引用本文： 李清, 張世民. 頭髓釘治療股骨粗隆間骨折中遠側交鎖螺釘應用的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(9): 1177-1180. doi: 10.7507/1002-1892.20140254 復制
目前，臨床常用頭髓釘固定治療股骨粗隆間骨折，并獲得一定療效。頭髓釘由3部分組成：①髓內釘主釘：分為插入股骨髁部的全長頭髓釘和不超過股骨前弓頂點的短型頭髓釘；②近側頭頸骨塊固定物：包括單枚植入物（粗大的拉力螺釘或螺旋刀片）和多枚植入物（2枚較細的螺釘）；③遠側交鎖螺釘。目前針對近側頭頸骨塊固定物的生物力學及其并發癥已有大量研究，如評定內植物在股骨頭內位置的尖頂距、帕克（Parker）比例，內固定失敗螺釘切出、螺旋刀片穿透或切入等并發癥[1-6]。近年對遠側交鎖螺釘的生物力學及其相關并發癥研究也逐漸增多，并取得一定進展，現對此作一綜述。
1 生物力學研究
頭髓釘的遠側交鎖螺釘有靜力交鎖和動力交鎖兩種固定方式。靜力交鎖螺釘在正常情況下承擔軸向壓力（內側壓力、外側張力）和橫向扭轉力；動力交鎖螺釘僅承擔扭轉力[7]。如果通過術中復位能使骨塊間的骨皮質相互接觸，那么頭髓釘承受的壓力將主要通過骨皮質傳導；然而，如果骨折斷端骨皮質連續性未能恢復，軸向壓力則將通過主釘傳導至遠側交鎖螺釘。
1992年Rosenblum等[8]采用標準型Gamma釘固定10例成人股骨粗隆間骨折標本，比較了使用或不使用遠側交鎖螺釘對股骨近端應力分布的影響。在生物力學試驗機上對股骨近端施加1 800 N的軸向載荷，結果顯示無論在穩定型骨折模型（兩部分骨折）還是不穩定型骨折模型（四部分骨折），遠側交鎖螺釘使用與否均不會改變股骨近端骨皮質的應力分布。1995年Bostrom等[9]用長型髓內髖螺釘固定10例成人不穩定型股骨粗隆間骨折標本，通過在股骨近端施加1 400 N的軸向載荷，結果同樣發現有無遠側交鎖螺釘并不影響股骨近端和遠端骨皮質所承受的應力。
近年來的研究重點關注遠側交鎖螺釘對股骨近端扭轉力載荷的影響。2013年Kane等[10]采用10具女性骨質疏松股骨標本，模擬股骨粗隆間穩定型骨折并進行配對研究，插入長型頭髓釘后，對比使用與不使用遠側交鎖螺釘對股骨近端扭矩剛度的影響，結果表明兩者之間無顯著差異。2013年Gallagher等[11]采用11具不穩定型股骨粗隆間骨折標本，經長型Gamma釘固定后，對比使用或不使用遠側交鎖螺釘情況下，股骨近端所能承受的最大扭矩載荷。結果發現，使用組平均最大扭矩載荷為57.9 N·m，不使用組僅為29.1 N·m，差異有統計學意義。使用組11具標本中，6具內固定失效發生在近側頭頸螺釘入釘點的骨皮質處，5具發生在遠側交鎖螺釘水平；而不使用組11具標本均發生在股骨近端。他們認為對于不穩定型股骨粗隆間骨折，使用遠側交鎖螺釘能提供額外的內固定穩定性，能更有效傳導和分散作用于股骨近端的扭轉力載荷，使股骨近端最大扭矩載荷顯著增加。
2010年Efstahopoulos等[12]有限元研究表明，應用遠側交鎖螺釘可分擔短型頭髓釘所承受的載荷；將交鎖螺釘向近端移動，能減少遠側主釘釘尖所受應力，但會增加近側頭頸螺釘所受應力。合理設計交鎖螺釘的位置，能夠平衡主釘與頭頸螺釘所承受的應力，以減少主釘與頭頸螺釘結合處斷釘（斜孔部位）和主釘尖遠端骨折的發生。
綜合上述研究，遠側交鎖螺釘主要作用包括：①維持股骨長度，防止骨塊下沉；②控制股骨干旋轉；③分擔主釘應力載荷；④增加“股骨-髓內釘復合體”的整體扭矩剛度。我們分析，對于穩定型的兩部分順向股骨粗隆間骨折，可以不使用遠側交鎖螺釘。首先通過良好閉合復位，骨塊間皮質可充分對位嵌合，愈合期間骨折端的滑動短縮非常有限；其次，股骨外側皮質存留較多，使用近側頭頸螺釘（螺旋刀片）經主釘斜孔固定后，能夠獲得頭頸骨塊與股骨干之間的旋轉穩定；再者，由于骨皮質對位好，股骨近端承受應力大部分通過內側骨皮質向遠端傳導，頭髓釘本身所受軸向載荷減少。在不使用遠側交鎖螺釘情況下，“股骨-頭髓釘復合體”的失效載荷強度已超過了股骨近端在生理狀態下的所受負荷。而對于不穩定型股骨粗隆間骨折，由于骨折端粉碎、間隙增大，頭頸骨塊經二次滑動、嵌緊后，股骨短縮明顯；近側頭頸螺釘（螺旋刀片）穿過薄弱的股骨外側皮質，對股骨干旋轉控制力有限；骨折端皮質對位不充分，早期負荷主要由頭髓釘承擔，要求內固定物整體有更高的失效載荷強度。因此，治療這類不穩定型的三、四部分骨折，必須使用遠側交鎖螺釘。
2 臨床應用
目前臨床上采用頭髓釘治療股骨粗隆間骨折，常規植入遠側交鎖螺釘。爭議主要集中在靜態交鎖和動態交鎖的選擇，以及后期是否需要動力化等方面。但近年有醫生對于穩定型股骨粗隆間骨折，嘗試不使用遠側交鎖螺釘。2009年Ozkan等[13]報道了24例股骨粗隆間骨折患者，男10例，女14例；平均年齡74歲；AO分型A1型8例，A2型16例；采用股骨近端髓內釘治療（股骨頭內2枚螺釘），但不使用遠側交鎖螺釘；術后在患者能耐受前提下，早期全負重活動。結果所有患者骨折均愈合，平均愈合時間14周；未發生股骨頭內螺釘切出、骨折延遲愈合或不愈合；1例出現股骨頭內2枚螺釘的反“Z”字現象，手術取出后疼痛緩解；術后Harris評分獲優良14例，可9例，差1例；Barthel活動功能評分17例達良好。他們認為對穩定型股骨粗隆間骨折，股骨頭內的2枚螺釘能夠控制頭頸骨塊的旋轉；經完整的股骨外側皮質打入，能夠控制股骨干的旋轉。考慮減少手術時間、麻醉時間及術中X線暴露等因素，建議對于AO分型為A1和A2型的股骨粗隆間骨折患者可不使用遠側交鎖螺釘。
目前有關不使用遠側交鎖螺釘的臨床報道較少，使用與不使用交鎖螺釘療效是否相當，尚需進一步觀察明確。
3 操作難點
短型頭髓釘的遠側交鎖螺釘在體外導向器下植入，因距離短，髓內釘在體內變形小，一次性植入準確性較高；但交鎖螺釘是在股骨干上打入，螺釘處有應力集中現象，易出現經過交鎖螺釘孔的二次骨折。長型頭髓釘的遠側交鎖螺釘因植入距離長、髓內釘變形和體外導向器的偏差，一次性植入準確性顯著下降，有時需徒手操作，延長了手術時間，增加麻醉時間，對于有多項內科合并癥的老年患者尤其不利。此外，目前植釘過程大多需X線多次透視確認，患者及術者均接受了更多電離輻射。既往有報道采用徒手植釘技術，但具體操作因各廠家產品不同而有所不同，且與術者個人經驗有關，學習曲線長，可重復性較低[14-16]。新近出現的電磁導航植釘技術，有植釘準確、快速和無需X線透視等優點[17-19]，應用前景良好，但價格較昂貴。
4 并發癥
相較于近側頭頸骨塊內固定物，遠側交鎖螺釘并發癥少見，主要包括：①由于操作不當，植入遠側交鎖螺釘時損傷位于股骨內側的股動脈及其分支，導致術后血腫、動靜脈瘺或假性血管瘤形成；②交鎖螺釘處應力集中，易發生二次骨折；③交鎖螺釘斷裂，髓內釘獲得自然動力化。其中血管損傷并發癥易被忽略，血管損傷多為急性[20-24]，但也可是遲發性。2006年Bose等[25]報道1例11歲患兒因股骨干骨折接受長型頭髓釘內固定治療，股骨遠端采用2枚交鎖螺釘固定，術后4年出現大腿遠端內側腫脹，經MRI檢查確診為假性血管瘤形成，2枚交鎖螺釘釘尖均位于血管瘤內。Riina等[26]的解剖學研究顯示，股動脈全程走行于大腿內側，平均有15條分支血管，散布于股骨各水平面。因此，不論應用短型或長型頭髓釘，不同水平植入的遠側交鎖螺釘均有可能傷及內側血管。
在實際手術操作中，因骨折復位和術中方便插入主釘的需要，患側大腿置于內收內旋位。2004年Yang等[27]測量了下肢處于中立位、內收20°和內收20°聯合內旋20° 3種體位下，59例股淺動脈在會陰以遠8～9 cm平面至股骨的距離，結果分別為20.28、11.85和9.53 mm；其中內收內旋位顯著縮短了股淺動脈與股骨干間的距離，增加了術中損傷風險。因此，他們建議在植入遠側交鎖螺釘時，宜將患肢恢復中立位，以減少損傷股內側血管的幾率。該研究小組2013年通過CT血管造影檢查獲取了40例下肢無骨折患者的雙側股骨及大腿動脈影像資料，觀察大腿中立位時，采用亞洲型股骨近端抗旋髓內釘（PFNA-Ⅱ，200、300 mm長）和股骨粗隆間及粗隆下髓內釘（ITST，180、300 mm長）共2種品牌4種規格的頭髓釘固定后，遠側交鎖螺釘與股淺、深動脈之間的關系。結果顯示兩組短型頭髓釘的遠側交鎖螺釘與股深動脈之間距離最近，平均僅10 mm[PFNA-Ⅱ200 mm（9.87±5.83）mm，ITST 180 mm（9.24±4.74）mm]，易導致醫源性損傷；兩者與股淺動脈的距離較遠，損傷風險相對較小。對于兩組長型頭髓釘，股淺動脈在遠側交鎖螺釘水平已位于股骨后側，故不易被損傷[28]。
頭髓釘治療股骨粗隆間骨折致股血管損傷是較少見的并發癥，損傷機制為術中鉆頭或交鎖螺釘頭損傷位于股骨內側的股血管所致；預防關鍵是提高警惕性，注重手術細節。在準備打入交鎖螺釘前可將患肢恢復至中立位，使股血管遠離股骨；鉆孔時避免鉆頭突破股骨內側皮質后進一步深入；選用合適長度的交鎖螺釘，其釘尖穿出股骨內側皮質長度控制在5 mm左右。在短型頭髓釘使用中更應注意。此外，對于術后早期不明原因的患肢腫脹，尤其位于大腿遠側交鎖螺釘水平的腫脹，要警惕血管損傷可能。通過血管彩超、數字減影血管造影等檢查可明確診斷、及時治療。
5 總結
根據生物力學基礎研究與臨床資料分析，我們對遠側交鎖螺釘的使用提出如下建議：①應常規植入遠側交鎖螺釘；②對穩定型股骨粗隆間骨折（AO分型A1、A2.1型），因頭頸骨塊的拉力螺釘（螺旋刀片）穿過近端仍完整的股骨外側皮質，對股骨干有防旋轉作用，可不使用遠側交鎖螺釘，但建議使用長型或相對較長的短型頭髓釘；③對不穩定型股骨粗隆間骨折（A2.2、A2.3、A3型）或粗隆下骨折，必須使用遠側交鎖螺釘，防止股骨干出現旋轉畸形；④對穩定型股骨粗隆間骨折，建議植入靜態交鎖螺釘，而對不穩定型股骨粗隆間骨折和粗隆下骨折，建議選擇動態交鎖螺釘。
目前，臨床常用頭髓釘固定治療股骨粗隆間骨折，并獲得一定療效。頭髓釘由3部分組成：①髓內釘主釘：分為插入股骨髁部的全長頭髓釘和不超過股骨前弓頂點的短型頭髓釘；②近側頭頸骨塊固定物：包括單枚植入物（粗大的拉力螺釘或螺旋刀片）和多枚植入物（2枚較細的螺釘）；③遠側交鎖螺釘。目前針對近側頭頸骨塊固定物的生物力學及其并發癥已有大量研究，如評定內植物在股骨頭內位置的尖頂距、帕克（Parker）比例，內固定失敗螺釘切出、螺旋刀片穿透或切入等并發癥[1-6]。近年對遠側交鎖螺釘的生物力學及其相關并發癥研究也逐漸增多，并取得一定進展，現對此作一綜述。
1 生物力學研究
頭髓釘的遠側交鎖螺釘有靜力交鎖和動力交鎖兩種固定方式。靜力交鎖螺釘在正常情況下承擔軸向壓力（內側壓力、外側張力）和橫向扭轉力；動力交鎖螺釘僅承擔扭轉力[7]。如果通過術中復位能使骨塊間的骨皮質相互接觸，那么頭髓釘承受的壓力將主要通過骨皮質傳導；然而，如果骨折斷端骨皮質連續性未能恢復，軸向壓力則將通過主釘傳導至遠側交鎖螺釘。
1992年Rosenblum等[8]采用標準型Gamma釘固定10例成人股骨粗隆間骨折標本，比較了使用或不使用遠側交鎖螺釘對股骨近端應力分布的影響。在生物力學試驗機上對股骨近端施加1 800 N的軸向載荷，結果顯示無論在穩定型骨折模型（兩部分骨折）還是不穩定型骨折模型（四部分骨折），遠側交鎖螺釘使用與否均不會改變股骨近端骨皮質的應力分布。1995年Bostrom等[9]用長型髓內髖螺釘固定10例成人不穩定型股骨粗隆間骨折標本，通過在股骨近端施加1 400 N的軸向載荷，結果同樣發現有無遠側交鎖螺釘并不影響股骨近端和遠端骨皮質所承受的應力。
近年來的研究重點關注遠側交鎖螺釘對股骨近端扭轉力載荷的影響。2013年Kane等[10]采用10具女性骨質疏松股骨標本，模擬股骨粗隆間穩定型骨折并進行配對研究，插入長型頭髓釘后，對比使用與不使用遠側交鎖螺釘對股骨近端扭矩剛度的影響，結果表明兩者之間無顯著差異。2013年Gallagher等[11]采用11具不穩定型股骨粗隆間骨折標本，經長型Gamma釘固定后，對比使用或不使用遠側交鎖螺釘情況下，股骨近端所能承受的最大扭矩載荷。結果發現，使用組平均最大扭矩載荷為57.9 N·m，不使用組僅為29.1 N·m，差異有統計學意義。使用組11具標本中，6具內固定失效發生在近側頭頸螺釘入釘點的骨皮質處，5具發生在遠側交鎖螺釘水平；而不使用組11具標本均發生在股骨近端。他們認為對于不穩定型股骨粗隆間骨折，使用遠側交鎖螺釘能提供額外的內固定穩定性，能更有效傳導和分散作用于股骨近端的扭轉力載荷，使股骨近端最大扭矩載荷顯著增加。
2010年Efstahopoulos等[12]有限元研究表明，應用遠側交鎖螺釘可分擔短型頭髓釘所承受的載荷；將交鎖螺釘向近端移動，能減少遠側主釘釘尖所受應力，但會增加近側頭頸螺釘所受應力。合理設計交鎖螺釘的位置，能夠平衡主釘與頭頸螺釘所承受的應力，以減少主釘與頭頸螺釘結合處斷釘（斜孔部位）和主釘尖遠端骨折的發生。
綜合上述研究，遠側交鎖螺釘主要作用包括：①維持股骨長度，防止骨塊下沉；②控制股骨干旋轉；③分擔主釘應力載荷；④增加“股骨-髓內釘復合體”的整體扭矩剛度。我們分析，對于穩定型的兩部分順向股骨粗隆間骨折，可以不使用遠側交鎖螺釘。首先通過良好閉合復位，骨塊間皮質可充分對位嵌合，愈合期間骨折端的滑動短縮非常有限；其次，股骨外側皮質存留較多，使用近側頭頸螺釘（螺旋刀片）經主釘斜孔固定后，能夠獲得頭頸骨塊與股骨干之間的旋轉穩定；再者，由于骨皮質對位好，股骨近端承受應力大部分通過內側骨皮質向遠端傳導，頭髓釘本身所受軸向載荷減少。在不使用遠側交鎖螺釘情況下，“股骨-頭髓釘復合體”的失效載荷強度已超過了股骨近端在生理狀態下的所受負荷。而對于不穩定型股骨粗隆間骨折，由于骨折端粉碎、間隙增大，頭頸骨塊經二次滑動、嵌緊后，股骨短縮明顯；近側頭頸螺釘（螺旋刀片）穿過薄弱的股骨外側皮質，對股骨干旋轉控制力有限；骨折端皮質對位不充分，早期負荷主要由頭髓釘承擔，要求內固定物整體有更高的失效載荷強度。因此，治療這類不穩定型的三、四部分骨折，必須使用遠側交鎖螺釘。
2 臨床應用
目前臨床上采用頭髓釘治療股骨粗隆間骨折，常規植入遠側交鎖螺釘。爭議主要集中在靜態交鎖和動態交鎖的選擇，以及后期是否需要動力化等方面。但近年有醫生對于穩定型股骨粗隆間骨折，嘗試不使用遠側交鎖螺釘。2009年Ozkan等[13]報道了24例股骨粗隆間骨折患者，男10例，女14例；平均年齡74歲；AO分型A1型8例，A2型16例；采用股骨近端髓內釘治療（股骨頭內2枚螺釘），但不使用遠側交鎖螺釘；術后在患者能耐受前提下，早期全負重活動。結果所有患者骨折均愈合，平均愈合時間14周；未發生股骨頭內螺釘切出、骨折延遲愈合或不愈合；1例出現股骨頭內2枚螺釘的反“Z”字現象，手術取出后疼痛緩解；術后Harris評分獲優良14例，可9例，差1例；Barthel活動功能評分17例達良好。他們認為對穩定型股骨粗隆間骨折，股骨頭內的2枚螺釘能夠控制頭頸骨塊的旋轉；經完整的股骨外側皮質打入，能夠控制股骨干的旋轉。考慮減少手術時間、麻醉時間及術中X線暴露等因素，建議對于AO分型為A1和A2型的股骨粗隆間骨折患者可不使用遠側交鎖螺釘。
目前有關不使用遠側交鎖螺釘的臨床報道較少，使用與不使用交鎖螺釘療效是否相當，尚需進一步觀察明確。
3 操作難點
短型頭髓釘的遠側交鎖螺釘在體外導向器下植入，因距離短，髓內釘在體內變形小，一次性植入準確性較高；但交鎖螺釘是在股骨干上打入，螺釘處有應力集中現象，易出現經過交鎖螺釘孔的二次骨折。長型頭髓釘的遠側交鎖螺釘因植入距離長、髓內釘變形和體外導向器的偏差，一次性植入準確性顯著下降，有時需徒手操作，延長了手術時間，增加麻醉時間，對于有多項內科合并癥的老年患者尤其不利。此外，目前植釘過程大多需X線多次透視確認，患者及術者均接受了更多電離輻射。既往有報道采用徒手植釘技術，但具體操作因各廠家產品不同而有所不同，且與術者個人經驗有關，學習曲線長，可重復性較低[14-16]。新近出現的電磁導航植釘技術，有植釘準確、快速和無需X線透視等優點[17-19]，應用前景良好，但價格較昂貴。
4 并發癥
相較于近側頭頸骨塊內固定物，遠側交鎖螺釘并發癥少見，主要包括：①由于操作不當，植入遠側交鎖螺釘時損傷位于股骨內側的股動脈及其分支，導致術后血腫、動靜脈瘺或假性血管瘤形成；②交鎖螺釘處應力集中，易發生二次骨折；③交鎖螺釘斷裂，髓內釘獲得自然動力化。其中血管損傷并發癥易被忽略，血管損傷多為急性[20-24]，但也可是遲發性。2006年Bose等[25]報道1例11歲患兒因股骨干骨折接受長型頭髓釘內固定治療，股骨遠端采用2枚交鎖螺釘固定，術后4年出現大腿遠端內側腫脹，經MRI檢查確診為假性血管瘤形成，2枚交鎖螺釘釘尖均位于血管瘤內。Riina等[26]的解剖學研究顯示，股動脈全程走行于大腿內側，平均有15條分支血管，散布于股骨各水平面。因此，不論應用短型或長型頭髓釘，不同水平植入的遠側交鎖螺釘均有可能傷及內側血管。
在實際手術操作中，因骨折復位和術中方便插入主釘的需要，患側大腿置于內收內旋位。2004年Yang等[27]測量了下肢處于中立位、內收20°和內收20°聯合內旋20° 3種體位下，59例股淺動脈在會陰以遠8～9 cm平面至股骨的距離，結果分別為20.28、11.85和9.53 mm；其中內收內旋位顯著縮短了股淺動脈與股骨干間的距離，增加了術中損傷風險。因此，他們建議在植入遠側交鎖螺釘時，宜將患肢恢復中立位，以減少損傷股內側血管的幾率。該研究小組2013年通過CT血管造影檢查獲取了40例下肢無骨折患者的雙側股骨及大腿動脈影像資料，觀察大腿中立位時，采用亞洲型股骨近端抗旋髓內釘（PFNA-Ⅱ，200、300 mm長）和股骨粗隆間及粗隆下髓內釘（ITST，180、300 mm長）共2種品牌4種規格的頭髓釘固定后，遠側交鎖螺釘與股淺、深動脈之間的關系。結果顯示兩組短型頭髓釘的遠側交鎖螺釘與股深動脈之間距離最近，平均僅10 mm[PFNA-Ⅱ200 mm（9.87±5.83）mm，ITST 180 mm（9.24±4.74）mm]，易導致醫源性損傷；兩者與股淺動脈的距離較遠，損傷風險相對較小。對于兩組長型頭髓釘，股淺動脈在遠側交鎖螺釘水平已位于股骨后側，故不易被損傷[28]。
頭髓釘治療股骨粗隆間骨折致股血管損傷是較少見的并發癥，損傷機制為術中鉆頭或交鎖螺釘頭損傷位于股骨內側的股血管所致；預防關鍵是提高警惕性，注重手術細節。在準備打入交鎖螺釘前可將患肢恢復至中立位，使股血管遠離股骨；鉆孔時避免鉆頭突破股骨內側皮質后進一步深入；選用合適長度的交鎖螺釘，其釘尖穿出股骨內側皮質長度控制在5 mm左右。在短型頭髓釘使用中更應注意。此外，對于術后早期不明原因的患肢腫脹，尤其位于大腿遠側交鎖螺釘水平的腫脹，要警惕血管損傷可能。通過血管彩超、數字減影血管造影等檢查可明確診斷、及時治療。
5 總結
根據生物力學基礎研究與臨床資料分析，我們對遠側交鎖螺釘的使用提出如下建議：①應常規植入遠側交鎖螺釘；②對穩定型股骨粗隆間骨折（AO分型A1、A2.1型），因頭頸骨塊的拉力螺釘（螺旋刀片）穿過近端仍完整的股骨外側皮質，對股骨干有防旋轉作用，可不使用遠側交鎖螺釘，但建議使用長型或相對較長的短型頭髓釘；③對不穩定型股骨粗隆間骨折（A2.2、A2.3、A3型）或粗隆下骨折，必須使用遠側交鎖螺釘，防止股骨干出現旋轉畸形；④對穩定型股骨粗隆間骨折，建議植入靜態交鎖螺釘，而對不穩定型股骨粗隆間骨折和粗隆下骨折，建議選擇動態交鎖螺釘。