引用本文： 李建濤, 張里程, 唐佩福. 股骨粗隆間骨折治療理念與內固定器械的發展概述. 中國修復重建外科雜志, 2019, 33(1): 1-7. doi: 10.7507/1002-1892.201809076 復制
股骨粗隆間骨折治療理念經歷了保守治療向手術治療的轉變，而 20 世紀 70 年代是治療理念改變的關鍵時期，在此之前手術治療方式以鋼板螺釘固定為主，之后出現了髓內固定方式。股骨粗隆間骨折治療方式的重大轉變，是專家學者對于股骨近端結構及生物力學認知的演變、醫療技術的變革、以及工業技術不斷精進等多因素共同作用的結果。現針對股骨粗隆間骨折的治療理念和內固定方式變革綜述如下。
1 保守治療理念
20 世紀 50 年代以前，由于外科技術尚未成熟，外科手術對護理和麻醉的要求過高，國外學者針對股骨粗隆間骨折采取保守治療的策略。因無手術治療效果的比較，此階段的臨床研究結果均提示保守治療可以取得滿意療效，并發癥發生率較低[1-3]，年輕患者治療效果更佳[4]。1949 年 Evans[5]提出股骨粗隆間骨折 Evans 分型標準，之后廣泛用于臨床。同時，他指出外科手術治療與保守治療相比，可以明顯縮短患者臥床時間，允許患者早期下地活動，能有效降低術后死亡率。伴隨 Evans 分型標準的廣泛應用，股骨粗隆間骨折的手術治療理念被多數醫生認可，并最終成為了此類骨折的治療原則。
2 髓外固定系統
2.1 角鋼板
角鋼板是一種堅強的固定裝置，呈倒 L 形結構，插入股骨近端的螺釘和鋼板為一個整體，有多個角度型號可供選擇。角鋼板由于具有堅強的角穩定特性，在 20 世紀 40 年代獲得了醫生的青睞。角鋼板的代表性產品是 Jewett 角鋼板，在其基礎上學者們進行了結構改進，獲得了多種類型的角鋼板產品。
2.1.1 Jewett 角鋼板
1941 年，Jewett[6]介紹了一種具有角穩定性的鋼板系統，可用于治療股骨粗隆間骨折，獲得了臨床廣泛應用。Jewett 角鋼板為鈷鉻鉬合金材質，具有多個產品型號。近端鋼板螺釘為一個整體，成角范圍為 120～160°，每 5 度為 1 個間隔。鋼板一體化的成角設計使得鋼板近端與股骨表面貼附性差。由于頭釘部位缺少螺紋，不能有效防止近端骨塊的旋轉和切割，而且近端結構力臂過長，導致并發癥發生率高。據統計，采用該鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 1%～20%，治療不穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 22%～51%[7-10]。之后，學者們為解決上述相關問題，主要針對防旋功能以及貼附性能對 Jewett 角鋼板進行改進。
2.1.2 McLaughlin 角鋼板
1947 年，McLaughlin[11]在 Jewett 角鋼板基礎上，對鋼板近端進行了改進。他將頭釘設計為斷面呈三葉草形態，用以提供更強的骨質把持力。頭釘末端與鋼板接觸處由三葉草形變為圓形，并可匹配一螺母。頭釘和鋼板為兩個部分，通過螺母和末端的螺紋進行組合連接。組合式結構設計實現 110～160° 之間任意角度的匹配，并可以根據實際需要選擇頭釘長度規格。鋼板輪廓為波浪狀，其半球形的貼附面設計能增加鋼板與骨面接觸的貼附強度。McLaughlin 角鋼板為鈷鉻鉬合金材質。McLaughlin 角鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折療效明顯優于 Jewett 角鋼板。但由于角鋼板自身的生物力學缺陷，其整體治療效果仍不理想，治療穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 4%～9%，不穩定型股骨粗隆間骨折為 28%～53%[12-15]。
1980 年 Jensen 等[16]通過生物力學試驗發現角鋼板治療不穩定型股骨粗隆間骨折時，剛性且不能滑動的固定特點使內固定的應力集中現象嚴重，同時固定穩定性不足，所以術后并發癥發生率高，最終角鋼板被臨床淘汰。
2.2 滑動加壓螺釘鋼板
1953 年，Dickson[17]發現角鋼板頭釘應植入股骨頭內中下方，用以提供足夠的頭釘切割緩沖空間，避免頭釘切出；骨折端難以實現絕對穩定，頭釘切割以及骨折端骨質吸收難以避免。1955 年，Schumpelick 等[18]總結了角鋼板治療股骨粗隆間骨折的失敗原因：① 螺釘縱向穿出進入髖臼；② 髖內翻致內植物斷裂；③ 螺釘從股骨頭或股骨頸切出。在此基礎上，考慮到股骨粗隆間骨折斷端吸收后會導致股骨頭短縮加壓，動態滑動理念被提出并應用于內固定物的設計中，由此學者們研發出了滑動加壓螺釘鋼板，并將其用于治療股骨粗隆間骨折。
2.2.1 Self-Adjusting 滑動螺釘鋼板
1953 年，Pugh 最先設計了具有滑動效應的螺釘鋼板系統[19]。該固定裝置主要由頭釘和鋼板兩部分組成。鋼板套筒的內表面設計為有鍵槽的結構，可以匹配頭釘尾端突出的鍵。頭釘穿入鋼板套筒后，兩者緊密匹配可以防止頭釘旋轉。頭釘遠端的紋路設計用以增加頭釘滑動摩擦力，近端的三葉草形設計用以增加其在股骨頭內的把持力。內植物的滑動性質以及鈍形頭釘設計，明顯改善了角鋼板頭釘切割以及斷裂的問題。
2.2.2 Gliding 螺釘鋼板
1955 年，Schumpelick 等[18]總結了傳統角鋼板治療股骨粗隆間骨折失敗原因，在此基礎上提出了滑動固定構想，設計了 Gliding 螺釘鋼板。該裝置材質為防磁不銹鋼材質，同樣由頭釘和鋼板兩部分組成。其中股骨干鋼板截面為 U 型，上端套筒與主鋼板形成 135° 夾角，其夾角相交處材質明顯加厚，用以抵抗負重時強大的內翻應力，避免鋼板斷裂。Gliding 螺釘鋼板髖內翻發生率為 11%，但無骨不連發生[18]。
2.2.3 Sliding 螺釘鋼板
1964 年，Clawson[20]在 Gliding 螺釘鋼板基礎上對滑動加壓螺釘裝置進行改進。比如縮短頭釘近端半螺紋長度至 2 cm，螺釘體部設計成六邊形結構，用以避免頭釘在套筒內旋轉，起到防止近端骨塊旋轉的作用；鋼板套筒與主釘的角度范圍設置成 135～150° 多個規格，以滿足不同患者需求。至此，滑動加壓螺釘鋼板大體成型，后續改進多為內固定器械細節的創新。比如，改變頭釘近端螺紋長度，頭釘光桿部位在套筒內形狀非圓形設計，與套筒形狀相匹配，以起到防止旋轉的目的。
滑動加壓螺釘鋼板實現了正常負重時，轉化近端骨塊的軸向內翻力為沿頭釘方向的滑動加壓力，改變了力學傳導方向，以實現骨折端的動態加壓過程，顯著提高了股骨粗隆間骨折的愈合率。滑動加壓的固定特點使患者能術后早期下地負重，更加符合現代外科的術后康復理念。滑動加壓螺釘鋼板一直被視為治療股骨粗隆間骨折的金標準。據報道，滑動加壓螺釘鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折的失敗率為 1.5%～9.0%，治療不穩定型骨折失敗率為 5%～21%[16, 20-22]。后續研究發現，由于該裝置的入釘點位于逆粗隆骨折的外側骨折線部位，不能有效阻擋近端骨塊的外側移位，故不適用于治療逆粗隆骨折[23-24]。
2.3 新型滑動加壓螺釘鋼板
2.3.1 Medoff 滑動鋼板（Medoff sliding plate，MSP）
1991 年 Medoff 等[25]介紹了一種新型滑動鋼板——MSP，該鋼板實現了沿股骨頸軸線和股骨干軸線的雙軸向滑動加壓。MSP 設計了兩個滑動加壓方向：一個位于股骨頸螺釘處，與傳統滑動螺釘類似；另一個位于外側鋼板處，穿行于外側固定板中心軸線上，實現沿股骨干的軸向滑動。MSP 外側鋼板由標準的 4.5 mm 皮質骨螺釘連接到股骨干，同一平面的螺釘互成角度，以實現股骨干多平面把持固定，增加鋼板側方穩定性。此裝置可以實現股骨干方向的軸向滑動，為髓外固定治療逆粗隆骨折提供了良好的治療方案。MSP 的雙向滑動設計有效降低了股骨粗隆間骨折內固定后并發癥風險，發生率僅為 2%～20%[25]。1997 年，Olsson 等[26]根據雙軸動力學功能對傳統 MSP 進行了改良，將側板螺釘數目由 6 孔減少為 4 孔。盡管 MSP 在股骨粗隆間骨折的治療上存在明顯優勢，但由于操作步驟過于復雜，術中廣泛剝離軟組織和出血難以避免，使其未能在臨床上廣泛使用。
2.3.2 經皮加壓鋼板系統（percutaneous compression plating system，PCCP）
2000 年，Gotfried[27]設計并報道了一種新型固定系統——PCCP。該固定系統近端由 2 個較細的拉力螺釘組成，在保證滑動加壓的同時，還能提供近端骨塊旋轉穩定性。和單螺釘固定系統相比，雙螺釘系統中頭釘較小，可以避免過多的骨質丟失，明顯降低了術中外側壁醫源性損傷。PCCP 經皮植入的設計理念實現了髓外固定系統的微創治療，對于保護骨折端血運、促進骨折愈合具有重要意義。PCCP 初次使用治療股骨粗隆間骨折時，內植物相關并發癥發生率為 5%，術后并發癥為 15%[27]。
3 髓內固定系統
髓內固定理念的提出和發展不僅對股骨粗隆間骨折的治療具有重要作用，對于整個長骨骨折治療理念的發展更具有里程碑式的意義。相較于髓外固定，髓內固定具有微創、軟組織干擾小、愈合率高等優勢。同時，相較于髓外固定長力臂的偏心固定方式，髓內固定系統短力臂的中心固定方式具有明顯的生物力學優勢。因此，近二十年髓內固定系統逐漸成為治療股骨粗隆間骨折的主流方案[28-30]。
3.1 Ender 釘
20 世紀 60、70 年代，國外部分學者嘗試使用 Ender 釘治療股骨粗隆間骨折[31]。Ender 釘是彎曲且具有彈性的長釘，直徑 4.5 mm。通過股骨遠端內上髁的小切口植入 3～5 枚 Ender 釘，其走行在股骨髓腔內，通過股骨近端的骨折線進入股骨頭內部，并在股骨頭內分散開來。因 Ender 釘的走行方向與正常負重的應力傳導方向一致，所受彎矩小，所以患者大多可術后即時負重。理論上 Ender 釘具有生物力學以及微創等諸多優勢，但臨床實踐中存在較多問題，比如股骨遠端內上髁處植釘困難、術后膝關節疼痛和僵硬、髖內翻多發、螺釘穿出股骨頭、旋轉不穩定以及股骨髁間骨折等并發癥[31-32]。雖然 Ender 釘治療股骨粗隆間骨折未獲得滿意療效，但其髓內固定理念為股骨粗隆間骨折的治療提供了一種新的思路。
3.2 Zickel 釘
Zickel 釘是最早應用于股骨近端骨折固定的髓內固定裝置，由美國學者 Zickel 研發，并于 1967 年報道了臨床應用效果[33]。Zickel 釘用于治療股骨粗隆下骨折后其療效明顯優于傳統角鋼板。Zickel 釘主要由主釘、頭釘、近端固定螺釘三部分組成。主釘設計成方形結構且近端增粗，用于增加把持力，可以有效防止股骨干內移。而此內移應力常引起髓外固定鋼板斷裂。主釘外翻 12° 的設計方便手術時頭釘植入，并且能避免股骨近端內翻成角。Zickel 釘主釘前傾角的設計，可以匹配股骨干前弓，模擬正常生理應力的傳遞方向。頭釘近端向周圍張開 3 枚葉片，末端有 4 個圓形滑槽。近端固定螺釘旋轉進入滑槽內，實現與頭釘的連接。Zickel 釘遠端未設計鎖定螺釘。Zickel 釘作為髓內固定器械，在早期使用過程中仍采用切開復位固定方式，并取得了滿意效果。Zickel 釘不僅可以中和股骨近端的偏心應力，還能夠維持股骨近端和遠端的位置穩定，為骨折愈合提供良好的生物力學環境，并允許患者早期進行患肢負重活動[34]。直到 1985 年有學者報道了閉合植入 Zickel 釘的技術[35]。
Zickel 釘所倡導的髓內固定理念以及現代髓內釘的外形特征，為股骨近端骨折髓內固定器械的設計提供了思路，對后期各種新型髓內釘的發展奠定了基礎。
3.3 Gamma 釘
20 世紀 90 年代初期，Halder[36]總結 Zickel 釘設計缺陷，如植入困難、誘發轉子基底部骨折，并在此基礎上設計了 Gamma 釘。Gamma 釘可視為現代髓內釘的引導性產品，其外形及遠端鎖釘的設計奠定了現代髓內釘的基礎，其倡導的閉合復位理念指導了股骨粗隆間骨折的微創治療方式。Gamma 釘由髓內釘主釘以及與其交聯的頭釘構成，頭釘截面設計為圓形，使植釘過程相對容易。主釘近端 10° 外翻角增加了植釘便利性。頭釘的設計類似動力髖螺釘頭釘，具有拉力作用，可以實現骨折塊之間的加壓。主釘近端螺釘植入后與頭釘形成半鎖定形態，起到防止頭釘旋轉的作用。遠端交鎖釘的設計初衷是用來固定帶有旋轉骨折線的粗隆下骨折遠端骨塊，防止股骨干旋轉。因為上世紀 90 年代臨床以切開復位治療股骨粗隆間骨折為主，所以醫生接受 Gamma 釘所倡導的閉合復位理念以及學習微創植釘所需時間較長。研究表明，Gamma 釘主釘截面直徑粗大以及近端外翻角過大，導致術中并發癥（如股骨干骨折）多發，術后股骨干骨折發生率高達 12%[37]。分析原因，Gamma 釘主釘近端較為粗大的直徑、過渡不佳的末端結構設計以及過大的主釘外翻角，是髓內釘假體周圍骨折發生的主要因素。因此，后期髓內釘產品的改良和設計主要集中在頭釘形態以及主釘外翻角和尺寸規格方面，以避免假體周圍骨折的發生。
3.4 股骨近端髓內釘（proximal femoral nail，PFN）
1999 年，針對 Gamma 釘防旋性差、頭釘切割等問題，Simmermacher 等[38]報道了一種新型髓內釘——PFN。PFN 的頭釘設計理念和 PCCP 類似，頭釘雙釘的設計能夠有效防止近端骨塊的旋轉和滑動。上方較細的螺釘為防旋釘，直徑 6.5 mm；下方較粗的螺釘為拉力螺釘，直徑 11.0 mm。主釘 6° 外翻角的設計，減少了對股骨近端大粗隆外側壁的刺激。主釘遠端設計有靜態鎖定孔和動態鎖定孔，可根據骨折類型選擇不同的鎖定方案。但由于近端 2 枚頭釘在術后負重過程中受力存在差異，雙釘的設計出現了新的并發癥情況——“Z”字效應，發生率達 9%[39-40]，而內固定相關并發癥高達 30%[41]。
3.5 粗隆間髓內釘（trochanteric fixation nail，TFN）
針對傳統髓內釘頭釘的拉力螺釘結構對于骨質疏松骨質把持力不足的問題，以及 PFN 頭釘雙釘設計中非同步退釘的特殊并發癥，2006 年 Lenich 等[42]報道了一款新型髓內固定裝置——TFN。該裝置頭釘采用了螺旋刀片的結構設計，頭釘的螺旋刀片和釘身為一個整體。頭釘尾部斜形設計，與骨外側皮質方向一致，避免頭釘尾端突出于皮質外，減少對大腿外側軟組織的刺激。手術時，采用敲擊技術將頭釘植入股骨頭頸內，而非傳統的旋轉擰入方式。敲擊過程中螺旋刀片對股骨頭內骨質進行擠壓，以增加骨質的把持力，避免螺釘松動和切出，同時還具備有防旋轉的功能。TFN 的頭釘尾端部分采用雙側凹槽設計，通過主釘近端的插銷進行鎖定，既可維持頭釘在股骨近端的位置，又保證了最大 30 mm 的滑動空間。TFN 內固定相關并發癥為 10.1%，其中以退釘居多，發生率為 4.2%[43]。
3.6 股骨近端防旋髓內釘（proximal femoral nail antirotation，PFNA）
2008 年，Simmermacher 等[44]報道了 PFNA 的臨床應用。PFNA 頭釘同樣采用了螺旋刀片設計，螺旋刀片和釘身為兩個部件，通過螺紋鎖定裝置連接。植入時連接裝置為解鎖狀態，螺旋刀片可自由旋轉。通過敲擊方式植入頭釘時，螺旋刀片旋轉推進，術者可明顯感受到刀片旋轉打壓周圍骨質的過程。螺旋刀片的螺旋線半徑由遠端向近端逐漸增大，配合其可旋轉的動態加壓設計，使得其打壓骨質的程度相較于 TFN 更徹底，以提供足夠的錨合力，用于骨質疏松嚴重患者可以取得良好把持效果。頭釘尾端其釘身截面為橄欖形，既可以實現有限滑動，還可以提供抗旋轉功能。PFNA 新穎的設計理念和細節創新，一經推出很快風靡全球。PFNA 展現了較傳統髓內釘良好的生物力學優勢，據報道股骨粗隆間骨折固定術后 1 年愈合率約 90%[45]，目前已成為治療股骨粗隆間骨折的主要方式[46-47]。
3.7 InterTan 髓內釘
2009 年，Ruecker 等[48]報道了被稱為“第 4 代”髓內釘的 InterTan 髓內釘。InterTan 髓內釘設計理念如下：① 主釘近端截面梯形的設計以及加厚的外側面，使得主釘近端與股骨近端更加匹配，并且可以提供足夠強度。② 雙子釘，上端為較粗的拉力螺釘，下端為較細的加壓螺釘。拉力螺釘截面為半弧形，弧度正好可容納部分下端的加壓螺釘，使兩個螺釘組成一整體，以避免雙釘易發生的“Z”字效應。雙釘的整合使其在股骨近端內形成一橢圓形的孔道，同樣具有防旋作用。拉力螺釘的尾端下方具有螺紋結構，當擰入加壓螺釘時，尾端觸碰至頭釘外緣時，繼續旋轉可產生渦輪效應，將旋轉力轉化為軸向拉力，使骨折端加壓，同時又避免傳統螺釘加壓時產生的旋轉作用。③ InterTan 主釘尾端采取了一種音叉樣的結構設計，減少剛度，可以吸收更多能量，避免股骨干部位的應力集中，不僅緩解患者術后大腿前方的疼痛感，還能降低繼發性股骨干骨折的發生率。InterTan 髓內釘的設計理念創新并具有實際價值，在臨床上得到了廣泛應用。2018 年發表的一項比較 InterTan 和 PFNA 治療股骨粗隆間骨折臨床療效的 Meta 分析結果表明，InterTan 髓內釘并發生發生率、再手術率以及術后疼痛發生率均更低。兩組骨不連發生率以及術后髖關節功能評分方面無明顯差異。但相較于 InterTan 髓內釘，PFNA 術中出血量少、透視時間更短[49]。
3.8 粗隆間加強型髓內釘（trochanteric fixation nail advanced，TFNA）
2017 年，Synthes 公司推出了一款新型髓內釘——TFNA。目前尚無 TFNA 的臨床研究報道。TFNA 主釘規格較 Synthes 公司前期產品（PFN、TFN、PFNA）具有明顯改進。主釘近端設計為更為纖細的 15.66 mm 直徑，且近端外側進行了工藝上切削操作，使外側面更為平整，主釘外翻角為 5°（傳統髓內釘為 6°）。以上的參數改進使術中植入 TFNA 主釘更簡便，并減少了髓內釘對股骨近端外側皮質的干擾，避免股骨近端假體周圍骨折的發生。髓內釘頭釘為一個整體，相較于 PFNA 分體式設計具有更強的結構剛度。頭釘螺旋刀片的旋轉加壓過程通過配套的植入器械實現。螺旋刀片的刀刃數量由傳統的 4 條改為 3 條，頭釘尾部的凹槽以及輔助植釘器械的特殊標識，保證螺旋刀片植入后形成倒三角形狀：2 個底角朝上，托住股骨頭，1 個頂角朝下。這樣的構型可以避免負重時偶發的單一刀刃對股骨頭骨質的切割。頭釘末端設計有孔洞結構，與頭釘的中空軸線相通。針對嚴重骨質疏松的患者，可通過頭釘尾端向股骨頭內注射骨水泥，以增加頭釘在股骨頭內部的把持力。推薦注入骨水泥不超過 6 mL，這樣既保證足夠的把持強度，又能避免股骨頭壞死的發生。TFNA 的頭釘在主釘內的鎖定固定裝置與 TFN 類似，通過主釘近端的插銷鎖定，維持頭釘在股骨近端的位置，并具有一定距離的滑動空間。
4 總結與展望
近年來，我們團隊通過結合數字骨科技術，創新性提出了針對股骨粗隆間骨折治療的內側支撐和二次穩定的概念，并指導了此類骨折的有效治療[50]。股骨粗隆間骨折的治療是一個動態變化過程，術中通過重建股骨近端內側和前內側皮質，配合內固定準確植入，維持并實現股骨粗隆間骨折的初次穩定。在術后規律負重和功能鍛煉過程中，遠、近骨折端存在相對位置的變化，直至二次穩定形成，骨折位置不再變化直到骨折端愈合。內側支撐結構越完善，骨折端相對位置的變化則越輕微；二次穩定越早形成，內固定載荷負擔越小，則失敗率越低[50]。內固定器械將依據完善粗隆間骨折內側支撐和二次穩定的治療原則更新迭代，最終實現提高粗隆間骨折治療成功率和降低術后并發癥的目的。
股骨粗隆間骨折治療過程經歷了以髓外固定為主流到髓內固定為主流的演變。對于髓外固定體系和髓內固定體系治療粗隆間骨折孰優孰劣仍存在爭議。臨床工作中，應合理評估病情，分析骨折機制，基于術前預判選擇最適合的內固定器械和手術方式，密切關注圍手術期的治療與護理，才能達到治療股骨粗隆間骨折的最佳療效。
股骨粗隆間骨折治療理念經歷了保守治療向手術治療的轉變，而 20 世紀 70 年代是治療理念改變的關鍵時期，在此之前手術治療方式以鋼板螺釘固定為主，之后出現了髓內固定方式。股骨粗隆間骨折治療方式的重大轉變，是專家學者對于股骨近端結構及生物力學認知的演變、醫療技術的變革、以及工業技術不斷精進等多因素共同作用的結果。現針對股骨粗隆間骨折的治療理念和內固定方式變革綜述如下。
1 保守治療理念
20 世紀 50 年代以前，由于外科技術尚未成熟，外科手術對護理和麻醉的要求過高，國外學者針對股骨粗隆間骨折采取保守治療的策略。因無手術治療效果的比較，此階段的臨床研究結果均提示保守治療可以取得滿意療效，并發癥發生率較低[1-3]，年輕患者治療效果更佳[4]。1949 年 Evans[5]提出股骨粗隆間骨折 Evans 分型標準，之后廣泛用于臨床。同時，他指出外科手術治療與保守治療相比，可以明顯縮短患者臥床時間，允許患者早期下地活動，能有效降低術后死亡率。伴隨 Evans 分型標準的廣泛應用，股骨粗隆間骨折的手術治療理念被多數醫生認可，并最終成為了此類骨折的治療原則。
2 髓外固定系統
2.1 角鋼板
角鋼板是一種堅強的固定裝置，呈倒 L 形結構，插入股骨近端的螺釘和鋼板為一個整體，有多個角度型號可供選擇。角鋼板由于具有堅強的角穩定特性，在 20 世紀 40 年代獲得了醫生的青睞。角鋼板的代表性產品是 Jewett 角鋼板，在其基礎上學者們進行了結構改進，獲得了多種類型的角鋼板產品。
2.1.1 Jewett 角鋼板
1941 年，Jewett[6]介紹了一種具有角穩定性的鋼板系統，可用于治療股骨粗隆間骨折，獲得了臨床廣泛應用。Jewett 角鋼板為鈷鉻鉬合金材質，具有多個產品型號。近端鋼板螺釘為一個整體，成角范圍為 120～160°，每 5 度為 1 個間隔。鋼板一體化的成角設計使得鋼板近端與股骨表面貼附性差。由于頭釘部位缺少螺紋，不能有效防止近端骨塊的旋轉和切割，而且近端結構力臂過長，導致并發癥發生率高。據統計，采用該鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 1%～20%，治療不穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 22%～51%[7-10]。之后，學者們為解決上述相關問題，主要針對防旋功能以及貼附性能對 Jewett 角鋼板進行改進。
2.1.2 McLaughlin 角鋼板
1947 年，McLaughlin[11]在 Jewett 角鋼板基礎上，對鋼板近端進行了改進。他將頭釘設計為斷面呈三葉草形態，用以提供更強的骨質把持力。頭釘末端與鋼板接觸處由三葉草形變為圓形，并可匹配一螺母。頭釘和鋼板為兩個部分，通過螺母和末端的螺紋進行組合連接。組合式結構設計實現 110～160° 之間任意角度的匹配，并可以根據實際需要選擇頭釘長度規格。鋼板輪廓為波浪狀，其半球形的貼附面設計能增加鋼板與骨面接觸的貼附強度。McLaughlin 角鋼板為鈷鉻鉬合金材質。McLaughlin 角鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折療效明顯優于 Jewett 角鋼板。但由于角鋼板自身的生物力學缺陷，其整體治療效果仍不理想，治療穩定型股骨粗隆間骨折的并發癥發生率為 4%～9%，不穩定型股骨粗隆間骨折為 28%～53%[12-15]。
1980 年 Jensen 等[16]通過生物力學試驗發現角鋼板治療不穩定型股骨粗隆間骨折時，剛性且不能滑動的固定特點使內固定的應力集中現象嚴重，同時固定穩定性不足，所以術后并發癥發生率高，最終角鋼板被臨床淘汰。
2.2 滑動加壓螺釘鋼板
1953 年，Dickson[17]發現角鋼板頭釘應植入股骨頭內中下方，用以提供足夠的頭釘切割緩沖空間，避免頭釘切出；骨折端難以實現絕對穩定，頭釘切割以及骨折端骨質吸收難以避免。1955 年，Schumpelick 等[18]總結了角鋼板治療股骨粗隆間骨折的失敗原因：① 螺釘縱向穿出進入髖臼；② 髖內翻致內植物斷裂；③ 螺釘從股骨頭或股骨頸切出。在此基礎上，考慮到股骨粗隆間骨折斷端吸收后會導致股骨頭短縮加壓，動態滑動理念被提出并應用于內固定物的設計中，由此學者們研發出了滑動加壓螺釘鋼板，并將其用于治療股骨粗隆間骨折。
2.2.1 Self-Adjusting 滑動螺釘鋼板
1953 年，Pugh 最先設計了具有滑動效應的螺釘鋼板系統[19]。該固定裝置主要由頭釘和鋼板兩部分組成。鋼板套筒的內表面設計為有鍵槽的結構，可以匹配頭釘尾端突出的鍵。頭釘穿入鋼板套筒后，兩者緊密匹配可以防止頭釘旋轉。頭釘遠端的紋路設計用以增加頭釘滑動摩擦力，近端的三葉草形設計用以增加其在股骨頭內的把持力。內植物的滑動性質以及鈍形頭釘設計，明顯改善了角鋼板頭釘切割以及斷裂的問題。
2.2.2 Gliding 螺釘鋼板
1955 年，Schumpelick 等[18]總結了傳統角鋼板治療股骨粗隆間骨折失敗原因，在此基礎上提出了滑動固定構想，設計了 Gliding 螺釘鋼板。該裝置材質為防磁不銹鋼材質，同樣由頭釘和鋼板兩部分組成。其中股骨干鋼板截面為 U 型，上端套筒與主鋼板形成 135° 夾角，其夾角相交處材質明顯加厚，用以抵抗負重時強大的內翻應力，避免鋼板斷裂。Gliding 螺釘鋼板髖內翻發生率為 11%，但無骨不連發生[18]。
2.2.3 Sliding 螺釘鋼板
1964 年，Clawson[20]在 Gliding 螺釘鋼板基礎上對滑動加壓螺釘裝置進行改進。比如縮短頭釘近端半螺紋長度至 2 cm，螺釘體部設計成六邊形結構，用以避免頭釘在套筒內旋轉，起到防止近端骨塊旋轉的作用；鋼板套筒與主釘的角度范圍設置成 135～150° 多個規格，以滿足不同患者需求。至此，滑動加壓螺釘鋼板大體成型，后續改進多為內固定器械細節的創新。比如，改變頭釘近端螺紋長度，頭釘光桿部位在套筒內形狀非圓形設計，與套筒形狀相匹配，以起到防止旋轉的目的。
滑動加壓螺釘鋼板實現了正常負重時，轉化近端骨塊的軸向內翻力為沿頭釘方向的滑動加壓力，改變了力學傳導方向，以實現骨折端的動態加壓過程，顯著提高了股骨粗隆間骨折的愈合率。滑動加壓的固定特點使患者能術后早期下地負重，更加符合現代外科的術后康復理念。滑動加壓螺釘鋼板一直被視為治療股骨粗隆間骨折的金標準。據報道，滑動加壓螺釘鋼板治療穩定型股骨粗隆間骨折的失敗率為 1.5%～9.0%，治療不穩定型骨折失敗率為 5%～21%[16, 20-22]。后續研究發現，由于該裝置的入釘點位于逆粗隆骨折的外側骨折線部位，不能有效阻擋近端骨塊的外側移位，故不適用于治療逆粗隆骨折[23-24]。
2.3 新型滑動加壓螺釘鋼板
2.3.1 Medoff 滑動鋼板（Medoff sliding plate，MSP）
1991 年 Medoff 等[25]介紹了一種新型滑動鋼板——MSP，該鋼板實現了沿股骨頸軸線和股骨干軸線的雙軸向滑動加壓。MSP 設計了兩個滑動加壓方向：一個位于股骨頸螺釘處，與傳統滑動螺釘類似；另一個位于外側鋼板處，穿行于外側固定板中心軸線上，實現沿股骨干的軸向滑動。MSP 外側鋼板由標準的 4.5 mm 皮質骨螺釘連接到股骨干，同一平面的螺釘互成角度，以實現股骨干多平面把持固定，增加鋼板側方穩定性。此裝置可以實現股骨干方向的軸向滑動，為髓外固定治療逆粗隆骨折提供了良好的治療方案。MSP 的雙向滑動設計有效降低了股骨粗隆間骨折內固定后并發癥風險，發生率僅為 2%～20%[25]。1997 年，Olsson 等[26]根據雙軸動力學功能對傳統 MSP 進行了改良，將側板螺釘數目由 6 孔減少為 4 孔。盡管 MSP 在股骨粗隆間骨折的治療上存在明顯優勢，但由于操作步驟過于復雜，術中廣泛剝離軟組織和出血難以避免，使其未能在臨床上廣泛使用。
2.3.2 經皮加壓鋼板系統（percutaneous compression plating system，PCCP）
2000 年，Gotfried[27]設計并報道了一種新型固定系統——PCCP。該固定系統近端由 2 個較細的拉力螺釘組成，在保證滑動加壓的同時，還能提供近端骨塊旋轉穩定性。和單螺釘固定系統相比，雙螺釘系統中頭釘較小，可以避免過多的骨質丟失，明顯降低了術中外側壁醫源性損傷。PCCP 經皮植入的設計理念實現了髓外固定系統的微創治療，對于保護骨折端血運、促進骨折愈合具有重要意義。PCCP 初次使用治療股骨粗隆間骨折時，內植物相關并發癥發生率為 5%，術后并發癥為 15%[27]。
3 髓內固定系統
髓內固定理念的提出和發展不僅對股骨粗隆間骨折的治療具有重要作用，對于整個長骨骨折治療理念的發展更具有里程碑式的意義。相較于髓外固定，髓內固定具有微創、軟組織干擾小、愈合率高等優勢。同時，相較于髓外固定長力臂的偏心固定方式，髓內固定系統短力臂的中心固定方式具有明顯的生物力學優勢。因此，近二十年髓內固定系統逐漸成為治療股骨粗隆間骨折的主流方案[28-30]。
3.1 Ender 釘
20 世紀 60、70 年代，國外部分學者嘗試使用 Ender 釘治療股骨粗隆間骨折[31]。Ender 釘是彎曲且具有彈性的長釘，直徑 4.5 mm。通過股骨遠端內上髁的小切口植入 3～5 枚 Ender 釘，其走行在股骨髓腔內，通過股骨近端的骨折線進入股骨頭內部，并在股骨頭內分散開來。因 Ender 釘的走行方向與正常負重的應力傳導方向一致，所受彎矩小，所以患者大多可術后即時負重。理論上 Ender 釘具有生物力學以及微創等諸多優勢，但臨床實踐中存在較多問題，比如股骨遠端內上髁處植釘困難、術后膝關節疼痛和僵硬、髖內翻多發、螺釘穿出股骨頭、旋轉不穩定以及股骨髁間骨折等并發癥[31-32]。雖然 Ender 釘治療股骨粗隆間骨折未獲得滿意療效，但其髓內固定理念為股骨粗隆間骨折的治療提供了一種新的思路。
3.2 Zickel 釘
Zickel 釘是最早應用于股骨近端骨折固定的髓內固定裝置，由美國學者 Zickel 研發，并于 1967 年報道了臨床應用效果[33]。Zickel 釘用于治療股骨粗隆下骨折后其療效明顯優于傳統角鋼板。Zickel 釘主要由主釘、頭釘、近端固定螺釘三部分組成。主釘設計成方形結構且近端增粗，用于增加把持力，可以有效防止股骨干內移。而此內移應力常引起髓外固定鋼板斷裂。主釘外翻 12° 的設計方便手術時頭釘植入，并且能避免股骨近端內翻成角。Zickel 釘主釘前傾角的設計，可以匹配股骨干前弓，模擬正常生理應力的傳遞方向。頭釘近端向周圍張開 3 枚葉片，末端有 4 個圓形滑槽。近端固定螺釘旋轉進入滑槽內，實現與頭釘的連接。Zickel 釘遠端未設計鎖定螺釘。Zickel 釘作為髓內固定器械，在早期使用過程中仍采用切開復位固定方式，并取得了滿意效果。Zickel 釘不僅可以中和股骨近端的偏心應力，還能夠維持股骨近端和遠端的位置穩定，為骨折愈合提供良好的生物力學環境，并允許患者早期進行患肢負重活動[34]。直到 1985 年有學者報道了閉合植入 Zickel 釘的技術[35]。
Zickel 釘所倡導的髓內固定理念以及現代髓內釘的外形特征，為股骨近端骨折髓內固定器械的設計提供了思路，對后期各種新型髓內釘的發展奠定了基礎。
3.3 Gamma 釘
20 世紀 90 年代初期，Halder[36]總結 Zickel 釘設計缺陷，如植入困難、誘發轉子基底部骨折，并在此基礎上設計了 Gamma 釘。Gamma 釘可視為現代髓內釘的引導性產品，其外形及遠端鎖釘的設計奠定了現代髓內釘的基礎，其倡導的閉合復位理念指導了股骨粗隆間骨折的微創治療方式。Gamma 釘由髓內釘主釘以及與其交聯的頭釘構成，頭釘截面設計為圓形，使植釘過程相對容易。主釘近端 10° 外翻角增加了植釘便利性。頭釘的設計類似動力髖螺釘頭釘，具有拉力作用，可以實現骨折塊之間的加壓。主釘近端螺釘植入后與頭釘形成半鎖定形態，起到防止頭釘旋轉的作用。遠端交鎖釘的設計初衷是用來固定帶有旋轉骨折線的粗隆下骨折遠端骨塊，防止股骨干旋轉。因為上世紀 90 年代臨床以切開復位治療股骨粗隆間骨折為主，所以醫生接受 Gamma 釘所倡導的閉合復位理念以及學習微創植釘所需時間較長。研究表明，Gamma 釘主釘截面直徑粗大以及近端外翻角過大，導致術中并發癥（如股骨干骨折）多發，術后股骨干骨折發生率高達 12%[37]。分析原因，Gamma 釘主釘近端較為粗大的直徑、過渡不佳的末端結構設計以及過大的主釘外翻角，是髓內釘假體周圍骨折發生的主要因素。因此，后期髓內釘產品的改良和設計主要集中在頭釘形態以及主釘外翻角和尺寸規格方面，以避免假體周圍骨折的發生。
3.4 股骨近端髓內釘（proximal femoral nail，PFN）
1999 年，針對 Gamma 釘防旋性差、頭釘切割等問題，Simmermacher 等[38]報道了一種新型髓內釘——PFN。PFN 的頭釘設計理念和 PCCP 類似，頭釘雙釘的設計能夠有效防止近端骨塊的旋轉和滑動。上方較細的螺釘為防旋釘，直徑 6.5 mm；下方較粗的螺釘為拉力螺釘，直徑 11.0 mm。主釘 6° 外翻角的設計，減少了對股骨近端大粗隆外側壁的刺激。主釘遠端設計有靜態鎖定孔和動態鎖定孔，可根據骨折類型選擇不同的鎖定方案。但由于近端 2 枚頭釘在術后負重過程中受力存在差異，雙釘的設計出現了新的并發癥情況——“Z”字效應，發生率達 9%[39-40]，而內固定相關并發癥高達 30%[41]。
3.5 粗隆間髓內釘（trochanteric fixation nail，TFN）
針對傳統髓內釘頭釘的拉力螺釘結構對于骨質疏松骨質把持力不足的問題，以及 PFN 頭釘雙釘設計中非同步退釘的特殊并發癥，2006 年 Lenich 等[42]報道了一款新型髓內固定裝置——TFN。該裝置頭釘采用了螺旋刀片的結構設計，頭釘的螺旋刀片和釘身為一個整體。頭釘尾部斜形設計，與骨外側皮質方向一致，避免頭釘尾端突出于皮質外，減少對大腿外側軟組織的刺激。手術時，采用敲擊技術將頭釘植入股骨頭頸內，而非傳統的旋轉擰入方式。敲擊過程中螺旋刀片對股骨頭內骨質進行擠壓，以增加骨質的把持力，避免螺釘松動和切出，同時還具備有防旋轉的功能。TFN 的頭釘尾端部分采用雙側凹槽設計，通過主釘近端的插銷進行鎖定，既可維持頭釘在股骨近端的位置，又保證了最大 30 mm 的滑動空間。TFN 內固定相關并發癥為 10.1%，其中以退釘居多，發生率為 4.2%[43]。
3.6 股骨近端防旋髓內釘（proximal femoral nail antirotation，PFNA）
2008 年，Simmermacher 等[44]報道了 PFNA 的臨床應用。PFNA 頭釘同樣采用了螺旋刀片設計，螺旋刀片和釘身為兩個部件，通過螺紋鎖定裝置連接。植入時連接裝置為解鎖狀態，螺旋刀片可自由旋轉。通過敲擊方式植入頭釘時，螺旋刀片旋轉推進，術者可明顯感受到刀片旋轉打壓周圍骨質的過程。螺旋刀片的螺旋線半徑由遠端向近端逐漸增大，配合其可旋轉的動態加壓設計，使得其打壓骨質的程度相較于 TFN 更徹底，以提供足夠的錨合力，用于骨質疏松嚴重患者可以取得良好把持效果。頭釘尾端其釘身截面為橄欖形，既可以實現有限滑動，還可以提供抗旋轉功能。PFNA 新穎的設計理念和細節創新，一經推出很快風靡全球。PFNA 展現了較傳統髓內釘良好的生物力學優勢，據報道股骨粗隆間骨折固定術后 1 年愈合率約 90%[45]，目前已成為治療股骨粗隆間骨折的主要方式[46-47]。
3.7 InterTan 髓內釘
2009 年，Ruecker 等[48]報道了被稱為“第 4 代”髓內釘的 InterTan 髓內釘。InterTan 髓內釘設計理念如下：① 主釘近端截面梯形的設計以及加厚的外側面，使得主釘近端與股骨近端更加匹配，并且可以提供足夠強度。② 雙子釘，上端為較粗的拉力螺釘，下端為較細的加壓螺釘。拉力螺釘截面為半弧形，弧度正好可容納部分下端的加壓螺釘，使兩個螺釘組成一整體，以避免雙釘易發生的“Z”字效應。雙釘的整合使其在股骨近端內形成一橢圓形的孔道，同樣具有防旋作用。拉力螺釘的尾端下方具有螺紋結構，當擰入加壓螺釘時，尾端觸碰至頭釘外緣時，繼續旋轉可產生渦輪效應，將旋轉力轉化為軸向拉力，使骨折端加壓，同時又避免傳統螺釘加壓時產生的旋轉作用。③ InterTan 主釘尾端采取了一種音叉樣的結構設計，減少剛度，可以吸收更多能量，避免股骨干部位的應力集中，不僅緩解患者術后大腿前方的疼痛感，還能降低繼發性股骨干骨折的發生率。InterTan 髓內釘的設計理念創新并具有實際價值，在臨床上得到了廣泛應用。2018 年發表的一項比較 InterTan 和 PFNA 治療股骨粗隆間骨折臨床療效的 Meta 分析結果表明，InterTan 髓內釘并發生發生率、再手術率以及術后疼痛發生率均更低。兩組骨不連發生率以及術后髖關節功能評分方面無明顯差異。但相較于 InterTan 髓內釘，PFNA 術中出血量少、透視時間更短[49]。
3.8 粗隆間加強型髓內釘（trochanteric fixation nail advanced，TFNA）
2017 年，Synthes 公司推出了一款新型髓內釘——TFNA。目前尚無 TFNA 的臨床研究報道。TFNA 主釘規格較 Synthes 公司前期產品（PFN、TFN、PFNA）具有明顯改進。主釘近端設計為更為纖細的 15.66 mm 直徑，且近端外側進行了工藝上切削操作，使外側面更為平整，主釘外翻角為 5°（傳統髓內釘為 6°）。以上的參數改進使術中植入 TFNA 主釘更簡便，并減少了髓內釘對股骨近端外側皮質的干擾，避免股骨近端假體周圍骨折的發生。髓內釘頭釘為一個整體，相較于 PFNA 分體式設計具有更強的結構剛度。頭釘螺旋刀片的旋轉加壓過程通過配套的植入器械實現。螺旋刀片的刀刃數量由傳統的 4 條改為 3 條，頭釘尾部的凹槽以及輔助植釘器械的特殊標識，保證螺旋刀片植入后形成倒三角形狀：2 個底角朝上，托住股骨頭，1 個頂角朝下。這樣的構型可以避免負重時偶發的單一刀刃對股骨頭骨質的切割。頭釘末端設計有孔洞結構，與頭釘的中空軸線相通。針對嚴重骨質疏松的患者，可通過頭釘尾端向股骨頭內注射骨水泥，以增加頭釘在股骨頭內部的把持力。推薦注入骨水泥不超過 6 mL，這樣既保證足夠的把持強度，又能避免股骨頭壞死的發生。TFNA 的頭釘在主釘內的鎖定固定裝置與 TFN 類似，通過主釘近端的插銷鎖定，維持頭釘在股骨近端的位置，并具有一定距離的滑動空間。
4 總結與展望
近年來，我們團隊通過結合數字骨科技術，創新性提出了針對股骨粗隆間骨折治療的內側支撐和二次穩定的概念，并指導了此類骨折的有效治療[50]。股骨粗隆間骨折的治療是一個動態變化過程，術中通過重建股骨近端內側和前內側皮質，配合內固定準確植入，維持并實現股骨粗隆間骨折的初次穩定。在術后規律負重和功能鍛煉過程中，遠、近骨折端存在相對位置的變化，直至二次穩定形成，骨折位置不再變化直到骨折端愈合。內側支撐結構越完善，骨折端相對位置的變化則越輕微；二次穩定越早形成，內固定載荷負擔越小，則失敗率越低[50]。內固定器械將依據完善粗隆間骨折內側支撐和二次穩定的治療原則更新迭代，最終實現提高粗隆間骨折治療成功率和降低術后并發癥的目的。
股骨粗隆間骨折治療過程經歷了以髓外固定為主流到髓內固定為主流的演變。對于髓外固定體系和髓內固定體系治療粗隆間骨折孰優孰劣仍存在爭議。臨床工作中，應合理評估病情，分析骨折機制，基于術前預判選擇最適合的內固定器械和手術方式，密切關注圍手術期的治療與護理，才能達到治療股骨粗隆間骨折的最佳療效。