引用本文: 常祖豪, 張偉, 唐佩福, 陳華. 內側支撐重建增強固定技術在肱骨近端骨折治療中的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(3): 375-380. doi: 10.7507/1002-1892.202009127 復制
肱骨近端骨折是骨科常見骨折類型之一,對于不穩定性肱骨近端骨折,臨床主要采用切開復位、鎖定鋼板內固定治療[1]。然而,由于缺乏有效的內側支撐,鎖定鋼板內固定后易發生早期內固定失效,進而導致肱骨頭內翻畸形和螺釘切出關節等嚴重并發癥[2],據統計術后并發癥發生率高達 49%[3]。為解決上述問題,鎖定鋼板內側支撐重建增強固定技術應運而生。該技術通過對肱骨頭或肱骨頭下內側皮質骨區域固定支撐,增加了現有內植物的力學穩定性[4]。
內側支撐重建增強固定技術最早用于肱骨近端骨折術后骨不連的治療[5],之后 Gardner 等[2]將其引入到肱骨近端脆性骨折治療中。基于“內側支撐”概念,內側支撐重建增強固定技術因彌補了鎖定鋼板外側偏心固定的力學缺陷,被臨床廣泛接受和應用[2, 4, 6],成為肱骨近端骨折,尤其是合并骨質疏松和粉碎性骨折,最重要的增強固定方式[1-2]。臨床常用的內側支撐重建增強固定技術分為兩類:髓外的直接支撐(髓外支撐)[7]和髓內的間接支撐(髓內支撐)[4]。近十年大量臨床和生物力學研究均證實,該技術對于維持骨折復位、減少肱骨近端內翻移位和螺釘切出關節等并發癥有著積極意義[7-11]。現對該技術臨床和生物力學研究進行總結分析,為其更合理地用于肱骨近端骨折的治療提供參考。
1 髓外支撐
髓外支撐是指通過固定于肱骨近端內側皮質骨外表面的內植物對肱骨頭進行直接支撐,以增強骨折固定的穩定性[7]。目前,最常見的髓外支撐方式為髓外附加鋼板固定[7, 12-13],但相關文獻相對較少。在解剖鎖定鋼板用于治療肱骨近端骨折前,Wanner 等[14]采用兩塊 1/3 管型鋼板治療 71 例合并明顯移位的肱骨近端骨折患者,結果顯示患者再手術率高達 12%,37% 患者對術后功能不滿意。解剖鎖定鋼板用于治療肱骨近端骨折后,使用雙鋼板技術時則可選擇解剖鎖定鋼板聯合附加鋼板增強固定方式,但多數研究為生物力學試驗[15-16]。He 等[7]進一步提出通過在肱骨頭下內側放置 1 塊內側解剖鋼板對肱骨頭進行直接支撐,與外側鎖定鋼板共同構成內、外側“雙柱支撐”結構,進而實現對肱骨近端骨折的增強固定。生物力學有限元分析結果表明,這一增強固定方式不僅力學性能優于單純鎖定鋼板、外側鎖定鋼板聯合髓內腓骨支撐、外側鎖定鋼板聯合后側鋼板,也解決了外側鎖定鋼板自身外側吊臂樣結構所產生的應力集中問題[15]。但是,在肱骨頭內側直接植入附加鋼板時增加了軟組織的剝離以及對肱骨頭血供的破壞,所以該增強固定方式未能在臨床獲得廣泛接受和應用。
為了提高雙鋼板技術治療肱骨近端粉碎性骨折的可行性,陸續有學者提出改變附加鋼板放置位置。Choi 等[12]提出將 1 塊橈骨遠端鋼板置于肱骨近端后側,與外側肱骨近端解剖鎖定加壓鋼板(proximal humerus internal locking system,PHILOS)構成雙鋼板結構,固定肱骨近端粉碎性骨折。但該研究僅展示了 1 例臨床應用成功病例,后續病例系列研究至今未發表,因此該術式的有效性有待進一步觀察明確。Theopold 等[16]提出將附加鋼板置于肱骨近端前方,并在早期臨床研究基礎上進行了生物力學研究,結果顯示前置附加鋼板是一種可靠的 Calcar 螺釘替代增強固定方式,能夠提供更好的力學剛度和穩定性。然而,早期臨床應用發現該方式存在諸多問題,10 例肱骨近端骨折固定后,30% 患者因螺釘切出關節等原因需再次手術取出內固定物,10% 患者出現肱骨頭缺血性壞死[13]。
現有研究顯示,髓外支撐并不是一種可靠的臨床選擇。雖然內側髓外支撐鋼板能夠實現對肱骨頭的直接支撐,但是內植物的植入和固定需要對內側軟組織進行廣泛剝離,增加了肱骨頭血運醫源性損傷風險。其次,通過改良附加鋼板放置位置和方式無法獲得更有效的力學支撐和滿意的臨床預后。最后,該增強固定方式手術難度大,對手術醫生的肩關節解剖結構知識儲備和手術操作技能要求高。上述問題極大地限制了髓外支撐在臨床中的應用。
2 髓內支撐
髓內支撐是目前技術最成熟和應用最廣泛的內側支撐重建增強固定方式[4, 8-11, 17-21],是通過在髓腔內放置結構性增強固定物,實現對肱骨頭[22]、Calcar 區[23]和/或內側柱[4, 9-10]的間接支撐和重建,以提高骨折固定的穩定性。PHILOS 鋼板因具有較好的生物力學穩定性,在肱骨近端骨折臨床治療中得以廣泛應用[24-25]。然而,該鋼板的應用并未顯著提高肱骨近端骨折的預后,尤其是粉碎性骨折和老年骨質疏松性骨折,術后并發癥發生率和再手術率依然很高[3, 26-27]。2007 年,Gardner 等[2]發現肱骨頭下內側皮質骨粉碎失支撐是導致鎖定加壓鋼板內固定失敗的重要危險因素。針對該問題,Gardner 等提出采用同種異體腓骨干,利用螺釘滑移擠壓作用,實現內側皮質骨的間接復位和力學支撐重建[4]。臨床采用該增強固定技術治療 7 例肱骨近端骨折患者,術后骨折均愈合,骨折愈合前均未發生繼發性骨折復位丟失和內植物松動失效。
這一髓內增強固定技術的成功,為治療肱骨近端粉碎性骨折帶來了希望。之后,大量臨床和生物力學研究都集中于髓內增強固定,學者們提出了不同的結構性增強固定物和支撐位點。根據髓內支撐物材料種類和來源,分為自體骨(髂嵴、腓骨干等)[8, 17-19]及同種異體骨(腓骨、尺骨、股骨等)支撐[4, 9-10, 19-20, 28];根據支撐位點可以分為肱骨頭支撐[22]、Calcar 區支撐[23]和內側柱支撐[4, 9-10]。以下根據髓內支撐物材料種類和來源分別進行闡述。
2.1 自體骨支撐
由于不存在組織相容性和免疫排斥風險,且具有較強誘導成骨作用,自體骨被廣泛應用于骨缺損和骨不連的治療中。其中,結構性自體骨由于兼顧上述優勢的同時還能滿足髓內支撐所需力學支撐強度,已被應用于肱骨近端骨折的治療中[8, 17-18]。目前,自體骨多選取自體髂骨或腓骨干,通過帶皮質骨的結構性骨塊進行髓內支撐。Zhu 等[8]采用自體髂骨髓內支撐增強固定治療肱骨近端四部分骨折,相比單純鎖定鋼板組,鎖定鋼板聯合自體髂骨組患者的骨折愈合更快、術后功能和生活質量更高。李明超等[17]的前瞻性臨床研究也得出相似結論,將自體髂骨作為髓內支撐物可顯著提高骨折固定的穩定性,降低內固定早期失效等并發癥的發生率。此外,也有學者采用自體腓骨進行髓內支撐,同樣獲得較好臨床效果[18]。
然而,自體骨移植也存在明顯缺陷,即來源有限且常合并供區并發癥[5, 18-19]。Walch 等[5]發現 15% 患者出現供區病理性骨折,Ring 等[19]報道了 1 例供區髂骨翼骨折,另一項研究有 1 例患者發生腓總神經麻痹[18]。這些并發癥引起了臨床醫生的重視,并開始尋找更為有效的替代物,以期減少患者痛苦和圍術期并發癥的發生。
2.2 同種異體骨支撐
同種異體骨是髓內支撐最常用的增強固定物,其能避免供區并發癥,且取材相對廣泛。已在臨床應用的同種異體骨包括腓骨[4, 9-10, 20-21]、尺骨[29]、橈骨[29]及股骨[11, 28]等,其中腓骨最早用于臨床且應用最多[4]。
Gardner 等[4]率先提出采用外側鎖定鋼板聯合同種異體腓骨干髓內支撐治療肱骨近端骨折合并內側柱粉碎,并獲得成功。隨后,大量臨床研究報道應用腓骨干髓內支撐成功治療肱骨近端骨折[9-10, 20-21]。然而,Panchal 等[20]采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定治療 36 例肱骨近端骨折,13.89% 患者頸干角未達影像學標準,2 例頸干角<100°,2 例術后發生肱骨頭內翻畸形。基于此,Panchal 等認為同種異體腓骨髓內支撐增強固定并不能有效支撐肱骨頭。王堯等[21]也報道了采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定后仍發生肱骨頭內翻移位,進而發生螺釘切出關節的情況,分析這可能與腓骨干“點性支撐”方式以及 Calcar 區支撐不充分密切相關。
因此,Chen 等[9]提出了“解剖型髓內支撐”概念,基于術前的影像學數據對肱骨近端髓腔形態進行重建,并對同種異體腓骨頭進行修剪,獲得與髓腔形態一致的解剖型腓骨髓內支撐物。這一解剖型髓內支撐物能更好地填充 Calcar 區,并對肱骨頭下方實現“面性支撐”,臨床應用的 7 例患者均實現了骨性愈合,取得了滿意的臨床預后。常祖豪等[10]的臨床對照研究也獲得相似結論。同時,Chen 等[30]將腓骨干和解剖型腓骨頭進行仿真力學模擬分析,結果顯示解剖型腓骨髓內支撐增強固定方式的軸向載荷和旋轉載荷顯著優于單純腓骨干髓內支撐。
此外,在髓內支撐物形態和種類方面,有臨床醫生進行了其他方面的嘗試。Parada 等[11]采用同種異體股骨頭進行髓內支撐,術中將其修剪為與肱骨近端髓腔相適應的上寬下窄梯形,使之遠端以嵌插方式與肱骨干穩定固定,近端實現對肱骨頭的撐托,避免腓骨干在髓腔內軸向下移所致的固定失效。臨床應用該技術治療 14 例肱骨近端粉碎性骨折患者,早期隨訪顯示骨折均達骨性愈合,但中遠期療效尚缺乏隨訪數據支持。Euler 等[28]采用相同技術獲得相似臨床結論,10 例患者中有 9 例獲得骨性愈合,但 1 例出現深部感染。以上基于修整后股骨頭的髓內支撐增強固定方式,一方面其植入主要依靠術者主觀觀察和經驗,往往需要反復多次修剪和植入,增加了手術時間和感染風險;另一方面,這些研究多為小樣本短期隨訪,不能為該種髓內支撐物的臨床應用提供有力支持證據。
除了髓內支撐物種類和形態,髓內支撐位點也可能影響固定力學強度[9-10, 20-21]。鑒于肱骨近端內側柱粉碎失支撐對手術固定穩定性的重要影響,Gardner 等[4]推薦將同種異體腓骨干沿髓腔長軸植入,實現對內側柱的支撐和重建。Cui 等[22]將同種異體腓骨干近端支撐位點選擇于肱骨頭中心,利用軸向移動腓骨干恢復和維持肱骨頭高度,治療的 25 例老年肱骨近端三、四部分骨折只有 1 例出現螺釘切出關節、2 例出現肱骨頭缺血性壞死。Chen 等[9]通過影像學分析,發現老年肱骨近端骨折患者內側柱、Calcar 區以及肱骨頭下松質骨都是骨質薄弱區,松質骨退變甚至消失,因此他們提出采用解剖型腓骨對這 3 個區域同時進行支撐。模擬生物力學結果顯示,這種三位點同時支撐的髓內支撐增強固定方式有較好的生物力學穩定性[30]。Wang 等[23]將腓骨干平行于 Calcar 螺釘斜行放置于肱骨近端外側壁和肱骨頭下方之間,以實現對 Calcar 區的支撐。他們將其與 Gardner 等[4]提出的髓內支撐方式以及單純外側鎖定鋼板內固定進行對比,結果表明兩種髓內支撐增強固定臨床效果顯著優于單純鎖定鋼板,而不同的腓骨干支撐位點并未給患者帶來顯著的臨床預后差異。沈施耘等[31]生物力學研究也進一步證實上述兩種腓骨干支撐位點并沒有顯著的力學穩定性差異。目前,由于缺乏力學或臨床研究證據支持,對于同種異體腓骨干髓內最佳支撐位點尚存在較大爭議,更多的臨床醫生傾向于對內側柱進行髓內支撐增強固定。但是,全髓腔內的解剖填充和面性支撐可能是一種更好的選擇。
此外,髓內支撐重建能夠明顯改善內翻型肱骨近端骨折患者的預后。早期研究顯示相比外翻型骨折,內翻型骨折維持復位難度更大,螺釘切出關節和繼發性骨折復位丟失風險更高,臨床預后更差。Little 等[32]對比了采用同種異體腓骨干髓內支撐治療內、外翻型肱骨近端骨折的臨床療效,結果顯示兩種骨折在影像學評估(肱骨頭高度丟失、初始頸干角、頸干角丟失程度)、患肢活動范圍、患肢功能和患者生活質量評分方面,均無統計學差異。腓骨干髓內支撐技術不僅能為內翻型骨折患者獲得內側柱重建,而且可以為肱骨頭血供重建提供穩定的力學基礎和解剖結構。
3 內側支撐重建增強固定技術的力學優勢與臨床獲益的相關性
大量臨床研究結果表明,內側支撐重建增強固定技術有利于肱骨近端粉碎性骨折復位以及復位的維持,并在一定程度上減少了與內側柱粉碎失支撐相關的嚴重術后并發癥,進而最大程度恢復和維持患者術后功能和生活質量[7-11, 33-36]。然而,近期一些臨床對照研究卻得出了相反結論。Kim 等[37]的臨床研究結果表明,采用髓內支撐增強固定治療的 55 例 65 歲以上老年肱骨近端三部分骨折患者僅在影像學評估方面顯著優于單純鎖定鋼板內固定,術后功能無顯著差異。Davids 等[38]采用同種異體腓骨干髓內支撐治療 24 例肱骨近端二、三部分骨折患者,25% 患者術后發生肱骨頭內翻畸形。而內翻畸形患者中,50% 患者由于螺釘切出關節需再次手術取出內固定物。對于肱骨近端二、三部分內翻型骨折,髓內支撐增強內固定并不能為患者帶來更多的臨床獲益。同時,Barlow 等[39]的回顧性研究結果也表明,43 例接受同種異體腓骨干髓內支撐的患者,術后失敗率達 33%,與采用單純鎖定鋼板內固定治療的臨床結局無顯著差異。
上述研究提示這種基于術后影像學評估的客觀結果并不等同于患者的主觀預后,同種異體腓骨干髓內支撐的力學優勢可能不是影響患者術后功能和生活質量的唯一因素。患者自身基本情況、骨折類型、骨質疏松嚴重程度、手術醫生技術、患者術后康復及依從性均可能影響臨床預后。因此,還需要高質量的前瞻性隨機對照研究,進一步判斷在鎖定鋼板基礎上,將內側支撐重建增強固定技術用于肱骨近端粉碎性骨折治療的確切療效。
4 內側支撐重建增強固定技術失敗后的翻修
大多數采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定治療失敗的肱骨近端骨折患者僅表現為輕、中度患肢疼痛及活動受限,且二次翻修手術率較低[9-10, 33-36]。但當患者發生肱骨頭內翻畸形或缺血性壞死繼發螺釘切出關節時,內植物取出、關節鏡下關節探查清理、甚至反肩關節置換是常用的翻修手術策略[38]。其中,反肩關節置換術是合并嚴重手術并發癥患者保留肩關節功能唯一的挽救性治療方式[40]。然而,由于一期手術植入的髓內支撐物(自體或同種異體結構性骨塊)在骨折愈合過程中與骨折部位融為一體,使得肱骨近端和干部髓腔直徑變窄甚至消失,造成肱骨側假體柄植入困難,增加了醫源性骨折發生風險以及手術操作難度[40]。因此,術前充分評估并進行有效的一期內側支撐重建增強固定,避免再次翻修手術對于肱骨近端骨折的手術治療具有重要意義。
5 總結及展望
作為最常見的脆性骨折之一,肱骨近端骨折的手術治療存在諸多挑戰。螺釘切出關節和肱骨頭內翻移位仍然是最常見的手術并發癥,也是內植物失效和手術失敗的主要原因。因此,在鎖定加壓鋼板基礎上的增強固定技術十分必要。內側支撐重建增強固定技術作為肱骨近端骨折最重要的治療策略,尤其對于合并嚴重骨質疏松和/或粉碎性骨折者,是目前臨床治療和研究的熱點和趨勢。然而,由于缺乏對內側支撐解剖形態學及力學特性全面深入地了解,目前針對內側柱的內側支撐重建增強固定技術的提出和應用,多為骨科醫生臨床經驗總結。這些經驗性治療方案往往只能解決肱骨近端骨折手術中部分問題。例如,髓內支撐固定較好地實現了肱骨頭下內側皮質骨的支撐重建,但是不能增加螺釘把持力和填充肱骨頭內松質骨空腔。對于合并嚴重骨質疏松和粉碎性骨折的肱骨近端骨折患者,手術多需同時解決內側支撐重建、肱骨頭內填充以及增加螺釘把持力等問題,如何更有效地實現內側支撐重建,仍是臨床難題。
基于上述問題,對于肱骨近端骨折內植物設計理念的創新和實施可能是未來發展的重要方向。已有的臨床研究、仿真模擬力學研究以及尸體標本生物力學試驗均顯示,髓內支撐增強固定可能是更優的肱骨近端骨折解決方案,但是仍需要更多的高質量臨床研究和力學試驗提供循證醫學證據和支撐。此外,未來需要醫學、工程學、材料學、計算機等多學科有效融合,創新性設計出新型內植物,將“髓內支撐”和“髓外固定”理念有機融合,為肱骨近端骨折治療提供更優選擇。
作者貢獻:常祖豪負責觀點形成和文章撰寫,張偉負責資料收集,陳華和唐佩福負責綜述的構思及設計。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。經費支持沒有影響文章觀點。
肱骨近端骨折是骨科常見骨折類型之一,對于不穩定性肱骨近端骨折,臨床主要采用切開復位、鎖定鋼板內固定治療[1]。然而,由于缺乏有效的內側支撐,鎖定鋼板內固定后易發生早期內固定失效,進而導致肱骨頭內翻畸形和螺釘切出關節等嚴重并發癥[2],據統計術后并發癥發生率高達 49%[3]。為解決上述問題,鎖定鋼板內側支撐重建增強固定技術應運而生。該技術通過對肱骨頭或肱骨頭下內側皮質骨區域固定支撐,增加了現有內植物的力學穩定性[4]。
內側支撐重建增強固定技術最早用于肱骨近端骨折術后骨不連的治療[5],之后 Gardner 等[2]將其引入到肱骨近端脆性骨折治療中。基于“內側支撐”概念,內側支撐重建增強固定技術因彌補了鎖定鋼板外側偏心固定的力學缺陷,被臨床廣泛接受和應用[2, 4, 6],成為肱骨近端骨折,尤其是合并骨質疏松和粉碎性骨折,最重要的增強固定方式[1-2]。臨床常用的內側支撐重建增強固定技術分為兩類:髓外的直接支撐(髓外支撐)[7]和髓內的間接支撐(髓內支撐)[4]。近十年大量臨床和生物力學研究均證實,該技術對于維持骨折復位、減少肱骨近端內翻移位和螺釘切出關節等并發癥有著積極意義[7-11]。現對該技術臨床和生物力學研究進行總結分析,為其更合理地用于肱骨近端骨折的治療提供參考。
1 髓外支撐
髓外支撐是指通過固定于肱骨近端內側皮質骨外表面的內植物對肱骨頭進行直接支撐,以增強骨折固定的穩定性[7]。目前,最常見的髓外支撐方式為髓外附加鋼板固定[7, 12-13],但相關文獻相對較少。在解剖鎖定鋼板用于治療肱骨近端骨折前,Wanner 等[14]采用兩塊 1/3 管型鋼板治療 71 例合并明顯移位的肱骨近端骨折患者,結果顯示患者再手術率高達 12%,37% 患者對術后功能不滿意。解剖鎖定鋼板用于治療肱骨近端骨折后,使用雙鋼板技術時則可選擇解剖鎖定鋼板聯合附加鋼板增強固定方式,但多數研究為生物力學試驗[15-16]。He 等[7]進一步提出通過在肱骨頭下內側放置 1 塊內側解剖鋼板對肱骨頭進行直接支撐,與外側鎖定鋼板共同構成內、外側“雙柱支撐”結構,進而實現對肱骨近端骨折的增強固定。生物力學有限元分析結果表明,這一增強固定方式不僅力學性能優于單純鎖定鋼板、外側鎖定鋼板聯合髓內腓骨支撐、外側鎖定鋼板聯合后側鋼板,也解決了外側鎖定鋼板自身外側吊臂樣結構所產生的應力集中問題[15]。但是,在肱骨頭內側直接植入附加鋼板時增加了軟組織的剝離以及對肱骨頭血供的破壞,所以該增強固定方式未能在臨床獲得廣泛接受和應用。
為了提高雙鋼板技術治療肱骨近端粉碎性骨折的可行性,陸續有學者提出改變附加鋼板放置位置。Choi 等[12]提出將 1 塊橈骨遠端鋼板置于肱骨近端后側,與外側肱骨近端解剖鎖定加壓鋼板(proximal humerus internal locking system,PHILOS)構成雙鋼板結構,固定肱骨近端粉碎性骨折。但該研究僅展示了 1 例臨床應用成功病例,后續病例系列研究至今未發表,因此該術式的有效性有待進一步觀察明確。Theopold 等[16]提出將附加鋼板置于肱骨近端前方,并在早期臨床研究基礎上進行了生物力學研究,結果顯示前置附加鋼板是一種可靠的 Calcar 螺釘替代增強固定方式,能夠提供更好的力學剛度和穩定性。然而,早期臨床應用發現該方式存在諸多問題,10 例肱骨近端骨折固定后,30% 患者因螺釘切出關節等原因需再次手術取出內固定物,10% 患者出現肱骨頭缺血性壞死[13]。
現有研究顯示,髓外支撐并不是一種可靠的臨床選擇。雖然內側髓外支撐鋼板能夠實現對肱骨頭的直接支撐,但是內植物的植入和固定需要對內側軟組織進行廣泛剝離,增加了肱骨頭血運醫源性損傷風險。其次,通過改良附加鋼板放置位置和方式無法獲得更有效的力學支撐和滿意的臨床預后。最后,該增強固定方式手術難度大,對手術醫生的肩關節解剖結構知識儲備和手術操作技能要求高。上述問題極大地限制了髓外支撐在臨床中的應用。
2 髓內支撐
髓內支撐是目前技術最成熟和應用最廣泛的內側支撐重建增強固定方式[4, 8-11, 17-21],是通過在髓腔內放置結構性增強固定物,實現對肱骨頭[22]、Calcar 區[23]和/或內側柱[4, 9-10]的間接支撐和重建,以提高骨折固定的穩定性。PHILOS 鋼板因具有較好的生物力學穩定性,在肱骨近端骨折臨床治療中得以廣泛應用[24-25]。然而,該鋼板的應用并未顯著提高肱骨近端骨折的預后,尤其是粉碎性骨折和老年骨質疏松性骨折,術后并發癥發生率和再手術率依然很高[3, 26-27]。2007 年,Gardner 等[2]發現肱骨頭下內側皮質骨粉碎失支撐是導致鎖定加壓鋼板內固定失敗的重要危險因素。針對該問題,Gardner 等提出采用同種異體腓骨干,利用螺釘滑移擠壓作用,實現內側皮質骨的間接復位和力學支撐重建[4]。臨床采用該增強固定技術治療 7 例肱骨近端骨折患者,術后骨折均愈合,骨折愈合前均未發生繼發性骨折復位丟失和內植物松動失效。
這一髓內增強固定技術的成功,為治療肱骨近端粉碎性骨折帶來了希望。之后,大量臨床和生物力學研究都集中于髓內增強固定,學者們提出了不同的結構性增強固定物和支撐位點。根據髓內支撐物材料種類和來源,分為自體骨(髂嵴、腓骨干等)[8, 17-19]及同種異體骨(腓骨、尺骨、股骨等)支撐[4, 9-10, 19-20, 28];根據支撐位點可以分為肱骨頭支撐[22]、Calcar 區支撐[23]和內側柱支撐[4, 9-10]。以下根據髓內支撐物材料種類和來源分別進行闡述。
2.1 自體骨支撐
由于不存在組織相容性和免疫排斥風險,且具有較強誘導成骨作用,自體骨被廣泛應用于骨缺損和骨不連的治療中。其中,結構性自體骨由于兼顧上述優勢的同時還能滿足髓內支撐所需力學支撐強度,已被應用于肱骨近端骨折的治療中[8, 17-18]。目前,自體骨多選取自體髂骨或腓骨干,通過帶皮質骨的結構性骨塊進行髓內支撐。Zhu 等[8]采用自體髂骨髓內支撐增強固定治療肱骨近端四部分骨折,相比單純鎖定鋼板組,鎖定鋼板聯合自體髂骨組患者的骨折愈合更快、術后功能和生活質量更高。李明超等[17]的前瞻性臨床研究也得出相似結論,將自體髂骨作為髓內支撐物可顯著提高骨折固定的穩定性,降低內固定早期失效等并發癥的發生率。此外,也有學者采用自體腓骨進行髓內支撐,同樣獲得較好臨床效果[18]。
然而,自體骨移植也存在明顯缺陷,即來源有限且常合并供區并發癥[5, 18-19]。Walch 等[5]發現 15% 患者出現供區病理性骨折,Ring 等[19]報道了 1 例供區髂骨翼骨折,另一項研究有 1 例患者發生腓總神經麻痹[18]。這些并發癥引起了臨床醫生的重視,并開始尋找更為有效的替代物,以期減少患者痛苦和圍術期并發癥的發生。
2.2 同種異體骨支撐
同種異體骨是髓內支撐最常用的增強固定物,其能避免供區并發癥,且取材相對廣泛。已在臨床應用的同種異體骨包括腓骨[4, 9-10, 20-21]、尺骨[29]、橈骨[29]及股骨[11, 28]等,其中腓骨最早用于臨床且應用最多[4]。
Gardner 等[4]率先提出采用外側鎖定鋼板聯合同種異體腓骨干髓內支撐治療肱骨近端骨折合并內側柱粉碎,并獲得成功。隨后,大量臨床研究報道應用腓骨干髓內支撐成功治療肱骨近端骨折[9-10, 20-21]。然而,Panchal 等[20]采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定治療 36 例肱骨近端骨折,13.89% 患者頸干角未達影像學標準,2 例頸干角<100°,2 例術后發生肱骨頭內翻畸形。基于此,Panchal 等認為同種異體腓骨髓內支撐增強固定并不能有效支撐肱骨頭。王堯等[21]也報道了采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定后仍發生肱骨頭內翻移位,進而發生螺釘切出關節的情況,分析這可能與腓骨干“點性支撐”方式以及 Calcar 區支撐不充分密切相關。
因此,Chen 等[9]提出了“解剖型髓內支撐”概念,基于術前的影像學數據對肱骨近端髓腔形態進行重建,并對同種異體腓骨頭進行修剪,獲得與髓腔形態一致的解剖型腓骨髓內支撐物。這一解剖型髓內支撐物能更好地填充 Calcar 區,并對肱骨頭下方實現“面性支撐”,臨床應用的 7 例患者均實現了骨性愈合,取得了滿意的臨床預后。常祖豪等[10]的臨床對照研究也獲得相似結論。同時,Chen 等[30]將腓骨干和解剖型腓骨頭進行仿真力學模擬分析,結果顯示解剖型腓骨髓內支撐增強固定方式的軸向載荷和旋轉載荷顯著優于單純腓骨干髓內支撐。
此外,在髓內支撐物形態和種類方面,有臨床醫生進行了其他方面的嘗試。Parada 等[11]采用同種異體股骨頭進行髓內支撐,術中將其修剪為與肱骨近端髓腔相適應的上寬下窄梯形,使之遠端以嵌插方式與肱骨干穩定固定,近端實現對肱骨頭的撐托,避免腓骨干在髓腔內軸向下移所致的固定失效。臨床應用該技術治療 14 例肱骨近端粉碎性骨折患者,早期隨訪顯示骨折均達骨性愈合,但中遠期療效尚缺乏隨訪數據支持。Euler 等[28]采用相同技術獲得相似臨床結論,10 例患者中有 9 例獲得骨性愈合,但 1 例出現深部感染。以上基于修整后股骨頭的髓內支撐增強固定方式,一方面其植入主要依靠術者主觀觀察和經驗,往往需要反復多次修剪和植入,增加了手術時間和感染風險;另一方面,這些研究多為小樣本短期隨訪,不能為該種髓內支撐物的臨床應用提供有力支持證據。
除了髓內支撐物種類和形態,髓內支撐位點也可能影響固定力學強度[9-10, 20-21]。鑒于肱骨近端內側柱粉碎失支撐對手術固定穩定性的重要影響,Gardner 等[4]推薦將同種異體腓骨干沿髓腔長軸植入,實現對內側柱的支撐和重建。Cui 等[22]將同種異體腓骨干近端支撐位點選擇于肱骨頭中心,利用軸向移動腓骨干恢復和維持肱骨頭高度,治療的 25 例老年肱骨近端三、四部分骨折只有 1 例出現螺釘切出關節、2 例出現肱骨頭缺血性壞死。Chen 等[9]通過影像學分析,發現老年肱骨近端骨折患者內側柱、Calcar 區以及肱骨頭下松質骨都是骨質薄弱區,松質骨退變甚至消失,因此他們提出采用解剖型腓骨對這 3 個區域同時進行支撐。模擬生物力學結果顯示,這種三位點同時支撐的髓內支撐增強固定方式有較好的生物力學穩定性[30]。Wang 等[23]將腓骨干平行于 Calcar 螺釘斜行放置于肱骨近端外側壁和肱骨頭下方之間,以實現對 Calcar 區的支撐。他們將其與 Gardner 等[4]提出的髓內支撐方式以及單純外側鎖定鋼板內固定進行對比,結果表明兩種髓內支撐增強固定臨床效果顯著優于單純鎖定鋼板,而不同的腓骨干支撐位點并未給患者帶來顯著的臨床預后差異。沈施耘等[31]生物力學研究也進一步證實上述兩種腓骨干支撐位點并沒有顯著的力學穩定性差異。目前,由于缺乏力學或臨床研究證據支持,對于同種異體腓骨干髓內最佳支撐位點尚存在較大爭議,更多的臨床醫生傾向于對內側柱進行髓內支撐增強固定。但是,全髓腔內的解剖填充和面性支撐可能是一種更好的選擇。
此外,髓內支撐重建能夠明顯改善內翻型肱骨近端骨折患者的預后。早期研究顯示相比外翻型骨折,內翻型骨折維持復位難度更大,螺釘切出關節和繼發性骨折復位丟失風險更高,臨床預后更差。Little 等[32]對比了采用同種異體腓骨干髓內支撐治療內、外翻型肱骨近端骨折的臨床療效,結果顯示兩種骨折在影像學評估(肱骨頭高度丟失、初始頸干角、頸干角丟失程度)、患肢活動范圍、患肢功能和患者生活質量評分方面,均無統計學差異。腓骨干髓內支撐技術不僅能為內翻型骨折患者獲得內側柱重建,而且可以為肱骨頭血供重建提供穩定的力學基礎和解剖結構。
3 內側支撐重建增強固定技術的力學優勢與臨床獲益的相關性
大量臨床研究結果表明,內側支撐重建增強固定技術有利于肱骨近端粉碎性骨折復位以及復位的維持,并在一定程度上減少了與內側柱粉碎失支撐相關的嚴重術后并發癥,進而最大程度恢復和維持患者術后功能和生活質量[7-11, 33-36]。然而,近期一些臨床對照研究卻得出了相反結論。Kim 等[37]的臨床研究結果表明,采用髓內支撐增強固定治療的 55 例 65 歲以上老年肱骨近端三部分骨折患者僅在影像學評估方面顯著優于單純鎖定鋼板內固定,術后功能無顯著差異。Davids 等[38]采用同種異體腓骨干髓內支撐治療 24 例肱骨近端二、三部分骨折患者,25% 患者術后發生肱骨頭內翻畸形。而內翻畸形患者中,50% 患者由于螺釘切出關節需再次手術取出內固定物。對于肱骨近端二、三部分內翻型骨折,髓內支撐增強內固定并不能為患者帶來更多的臨床獲益。同時,Barlow 等[39]的回顧性研究結果也表明,43 例接受同種異體腓骨干髓內支撐的患者,術后失敗率達 33%,與采用單純鎖定鋼板內固定治療的臨床結局無顯著差異。
上述研究提示這種基于術后影像學評估的客觀結果并不等同于患者的主觀預后,同種異體腓骨干髓內支撐的力學優勢可能不是影響患者術后功能和生活質量的唯一因素。患者自身基本情況、骨折類型、骨質疏松嚴重程度、手術醫生技術、患者術后康復及依從性均可能影響臨床預后。因此,還需要高質量的前瞻性隨機對照研究,進一步判斷在鎖定鋼板基礎上,將內側支撐重建增強固定技術用于肱骨近端粉碎性骨折治療的確切療效。
4 內側支撐重建增強固定技術失敗后的翻修
大多數采用同種異體腓骨干髓內支撐增強固定治療失敗的肱骨近端骨折患者僅表現為輕、中度患肢疼痛及活動受限,且二次翻修手術率較低[9-10, 33-36]。但當患者發生肱骨頭內翻畸形或缺血性壞死繼發螺釘切出關節時,內植物取出、關節鏡下關節探查清理、甚至反肩關節置換是常用的翻修手術策略[38]。其中,反肩關節置換術是合并嚴重手術并發癥患者保留肩關節功能唯一的挽救性治療方式[40]。然而,由于一期手術植入的髓內支撐物(自體或同種異體結構性骨塊)在骨折愈合過程中與骨折部位融為一體,使得肱骨近端和干部髓腔直徑變窄甚至消失,造成肱骨側假體柄植入困難,增加了醫源性骨折發生風險以及手術操作難度[40]。因此,術前充分評估并進行有效的一期內側支撐重建增強固定,避免再次翻修手術對于肱骨近端骨折的手術治療具有重要意義。
5 總結及展望
作為最常見的脆性骨折之一,肱骨近端骨折的手術治療存在諸多挑戰。螺釘切出關節和肱骨頭內翻移位仍然是最常見的手術并發癥,也是內植物失效和手術失敗的主要原因。因此,在鎖定加壓鋼板基礎上的增強固定技術十分必要。內側支撐重建增強固定技術作為肱骨近端骨折最重要的治療策略,尤其對于合并嚴重骨質疏松和/或粉碎性骨折者,是目前臨床治療和研究的熱點和趨勢。然而,由于缺乏對內側支撐解剖形態學及力學特性全面深入地了解,目前針對內側柱的內側支撐重建增強固定技術的提出和應用,多為骨科醫生臨床經驗總結。這些經驗性治療方案往往只能解決肱骨近端骨折手術中部分問題。例如,髓內支撐固定較好地實現了肱骨頭下內側皮質骨的支撐重建,但是不能增加螺釘把持力和填充肱骨頭內松質骨空腔。對于合并嚴重骨質疏松和粉碎性骨折的肱骨近端骨折患者,手術多需同時解決內側支撐重建、肱骨頭內填充以及增加螺釘把持力等問題,如何更有效地實現內側支撐重建,仍是臨床難題。
基于上述問題,對于肱骨近端骨折內植物設計理念的創新和實施可能是未來發展的重要方向。已有的臨床研究、仿真模擬力學研究以及尸體標本生物力學試驗均顯示,髓內支撐增強固定可能是更優的肱骨近端骨折解決方案,但是仍需要更多的高質量臨床研究和力學試驗提供循證醫學證據和支撐。此外,未來需要醫學、工程學、材料學、計算機等多學科有效融合,創新性設計出新型內植物,將“髓內支撐”和“髓外固定”理念有機融合,為肱骨近端骨折治療提供更優選擇。
作者貢獻:常祖豪負責觀點形成和文章撰寫,張偉負責資料收集,陳華和唐佩福負責綜述的構思及設計。
利益沖突:所有作者聲明,在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。經費支持沒有影響文章觀點。