顧性分析了36例22~94歲接受鋼板聯合腓骨移植治療的肱骨近端骨折患者,平均隨訪24個月后顯示,所有患者均達到了臨床愈合及影像學愈合的標準,美國肩肘外科協會評分為(80.4±13.7)分,UCLA評分為(28.8±5.1)分,平均頸干角為(129±14)°,肱骨頭平均丟失高度為1.6 mm,從(10.6±3.8)mm降至(9.2±3.5)mm,患者滿意度為89%。然而,異體腓骨移植也有其固有的缺點,如排異反應、潛在的疾病傳播風險、供體來源不足等,松質骨及皮質骨植骨的方法可實現內側柱支撐兼顧治療骨缺損,但增加了治療成本,建議可根據骨折類型選用,如伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折[10-11]。綜上,異體腓骨移植為內側柱支撐提供了一個選項,對于內側粉碎并伴有嚴重移位的患者可以在增強內側支撐的同時加強螺釘的抓持力,但其固有的缺點也限制了臨床應用。
2 骨水泥
目前有多種不同類型的骨水泥被應用于骨科手術中,其中包括硫酸鈣、磷酸鈣和聚甲基丙烯酸甲酯等,經過改性的骨水泥可具備良好的骨傳導性、生物力學強度和生物相容性,并可被部分降解[14]。目前骨水泥通過填充肱骨近端骨質缺損,進而實現對肱骨近端內側柱的間接支撐作用,同時能減少骨折碎片間的移動,增強抗壓縮及抗扭轉的能力,同時增強螺釘的抓持力,降低螺釘穿出肱骨近端的發生[15]。Kwon等[15]對骨水泥的生物力學性能進行了研究,將18對新鮮冰凍老年尸體肱骨(死亡年齡70~90歲)在外科頸及大轉子處分別制造一條骨折線以模擬肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折,同時用工具人為撞擊肱骨頭下1/3松質骨以模擬骨量減少及粉碎性骨折,并分別予以三葉草形鋼板、斜葉鋼板及克氏針固定,每組又分為骨水泥固定及無骨水泥2個亞組,骨水泥組予以10 mL磷酸鈣填充骨缺損處,然后模擬正常肩關節活動,包括外展、外旋及外旋至內固定失效。結果顯示,骨水泥固定能顯著減少三葉草形鋼板和克氏針固定的骨折碎片間移動,斜葉鋼板固定組也有輕微減少,同時增強了3種內固定的扭轉剛度。臨床研究方面,Robinson等[16]用Norian骨骼修復系統骨替代物對25例肱骨近端嚴重外翻患者的骨質缺損進行填充,結果1年內所有患者骨折均愈合,平均Constant評分為80分,DASH評分為22分。Egol等[17]的臨床研究也表明骨水泥的使用能顯著減少肱骨頭高度的丟失及螺釘穿出肱骨頭等并發癥的發生。而在另一項多中心隨機對照研究中,研究者將65歲以上肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折的患者隨機分配至試驗組和對照組,對照組予以肱骨近端內固定鎖定系統(proximal humeral internal locking system,PHILOS)鋼板固定,試驗組在PHILOS鋼板固定的基礎上選擇2~4枚螺釘予以5 mL骨水泥固定,初步分析顯示第6周隨訪時,59例患者中試驗組與對照組的并發癥發生率差異無統計學意義;最終該研究只納入67例患者,1年隨訪時有9例患者出現并發癥,兩組患者的并發癥發生率差異無統計學意義,同時兩組患者的功能評分和生活質量等方面的差異也無統計學意義[18]。該研究出現陰性結果的原因是多方面的,可能與兩組患者的內側柱恢復率(對照組62.9%,試驗組62.1%)相近以致骨水泥并沒有發揮出其內側支撐的優勢有關。綜上,目前關于骨水泥用于肱骨近端骨折內側支撐的臨床研究隨訪時間較短,遠期轉歸的報道較少[16-18],若骨水泥降解速度與成骨速度不匹配,則可能引起骨與骨水泥界面的松動,從而影響骨折的穩定性,而且部分骨水泥在其聚化過程釋放的熱量有引起骨與軟骨壞死的風險,因此在選用時應注意其聚化時產生的峰值溫度。總之,骨水泥為人工材料,來源相對充足,也可提供有效的內側支撐,但目前仍有若干問題需要解決。
3 內側支撐螺釘
由于受到肩袖產生的使之緊靠關節盂的張力的影響,肱骨頭有內翻活動的趨勢,完整的內側皮質能很好地抵抗這種張力,外側鋼板螺釘固定的肱骨近端骨折患者若內側骨皮質缺損沒有得到有效恢復,則術后可能出現肱骨頭內翻及螺釘從肱骨頭切出等畸形,內側支撐螺釘能有效地分散應力,提高內固定的穩定性[19]。內側支撐螺釘不會額外增加手術創傷,經濟負擔也小于骨移植、骨水泥及內側支撐鋼板,并且操作簡便,從外側鋼板斜行向肱骨頭內下方置入,到達肱骨頭關節面軟骨下5 mm內[20]。因肱骨近端內側骨缺損或粉碎性骨折等原因無法實現內側皮質支撐時,內側支撐螺釘可很好地重建內側柱的穩定性[21-22]。此外,內側支撐螺釘在髓內釘固定裝置中亦有應用。Fletcher等[19]對PHILOS鋼板的螺釘配置進行了有限元分析,發現除了螺釘間距和螺釘數量外,內側支撐螺釘是影響螺釘周圍骨應變和減少內固定失效的重要因素。同時Fletcher等[23]也對螺釘的長度進行了有限元分析,發現隨著螺釘尖端至關節面距離的延長,預計內固定失效危險度呈指數增長,這在內側支撐螺釘及骨量較少的標本中表現得尤為突出。Zhang等[21]對內側螺釘進行了生物力學分析,對12例人造肱骨進行楔形截骨以模擬骨折,將其分為4組,分別為內側皮質支撐+內側螺釘支撐組、內側皮質支撐組、內側螺釘支撐組及無支撐組,并進行了動態疲勞力學試驗、準靜態軸向壓縮、三點彎曲及扭轉試驗。結果顯示,在各項測試中,內側皮質支撐+內側螺釘支撐組強度最大,內側皮質支撐組次之,而無支撐組最弱。Ponce等[22]對肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折模型進行了生物力學研究,發現內側柱粉碎性骨折能使PHILOS鋼板的失效負荷降低約一半,而內側支撐螺釘的使用可以使失效負荷提升約1/3。Kim等[20]對比了164例伴有內側柱粉碎的肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折患者,其中一組采用鋼板螺釘及內側支撐螺釘固定,另一組采用鋼板螺釘固定聯合腓骨髓內移植。結果顯示,盡管對于肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折,隨訪12周后,腓骨移植組在頸干角方面優于內側支撐螺釘組,但2組的Constant評分及視覺模擬評分法疼痛評分沒有明顯差異;而對于肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折,腓骨移植組在頸干角、Constant評分及視覺模擬評分法疼痛評分等方面均優于內側支撐螺釘組。Zeng等[24]回顧性分析了181例肱骨近端骨折患者,總體預后方面,皮質支撐組最好,而內側螺釘支撐組優于無支撐組。總之,從生物力學方面來看,支撐螺釘越多越固定與穩定,但臨床中放置多少內側支撐螺釘合適,目前仍缺乏高質量的臨床研究。
此外,復雜骨折可能從內側支撐螺釘中獲益更多,Zhang等[25]的前瞻性隨機對照研究顯示,對于肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折,內側螺釘支撐組與無支撐組患者的頸干角及頸干角丟失程度差異無統計學意義,提示Neer分型并不能反映內側皮質受損情況,肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折是否需要內側螺釘支撐可能需要通過內側骨皮質情況來判斷。然而,Bai等[26]用2顆內側支撐螺釘聯合外側鋼板固定18對尸體肱骨近端骨折模型的研究顯示,對于內側皮質缺損者,內側支撐螺釘能顯著提高扭轉、軸向及剪切的穩定性,而內側皮質完整者只有扭轉穩定性得到提高。該研究同時也發現對于肱骨頭內翻20°畸形者,內側支撐螺釘也沒有明顯的生物力學優勢。故在臨床工作中,若內翻角度過大,則提示可能需要植骨或利用其他內固定方式。與內側支撐螺釘相似,Beirer等[27]使用了多軸鎖定板結合螺旋形葉片裝置恢復內側皮質支撐治療了12例患者,螺旋葉片裝置位置與內側螺釘相似,并用2顆額外的螺釘固定以形成穩定的三角結構,隨訪48周后發現與單用多軸鎖定鋼板及單軸鎖定板相比,能減少內翻移位的發生率。
綜上,對于內側皮質完整的肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折,僅使用內側皮質支撐即可獲得良好的穩定性。內側支撐螺釘不增加額外的手術操作,對于內側柱粉碎的肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折也能起到一定的支撐作用,可與其他支撐方式聯合使用,但對于肱骨頭內翻角度過大的骨折沒有明顯的優勢。
4 內側支撐鋼板
理論上,內外側聯合鋼板能夠提供比單用外側鋼板更加強大的穩定性,同時能實現對內側柱的支撐,內側入路也能為術者提供更加清晰的視野。He等[28]通過有限元分析發現,與外側單用鋼板固定相比,外側鋼板聯合內側支撐鋼板能有效提高抗壓和抗旋轉的強度,明顯降低最大范式等效應力,減少骨折移位的發生,并且內側支撐鋼板在伴有骨質疏松的骨折中優勢更加明顯。值得一提的是,強度的增加不一定單純是由增加的鋼板引起的,而是與鋼板的位置有很大的關系。Hessmann等[29]對比分析了外側角固定PHILOS鋼板與外側聯合腹側雙1/3管狀鋼板固定不穩定肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折模型,也發現雙鋼板并無優勢。然而,內側支撐鋼板手術可能損害旋肱前動脈,從而導致術后肱骨頭壞死,且對正常組織解剖分離較多,不利于術后康復,2塊鋼板的應用也加重了患者的經濟負擔,故目前相關臨床應用及研究較少[30]。王禮寧等[31]比較了53例患者分別采用外側鋼板聯合內側支撐鋼板、單用外側鋼板及人工半肩關節置換治療肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折的臨床效果,術后3、12個月時,外側鋼板聯合內側支撐鋼板組的Neer肩關節功能評分最高;而在隨訪12個月時,內側鋼板支撐組與單鋼板組的肱骨頭內翻角分別為(1.42±0.24)°和(3.61±1.68)°,肱骨頭丟失高度分別為(1.26±0.25)mm和(3.79±0.38)mm,差異均有統計學意義。此外,也有學者報道使用外側鋼板聯合髓內鋼板固定,然而病例較少,隨著髓內釘應用,髓內鋼板并無明顯優勢[32]。
5 小結與展望
綜上所述,目前肱骨近端骨折的治療沒有公認的方案,但恢復內側柱的穩定性已逐漸成為共識,粉碎性骨折和骨缺損仍是骨折治療的一個難點,單純的鋼板螺釘內固定并發癥多,各種內側柱支撐方案各有短板。骨折治療的原則基本已經確定,未來的研究應更加注重細節改進,以減少并發癥,并最大程度地保留關節功能,為復雜骨折提供個性化的治療,減少關節置換的需求。隨著骨組織工程的進展,兼具良好力學支撐及成骨作用的負載干細胞支架或許可為復雜骨折提供更有效的治療手段。
肱骨近端骨折是老年人中常見的骨折類型,大多數無明顯移位的肱骨近端骨折可以行保守治療。然而,對于骨折移位明顯或骨折塊粉碎的肱骨近端骨折,為了獲得良好的肩關節功能,則需要行手術治療,其中切開復位鋼板螺釘內固定是應用范圍最廣的一類手術方式[1]。然而,復位丟失和螺釘穿出關節面等并發癥一直是術后常面臨的難點,這在老年患者中尤為突出,因為常存在骨量減少或骨質疏松,無法為螺釘提供強有力的錨定點,所以切開復位鋼板螺釘內固定存在肱骨內翻及骨折復位丟失等風險。生物力學研究顯示,肱骨頭內側是肱骨近端強度最高的區域之一,術中維持肱骨近端內側柱支撐可以有效降低肱骨近端骨折術后相關并發癥的發生[2]。已有研究發現缺乏足夠的內側柱支撐是導致肱骨近端骨折復位丟失的獨立危險因素[3]。內側柱支撐在鎖定加壓鋼板中的應用可以有效分散應力,植骨、骨水泥、內側支撐螺釘及內側支撐鋼板的使用可以增強內固定的穩定性,減少相關并發癥的發生[4]。因此,提供有效的肱骨內側柱支撐對于肱骨近端骨折的治療至關重要。本文就目前應用的肱骨內側柱支撐的方法作一綜述,旨在為肱骨近端骨折治療中根據骨折情況個性化選擇內側支撐方式提供一定參考。
1 植骨
肱骨近端內側植骨可以有效填充肱骨近端內側骨缺損,進而實現對內側柱的有效支撐。目前常用的植骨來源包括自體髂骨、同種異體腓骨及人工骨。肱骨近端內側植骨包括松質骨植骨和皮質骨植骨,因來源不同,兩者具備不同的生物學特性。
1.1 松質骨植骨
髂骨作為自體松質骨,兼具支撐及成骨作用,是目前應用最為廣泛的一類自體骨,具備良好的生物相容性、骨傳導性及骨誘導性,很容易再血管化,缺損的部分骨質可以很快地得到替代和再生,具備較高的存活率[5]。Kim等[6]對21例24~87歲肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者進行了外側鋼板固定聯合自體髂骨植骨,隨訪24~50個月后顯示,所有患者都達到了骨愈合標準,且沒有出現內翻畸形和缺血壞死等并發癥,平均Neer肩關節功能評分為92分,提示自體髂骨移植可能是恢復肱骨內側穩定性的一種有效方式,但該研究同時使用了內側支撐螺釘且缺乏有效對照,因此對該研究結果的解讀需謹慎。Zhu等[7]對比分析了40例肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者的治療效果,其中18例使用自體髂骨植骨及鋼板螺釘內固定(試驗組),22例僅使用鋼板螺釘內固定(對照組),結果顯示試驗組患者均未出現肱骨頭高度明顯丟失、肱骨頭壞死及螺釘穿出肱骨頭等并發癥,而對照組有2例患者出現骨不愈合,且試驗組患者在前屈、后伸、內旋、外旋和外展等方向的肩關節活動度均優于對照組,且差異有統計學意義。然而,自體髂骨移植來源有限,可能出現髂骨取骨處感染、局部血腫、髂骨翼骨折以及腹腔臟器從取骨處突出成疝等并發癥,皮神經受損還可導致局部皮膚麻木。綜上,自體骨移植是目前治療骨缺損的金標準,填補缺損的同時能實現對內側柱的支撐,但來源有限及各種并發癥使其應用受到一定限制。
1.2 皮質骨植骨
肱骨近端皮質骨植骨因具備良好的力學性能,可以為肱骨近端骨折提供良好的力學支撐。同種異體腓骨是肱骨近端骨折治療中應用最多的一種皮質骨植骨方式,腓骨的直徑合適,可以植入肱骨近端的髓腔,可輔助復位,皮質的抗壓強度可以為內側柱提供強大的支撐,同時其皮質可作為螺釘額外的錨定點,增強內固定的穩定性。Chow等[8]對8對肱骨尸體標本進行了生物力學研究,在外科頸平面行1 cm的楔形截骨以模擬內側粉碎性骨折,試驗組在髓腔內植入長約8 cm的腓骨干,同時外側使用3.5 mm鎖定加壓鋼板固定,而對照組僅使用相同鋼板固定,在固定肱骨頭后對肱骨干施加周期性的內翻壓力,試驗組經歷25 000個循環后骨折處均未出現塌陷的跡象,而對照組中6例骨標本在經歷3 649~8 755個循環后出現固定失效,1例出現了螺釘穿出關節面。該研究的結論和方法與Mathison等[9]的研究相似,提示腓骨移植能顯著增強內固定的失效負荷,增加初始剛度,減少骨折移位。
而在臨床方面,Chen等[10]開展了一項前瞻性對照研究,將60例51~81歲伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折患者隨機分至2組,以比較鎖定加壓鋼板聯合異體腓骨移植(試驗組)與半肩置換(對照組)的療效差異,隨訪24~48個月后顯示,試驗組患者的Constant-Murley肩關節評分、DASH(Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand)評分、日常生活活動能力評分及肩關節活動范圍均優于對照組,且疼痛也明顯較輕。Lee等[11]對97例內側柱不穩且伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅱ~Ⅳ部分骨折患者進行了回顧性分析,發現與單用鋼板固定相比,鋼板聯合腓骨移植治療能更好地恢復和維持頸干角和肱骨頭高度,改善肩關節活動度。Hinds等[12]回顧性分析了鋼板固定聯合腓骨移植在老年肱骨近端骨折患者(大于65歲)與非老年肱骨近端骨折患者(小于65歲)中的療效,發現兩組患者的DASH評分、UCLA(University of California Los Angeles)肩關節評分和Constant-Murley肩關節評分差異無統計學意義,兩組患者的平均肱骨頭丟失高度分別為1.7 mm和1.6 mm,差異也無統計學意義,提示異體腓骨移植對增強老年人和非老年人肱骨近端骨折的穩定性均有效。然而,該研究也指出,對于不愿或不能術后早期活動的患者,該術式應謹慎使用。Panchal等[13]回顧性分析了36例22~94歲接受鋼板聯合腓骨移植治療的肱骨近端骨折患者,平均隨訪24個月后顯示,所有患者均達到了臨床愈合及影像學愈合的標準,美國肩肘外科協會評分為(80.4±13.7)分,UCLA評分為(28.8±5.1)分,平均頸干角為(129±14)°,肱骨頭平均丟失高度為1.6 mm,從(10.6±3.8)mm降至(9.2±3.5)mm,患者滿意度為89%。然而,異體腓骨移植也有其固有的缺點,如排異反應、潛在的疾病傳播風險、供體來源不足等,松質骨及皮質骨植骨的方法可實現內側柱支撐兼顧治療骨缺損,但增加了治療成本,建議可根據骨折類型選用,如伴有骨質疏松的肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折[10-11]。綜上,異體腓骨移植為內側柱支撐提供了一個選項,對于內側粉碎并伴有嚴重移位的患者可以在增強內側支撐的同時加強螺釘的抓持力,但其固有的缺點也限制了臨床應用。
2 骨水泥
目前有多種不同類型的骨水泥被應用于骨科手術中,其中包括硫酸鈣、磷酸鈣和聚甲基丙烯酸甲酯等,經過改性的骨水泥可具備良好的骨傳導性、生物力學強度和生物相容性,并可被部分降解[14]。目前骨水泥通過填充肱骨近端骨質缺損,進而實現對肱骨近端內側柱的間接支撐作用,同時能減少骨折碎片間的移動,增強抗壓縮及抗扭轉的能力,同時增強螺釘的抓持力,降低螺釘穿出肱骨近端的發生[15]。Kwon等[15]對骨水泥的生物力學性能進行了研究,將18對新鮮冰凍老年尸體肱骨(死亡年齡70~90歲)在外科頸及大轉子處分別制造一條骨折線以模擬肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折,同時用工具人為撞擊肱骨頭下1/3松質骨以模擬骨量減少及粉碎性骨折,并分別予以三葉草形鋼板、斜葉鋼板及克氏針固定,每組又分為骨水泥固定及無骨水泥2個亞組,骨水泥組予以10 mL磷酸鈣填充骨缺損處,然后模擬正常肩關節活動,包括外展、外旋及外旋至內固定失效。結果顯示,骨水泥固定能顯著減少三葉草形鋼板和克氏針固定的骨折碎片間移動,斜葉鋼板固定組也有輕微減少,同時增強了3種內固定的扭轉剛度。臨床研究方面,Robinson等[16]用Norian骨骼修復系統骨替代物對25例肱骨近端嚴重外翻患者的骨質缺損進行填充,結果1年內所有患者骨折均愈合,平均Constant評分為80分,DASH評分為22分。Egol等[17]的臨床研究也表明骨水泥的使用能顯著減少肱骨頭高度的丟失及螺釘穿出肱骨頭等并發癥的發生。而在另一項多中心隨機對照研究中,研究者將65歲以上肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折的患者隨機分配至試驗組和對照組,對照組予以肱骨近端內固定鎖定系統(proximal humeral internal locking system,PHILOS)鋼板固定,試驗組在PHILOS鋼板固定的基礎上選擇2~4枚螺釘予以5 mL骨水泥固定,初步分析顯示第6周隨訪時,59例患者中試驗組與對照組的并發癥發生率差異無統計學意義;最終該研究只納入67例患者,1年隨訪時有9例患者出現并發癥,兩組患者的并發癥發生率差異無統計學意義,同時兩組患者的功能評分和生活質量等方面的差異也無統計學意義[18]。該研究出現陰性結果的原因是多方面的,可能與兩組患者的內側柱恢復率(對照組62.9%,試驗組62.1%)相近以致骨水泥并沒有發揮出其內側支撐的優勢有關。綜上,目前關于骨水泥用于肱骨近端骨折內側支撐的臨床研究隨訪時間較短,遠期轉歸的報道較少[16-18],若骨水泥降解速度與成骨速度不匹配,則可能引起骨與骨水泥界面的松動,從而影響骨折的穩定性,而且部分骨水泥在其聚化過程釋放的熱量有引起骨與軟骨壞死的風險,因此在選用時應注意其聚化時產生的峰值溫度。總之,骨水泥為人工材料,來源相對充足,也可提供有效的內側支撐,但目前仍有若干問題需要解決。
3 內側支撐螺釘
由于受到肩袖產生的使之緊靠關節盂的張力的影響,肱骨頭有內翻活動的趨勢,完整的內側皮質能很好地抵抗這種張力,外側鋼板螺釘固定的肱骨近端骨折患者若內側骨皮質缺損沒有得到有效恢復,則術后可能出現肱骨頭內翻及螺釘從肱骨頭切出等畸形,內側支撐螺釘能有效地分散應力,提高內固定的穩定性[19]。內側支撐螺釘不會額外增加手術創傷,經濟負擔也小于骨移植、骨水泥及內側支撐鋼板,并且操作簡便,從外側鋼板斜行向肱骨頭內下方置入,到達肱骨頭關節面軟骨下5 mm內[20]。因肱骨近端內側骨缺損或粉碎性骨折等原因無法實現內側皮質支撐時,內側支撐螺釘可很好地重建內側柱的穩定性[21-22]。此外,內側支撐螺釘在髓內釘固定裝置中亦有應用。Fletcher等[19]對PHILOS鋼板的螺釘配置進行了有限元分析,發現除了螺釘間距和螺釘數量外,內側支撐螺釘是影響螺釘周圍骨應變和減少內固定失效的重要因素。同時Fletcher等[23]也對螺釘的長度進行了有限元分析,發現隨著螺釘尖端至關節面距離的延長,預計內固定失效危險度呈指數增長,這在內側支撐螺釘及骨量較少的標本中表現得尤為突出。Zhang等[21]對內側螺釘進行了生物力學分析,對12例人造肱骨進行楔形截骨以模擬骨折,將其分為4組,分別為內側皮質支撐+內側螺釘支撐組、內側皮質支撐組、內側螺釘支撐組及無支撐組,并進行了動態疲勞力學試驗、準靜態軸向壓縮、三點彎曲及扭轉試驗。結果顯示,在各項測試中,內側皮質支撐+內側螺釘支撐組強度最大,內側皮質支撐組次之,而無支撐組最弱。Ponce等[22]對肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折模型進行了生物力學研究,發現內側柱粉碎性骨折能使PHILOS鋼板的失效負荷降低約一半,而內側支撐螺釘的使用可以使失效負荷提升約1/3。Kim等[20]對比了164例伴有內側柱粉碎的肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折患者,其中一組采用鋼板螺釘及內側支撐螺釘固定,另一組采用鋼板螺釘固定聯合腓骨髓內移植。結果顯示,盡管對于肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折,隨訪12周后,腓骨移植組在頸干角方面優于內側支撐螺釘組,但2組的Constant評分及視覺模擬評分法疼痛評分沒有明顯差異;而對于肱骨近端Neer分型Ⅳ部分骨折,腓骨移植組在頸干角、Constant評分及視覺模擬評分法疼痛評分等方面均優于內側支撐螺釘組。Zeng等[24]回顧性分析了181例肱骨近端骨折患者,總體預后方面,皮質支撐組最好,而內側螺釘支撐組優于無支撐組。總之,從生物力學方面來看,支撐螺釘越多越固定與穩定,但臨床中放置多少內側支撐螺釘合適,目前仍缺乏高質量的臨床研究。
此外,復雜骨折可能從內側支撐螺釘中獲益更多,Zhang等[25]的前瞻性隨機對照研究顯示,對于肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折,內側螺釘支撐組與無支撐組患者的頸干角及頸干角丟失程度差異無統計學意義,提示Neer分型并不能反映內側皮質受損情況,肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折是否需要內側螺釘支撐可能需要通過內側骨皮質情況來判斷。然而,Bai等[26]用2顆內側支撐螺釘聯合外側鋼板固定18對尸體肱骨近端骨折模型的研究顯示,對于內側皮質缺損者,內側支撐螺釘能顯著提高扭轉、軸向及剪切的穩定性,而內側皮質完整者只有扭轉穩定性得到提高。該研究同時也發現對于肱骨頭內翻20°畸形者,內側支撐螺釘也沒有明顯的生物力學優勢。故在臨床工作中,若內翻角度過大,則提示可能需要植骨或利用其他內固定方式。與內側支撐螺釘相似,Beirer等[27]使用了多軸鎖定板結合螺旋形葉片裝置恢復內側皮質支撐治療了12例患者,螺旋葉片裝置位置與內側螺釘相似,并用2顆額外的螺釘固定以形成穩定的三角結構,隨訪48周后發現與單用多軸鎖定鋼板及單軸鎖定板相比,能減少內翻移位的發生率。
綜上,對于內側皮質完整的肱骨近端Neer分型Ⅱ部分骨折,僅使用內側皮質支撐即可獲得良好的穩定性。內側支撐螺釘不增加額外的手術操作,對于內側柱粉碎的肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折也能起到一定的支撐作用,可與其他支撐方式聯合使用,但對于肱骨頭內翻角度過大的骨折沒有明顯的優勢。
4 內側支撐鋼板
理論上,內外側聯合鋼板能夠提供比單用外側鋼板更加強大的穩定性,同時能實現對內側柱的支撐,內側入路也能為術者提供更加清晰的視野。He等[28]通過有限元分析發現,與外側單用鋼板固定相比,外側鋼板聯合內側支撐鋼板能有效提高抗壓和抗旋轉的強度,明顯降低最大范式等效應力,減少骨折移位的發生,并且內側支撐鋼板在伴有骨質疏松的骨折中優勢更加明顯。值得一提的是,強度的增加不一定單純是由增加的鋼板引起的,而是與鋼板的位置有很大的關系。Hessmann等[29]對比分析了外側角固定PHILOS鋼板與外側聯合腹側雙1/3管狀鋼板固定不穩定肱骨近端Neer分型Ⅲ部分骨折模型,也發現雙鋼板并無優勢。然而,內側支撐鋼板手術可能損害旋肱前動脈,從而導致術后肱骨頭壞死,且對正常組織解剖分離較多,不利于術后康復,2塊鋼板的應用也加重了患者的經濟負擔,故目前相關臨床應用及研究較少[30]。王禮寧等[31]比較了53例患者分別采用外側鋼板聯合內側支撐鋼板、單用外側鋼板及人工半肩關節置換治療肱骨近端Neer分型Ⅲ~Ⅳ部分骨折的臨床效果,術后3、12個月時,外側鋼板聯合內側支撐鋼板組的Neer肩關節功能評分最高;而在隨訪12個月時,內側鋼板支撐組與單鋼板組的肱骨頭內翻角分別為(1.42±0.24)°和(3.61±1.68)°,肱骨頭丟失高度分別為(1.26±0.25)mm和(3.79±0.38)mm,差異均有統計學意義。此外,也有學者報道使用外側鋼板聯合髓內鋼板固定,然而病例較少,隨著髓內釘應用,髓內鋼板并無明顯優勢[32]。
5 小結與展望
綜上所述,目前肱骨近端骨折的治療沒有公認的方案,但恢復內側柱的穩定性已逐漸成為共識,粉碎性骨折和骨缺損仍是骨折治療的一個難點,單純的鋼板螺釘內固定并發癥多,各種內側柱支撐方案各有短板。骨折治療的原則基本已經確定,未來的研究應更加注重細節改進,以減少并發癥,并最大程度地保留關節功能,為復雜骨折提供個性化的治療,減少關節置換的需求。隨著骨組織工程的進展,兼具良好力學支撐及成骨作用的負載干細胞支架或許可為復雜骨折提供更有效的治療手段。