引用本文： 史金友, 肖玉周. 鎖定鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折的現狀與進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(10): 1352-1356. doi: 10.7507/1002-1892.202102050 復制
股骨遠端骨折一般指距股骨遠端關節面 15 cm 以內的骨折。研究表明[1-4]，股骨遠端骨折的發病年齡呈現升高趨勢，且以低能量損傷為主，高齡患者常合并骨質疏松，有較高死亡率。股骨遠端骨折早期由于缺乏合適的固定裝置和理論指導，多采用保守治療；隨著相關技術的進步，目前手術已成為首選治療方式[5]。治療方案包括角鋼板、股骨遠端鎖定鋼板、逆行髓內釘固定或關節置換術等，其中鎖定鋼板適用于絕大多數股骨遠端骨折，是臨床最常采用的固定方式[6]。在人口老齡化及骨質疏松性骨折發生率增加的背景下，傳統鋼板通過板與骨面間壓力達到穩定固定的方式將難以發揮作用，而通過角穩定性發揮作用的鎖定鋼板因適用于骨質疏松致粉碎性骨折患者[7]，有著更廣闊的應用空間。本文就鎖定鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折的現狀和進展進行綜述。
1 鎖定鋼板的治療現狀
鎖定鋼板通過成角穩定性發揮作用，這種成角穩定性最鮮明的特點包括：① 對骨不進行牽拉，適用于骨質疏松患者；② 不壓迫骨面，允許肌肉下經通道植入，減少破壞斷端血運，有利于骨折愈合；③ 微創化植入較美觀，可降低切口感染率。對于粉碎性骨折，目前多結合微創鋼板接骨術（minimally invasive plate osteosynthesis，MIPO）進行橋接固定，這種微創化治療方式已成為股骨遠端骨折治療的金標準[6，8-9]。
研究表明外側鎖定鋼板是股骨遠端骨折最常用固定方式，但治療后仍面臨較高失敗率[5-6, 10]。Henderson 等[5]對 18 篇文獻共 1 102 例應用鎖定鋼板固定的患者進行分析后發現，股骨遠端骨折的不愈合率、延遲愈合率、植入失敗率分別為 0～19%、0～15%、0～20%，且高達 32% 的患者出現愈合問題。高哲辰等[10]分析了采用鎖定鋼板固定股骨遠端骨折的 13 篇文獻，以 2005 年為界，發現骨折術后并發癥未隨經驗提高而降低。
2 鎖定鋼板的不足與對策
有研究分析鎖定鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折失敗率較高，可能在于鎖定鋼板本身有一定不足，即存在采用單鋼板固定時生物力學穩定性不足[11-14]，以及鎖定鋼板固定過于堅強而斷端缺乏微動的問題[10, 15]。
2.1 穩定性不足與對策
外側鎖定鋼板是股骨遠端骨折最常用固定方式，但有學者[11-14]認為對于粉碎性骨折單純采用外側鎖定鋼板固定，力學穩定性不足，內翻應力易導致畸形愈合和內固定失敗。Perren 應變理論[16]指出肉芽組織、軟骨和骨皮質可耐受的應變分別為 100%、15%、2%，力學穩定性不足導致的高應變環境將影響骨痂的連接。故建議對內側骨缺損[12]、嚴重粉碎性骨折和極低位干骺端骨折[13]采用雙鋼板固定，這也被多數醫生所接受。
然而對于嚴重的粉碎性骨折缺乏明確定義，由于每個醫生的認知不同，對單、雙鋼板的選擇標準也不同，故研究結論也存在差異。有學者認為[17]單鋼板與雙鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折均可取得較好療效，但單鋼板固定手術時間短，有更好的成本效益；且很多學者采用單鋼板治療取得了較好療效[9]。但另一種觀點認為[14, 18-19]雙鋼板固定允許早期負重，相對單鋼板有較高愈合率和較低翻修率。而 Lodde 等[20]通過文獻回顧發現，股骨遠端粉碎性骨折采用雙鋼板固定的愈合率為 88.0%，與單鋼板相比在骨折愈合、并發癥和功能結果方面無顯著差異。總之，由于缺乏大規模的前瞻性隨機對照研究，對于股骨遠端粉碎性骨折何時采用雙鋼板固定仍缺乏統一認識[17]。
Stoffel 等[21]通過力學研究發現，對于骨折間隙<1 mm 的簡單骨折，隨著鋼板工作長度增加，鋼板承受應力下降；而間隙>6 mm 的粉碎性骨折，隨著鋼板工作長度增加，鋼板承受應力也明顯變大。有學者[22-23]分析這可能是因為大的斷裂間隙和無碎片接觸情況下，鋼板完全承受載荷，較長的工作長度可能會增加鋼板應力；相反，由于小的斷裂間隙和緊密的碎片接觸，載荷得到分擔，更長的工作長度反而減小了鋼板應力。通過上述研究可以發現，假如骨折范圍較長，當骨折間隙較小時，可以采用“長鋼板、少螺釘”的經典橋接理念。但如果骨折間隙較大，如采用較長的橋跨長度，一方面鋼板將承受較大應力而增加單鋼板斷裂概率[24-25]；另一方面，將影響骨折端的軸向和旋轉穩定性，不利于骨折愈合[21, 26]。而如果采用短的工作長度，在骨折部位植入螺釘，雖然增加了骨折端穩定性，但可能影響骨折端的微動，導致骨痂形成不良[24, 26]。故骨折間隙大小[22]是否可作為單、雙鋼板的選擇標準，有待進一步前瞻性隨機對照研究明確。
2.2 微動不足與對策
微動即骨折端的控制性細微運動，是骨折愈合過程中的重要機械參數[27]，微動可刺激骨痂生長促進骨折愈合的觀念已被普遍接受[28]。然而，越來越多證據表明，鎖定鋼板與骨結合過于堅強，導致斷端缺乏微動而不利于骨折愈合[10, 15, 29]。研究發現骨折端最適宜的軸向微動為 0.2～1 mm，微動不足或過度可能導致治療失敗[30]；Claes 等[31]研究認為軸向 0.15～0.34 mm 的微動有利于股骨遠端粉碎性骨折的愈合。臨床上除使用鈦板或碳纖維材質改善彈性模量外[6]，可采用增加鋼板工作長度，通過鋼板和螺釘的形變改善微動[32-33]。有學者[33]報道對于 AO 分型 A3 型骨折，鎖定鋼板的最佳工作長度為 42～62 mm。然而對粉碎性骨折并不能盲目增加鋼板的工作長度，工作長度的改變可能影響骨折端穩定性和鋼板疲勞性，從而導致治療失敗[21, 24-26, 32-33]。
3 鎖定技術的進展
3.1 遠皮質鎖定（far cortical locking，FCL）技術
基于傳統鎖定技術改善微動方式的局限性，Bottlang 等[29]提出 FCL 螺釘的概念，該螺釘僅在釘帽和釘尖有螺紋，分別與鋼板和鋼板對側皮質鎖定，而不與近側皮質鎖定。受力后可在斷端兩側產生對稱的微動，有利于骨痂形成和二期愈合[34]。Wang 等[35]對采用 FCL 螺釘治療的 76 例患者和傳統鎖定螺釘治療的 68 例患者進行比對分析后發現，采用 FCL 螺釘固定組骨折愈合和恢復負重均較早，術后 6 個月內有更優的影像學表現，但最終影像學表現和膝關節功能兩組無顯著差異。崔浩誠等[36]通過對 26 例 FCL 螺釘治療組和 26 例傳統鎖定螺釘治療組對比發現，前者在骨折愈合時間、完全負重時間及術后患肢功能優良率方面具有優勢，但在并發癥發生率方面無明顯差異。Adams 等[37]采用 FCL 螺釘固定 15 例股骨遠端粉碎性骨折，其中開放性損傷 5 例，骨缺損 2 例，均未經特殊處理而愈合，提示 FCL 螺釘可以解決鎖定鋼板固定后骨不連發生率高的問題。
FCL 螺釘雖然解決了鎖定鋼板的微動問題，但并不能改善固定的生物力學穩定性和鋼板的抗疲勞性[8]，這就對既能兼顧生物力學穩定性又能改善骨折端微動的新型內植物提出了需求。
3.2 雙相鋼板（biphasic plating，BP）
BP 是在 AO 基金會支持下，為解決骨折端的力學環境和早期負重活動[8]等問題提出的。其外形與股骨遠端鎖定加壓鋼板（locking compressing plate for distal femur，LCP-DF）相似，特征是鋼板橫截面積局部增加且存在特殊的橫向槽，橫向槽通過 S 形彎曲連接到內側應力釋放區，同時賦予鋼板雙相性。當負載過大時外側結構形變，觸發內側結構發揮作用；當負載較小時，僅外側結構發揮作用。Epari 等[8]通過有限元分析對 BP 的機械性能與股骨遠端 LCP-DF 進行比較，發現低載荷時（<200 N）BP 剛度較 LCP-DF 少 55%，斷端內側間的平均微動分別為 0.18 mm 和 0.04 mm；高載荷時（500～1 000 N），BP 剛度較 LCP-DF 高 476%，最大微動平均分別為 1.5 mm 和 3.5 mm。可見 BP 有對微動進行控制的能力，這是傳統鎖定鋼板所不具備的。故 BP 的剛度雙相性有以下優點：① 高負載時局部增加的橫截面可提高鋼板剛度和抗疲勞性，在限制過度微動的同時允許患者早負重。② 低負載時鋼板柔韌性較高，可改善斷端微動環境，加快骨愈合。Hofmann-Fliri 等[38]通過動物研究發現，BP 固定后骨痂形成較 LCP-DF 更多，并在術后 12 周達到更高的機械穩定性，骨折愈合后的扭轉剛度和破壞時的扭矩均明顯更大，證實了 BP 的可行性。
雖然 BP 仍在實驗階段，但得益于內在結構的特殊性，其在一定程度上解決了微動不可控的問題，可以根據負重需要提供動態化的支撐。基于這種理論優勢，相信 BP 將作為新一代鎖定鋼板引領股骨遠端骨折的治療。
4 鎖定鋼板與數字骨科技術
隨著數字骨科學的興起，相關技術如 3D 打印技術、增強現實（augmented reality，AR）技術、混合現實（mixed reality，MR）技術已初步應用于股骨遠端骨折的治療。劉杰等[39]針對股骨遠端粉碎性骨折進行 3D 打印預處理，結果顯示 3D 打印組在手術時間、術中出血量、透視次數及住院時間方面均顯示出優勢。新一代的數字影像技術可通過計算機重建患者解剖構造，例如 AR 技術是將計算機生成的虛擬解剖結構和手術現實情況疊加后投射到現實空間；MR 技術是將重建的解剖構造投射到現實術區并進行交互后可得到；林海濱等[40]將 AR 結合 3D 打印技術對股骨遠端骨折進行手術模擬，結果顯示術前設計與現實手術實施效果相似度極高，可以精確指導接骨板放置和螺釘固定。蔡澤秦[41]初步應用 MR 技術治療股骨遠端骨折，認為臨床應用 MR 技術可行。相比其他傳統導航技術，骨科機器人存在如倫理、責任人、機器人費用高昂不利于普及等問題，傳統計算機導航存在不可視、精度不高等問題[42]。相信 MR 技術作為新一代數字導航技術將有更廣闊的應用前景，在 MR 技術監控下的 MIPO 技術動態化、可視化觀察鎖定鋼板位置和骨折復位情況將成為可能。
5 總結與展望
對于發病年齡逐漸上升的股骨遠端骨折，鎖定鋼板將繼續發揮重要作用。為實現粉碎性骨折的順利愈合，既要考慮生物力學穩定性，也需要考慮骨折端微動。對于這兩點，傳統鎖定鋼板需要通過調節自身的工作長度、附加鋼板、增加或減少負重等方式去實現。而 BP 由于其結構的特殊性，既能提供良好的力學穩定性，又能控制骨折端的微動，理論上是對鎖定鋼板的進一步優化，但仍需要臨床應用進一步證實。
數字化是骨科重要發展方向之一，將來在 MR 技術監控下的 MIPO 技術可以動態化、可視化地觀察鎖定鋼板與解剖結構的相對位置及骨折復位情況，有望進一步降低股骨遠端粉碎性骨折治療的失敗率。
作者貢獻：史金友負責查閱、整理文獻和論文撰寫；肖玉周對文章修改提出建設性意見，負責審閱并參與觀點形成。
利益沖突：所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突。
股骨遠端骨折一般指距股骨遠端關節面 15 cm 以內的骨折。研究表明[1-4]，股骨遠端骨折的發病年齡呈現升高趨勢，且以低能量損傷為主，高齡患者常合并骨質疏松，有較高死亡率。股骨遠端骨折早期由于缺乏合適的固定裝置和理論指導，多采用保守治療；隨著相關技術的進步，目前手術已成為首選治療方式[5]。治療方案包括角鋼板、股骨遠端鎖定鋼板、逆行髓內釘固定或關節置換術等，其中鎖定鋼板適用于絕大多數股骨遠端骨折，是臨床最常采用的固定方式[6]。在人口老齡化及骨質疏松性骨折發生率增加的背景下，傳統鋼板通過板與骨面間壓力達到穩定固定的方式將難以發揮作用，而通過角穩定性發揮作用的鎖定鋼板因適用于骨質疏松致粉碎性骨折患者[7]，有著更廣闊的應用空間。本文就鎖定鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折的現狀和進展進行綜述。
1 鎖定鋼板的治療現狀
鎖定鋼板通過成角穩定性發揮作用，這種成角穩定性最鮮明的特點包括：① 對骨不進行牽拉，適用于骨質疏松患者；② 不壓迫骨面，允許肌肉下經通道植入，減少破壞斷端血運，有利于骨折愈合；③ 微創化植入較美觀，可降低切口感染率。對于粉碎性骨折，目前多結合微創鋼板接骨術（minimally invasive plate osteosynthesis，MIPO）進行橋接固定，這種微創化治療方式已成為股骨遠端骨折治療的金標準[6，8-9]。
研究表明外側鎖定鋼板是股骨遠端骨折最常用固定方式，但治療后仍面臨較高失敗率[5-6, 10]。Henderson 等[5]對 18 篇文獻共 1 102 例應用鎖定鋼板固定的患者進行分析后發現，股骨遠端骨折的不愈合率、延遲愈合率、植入失敗率分別為 0～19%、0～15%、0～20%，且高達 32% 的患者出現愈合問題。高哲辰等[10]分析了采用鎖定鋼板固定股骨遠端骨折的 13 篇文獻，以 2005 年為界，發現骨折術后并發癥未隨經驗提高而降低。
2 鎖定鋼板的不足與對策
有研究分析鎖定鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折失敗率較高，可能在于鎖定鋼板本身有一定不足，即存在采用單鋼板固定時生物力學穩定性不足[11-14]，以及鎖定鋼板固定過于堅強而斷端缺乏微動的問題[10, 15]。
2.1 穩定性不足與對策
外側鎖定鋼板是股骨遠端骨折最常用固定方式，但有學者[11-14]認為對于粉碎性骨折單純采用外側鎖定鋼板固定，力學穩定性不足，內翻應力易導致畸形愈合和內固定失敗。Perren 應變理論[16]指出肉芽組織、軟骨和骨皮質可耐受的應變分別為 100%、15%、2%，力學穩定性不足導致的高應變環境將影響骨痂的連接。故建議對內側骨缺損[12]、嚴重粉碎性骨折和極低位干骺端骨折[13]采用雙鋼板固定，這也被多數醫生所接受。
然而對于嚴重的粉碎性骨折缺乏明確定義，由于每個醫生的認知不同，對單、雙鋼板的選擇標準也不同，故研究結論也存在差異。有學者認為[17]單鋼板與雙鋼板治療股骨遠端粉碎性骨折均可取得較好療效，但單鋼板固定手術時間短，有更好的成本效益；且很多學者采用單鋼板治療取得了較好療效[9]。但另一種觀點認為[14, 18-19]雙鋼板固定允許早期負重，相對單鋼板有較高愈合率和較低翻修率。而 Lodde 等[20]通過文獻回顧發現，股骨遠端粉碎性骨折采用雙鋼板固定的愈合率為 88.0%，與單鋼板相比在骨折愈合、并發癥和功能結果方面無顯著差異。總之，由于缺乏大規模的前瞻性隨機對照研究，對于股骨遠端粉碎性骨折何時采用雙鋼板固定仍缺乏統一認識[17]。
Stoffel 等[21]通過力學研究發現，對于骨折間隙<1 mm 的簡單骨折，隨著鋼板工作長度增加，鋼板承受應力下降；而間隙>6 mm 的粉碎性骨折，隨著鋼板工作長度增加，鋼板承受應力也明顯變大。有學者[22-23]分析這可能是因為大的斷裂間隙和無碎片接觸情況下，鋼板完全承受載荷，較長的工作長度可能會增加鋼板應力；相反，由于小的斷裂間隙和緊密的碎片接觸，載荷得到分擔，更長的工作長度反而減小了鋼板應力。通過上述研究可以發現，假如骨折范圍較長，當骨折間隙較小時，可以采用“長鋼板、少螺釘”的經典橋接理念。但如果骨折間隙較大，如采用較長的橋跨長度，一方面鋼板將承受較大應力而增加單鋼板斷裂概率[24-25]；另一方面，將影響骨折端的軸向和旋轉穩定性，不利于骨折愈合[21, 26]。而如果采用短的工作長度，在骨折部位植入螺釘，雖然增加了骨折端穩定性，但可能影響骨折端的微動，導致骨痂形成不良[24, 26]。故骨折間隙大小[22]是否可作為單、雙鋼板的選擇標準，有待進一步前瞻性隨機對照研究明確。
2.2 微動不足與對策
微動即骨折端的控制性細微運動，是骨折愈合過程中的重要機械參數[27]，微動可刺激骨痂生長促進骨折愈合的觀念已被普遍接受[28]。然而，越來越多證據表明，鎖定鋼板與骨結合過于堅強，導致斷端缺乏微動而不利于骨折愈合[10, 15, 29]。研究發現骨折端最適宜的軸向微動為 0.2～1 mm，微動不足或過度可能導致治療失敗[30]；Claes 等[31]研究認為軸向 0.15～0.34 mm 的微動有利于股骨遠端粉碎性骨折的愈合。臨床上除使用鈦板或碳纖維材質改善彈性模量外[6]，可采用增加鋼板工作長度，通過鋼板和螺釘的形變改善微動[32-33]。有學者[33]報道對于 AO 分型 A3 型骨折，鎖定鋼板的最佳工作長度為 42～62 mm。然而對粉碎性骨折并不能盲目增加鋼板的工作長度，工作長度的改變可能影響骨折端穩定性和鋼板疲勞性，從而導致治療失敗[21, 24-26, 32-33]。
3 鎖定技術的進展
3.1 遠皮質鎖定（far cortical locking，FCL）技術
基于傳統鎖定技術改善微動方式的局限性，Bottlang 等[29]提出 FCL 螺釘的概念，該螺釘僅在釘帽和釘尖有螺紋，分別與鋼板和鋼板對側皮質鎖定，而不與近側皮質鎖定。受力后可在斷端兩側產生對稱的微動，有利于骨痂形成和二期愈合[34]。Wang 等[35]對采用 FCL 螺釘治療的 76 例患者和傳統鎖定螺釘治療的 68 例患者進行比對分析后發現，采用 FCL 螺釘固定組骨折愈合和恢復負重均較早，術后 6 個月內有更優的影像學表現，但最終影像學表現和膝關節功能兩組無顯著差異。崔浩誠等[36]通過對 26 例 FCL 螺釘治療組和 26 例傳統鎖定螺釘治療組對比發現，前者在骨折愈合時間、完全負重時間及術后患肢功能優良率方面具有優勢，但在并發癥發生率方面無明顯差異。Adams 等[37]采用 FCL 螺釘固定 15 例股骨遠端粉碎性骨折，其中開放性損傷 5 例，骨缺損 2 例，均未經特殊處理而愈合，提示 FCL 螺釘可以解決鎖定鋼板固定后骨不連發生率高的問題。
FCL 螺釘雖然解決了鎖定鋼板的微動問題，但并不能改善固定的生物力學穩定性和鋼板的抗疲勞性[8]，這就對既能兼顧生物力學穩定性又能改善骨折端微動的新型內植物提出了需求。
3.2 雙相鋼板（biphasic plating，BP）
BP 是在 AO 基金會支持下，為解決骨折端的力學環境和早期負重活動[8]等問題提出的。其外形與股骨遠端鎖定加壓鋼板（locking compressing plate for distal femur，LCP-DF）相似，特征是鋼板橫截面積局部增加且存在特殊的橫向槽，橫向槽通過 S 形彎曲連接到內側應力釋放區，同時賦予鋼板雙相性。當負載過大時外側結構形變，觸發內側結構發揮作用；當負載較小時，僅外側結構發揮作用。Epari 等[8]通過有限元分析對 BP 的機械性能與股骨遠端 LCP-DF 進行比較，發現低載荷時（<200 N）BP 剛度較 LCP-DF 少 55%，斷端內側間的平均微動分別為 0.18 mm 和 0.04 mm；高載荷時（500～1 000 N），BP 剛度較 LCP-DF 高 476%，最大微動平均分別為 1.5 mm 和 3.5 mm。可見 BP 有對微動進行控制的能力，這是傳統鎖定鋼板所不具備的。故 BP 的剛度雙相性有以下優點：① 高負載時局部增加的橫截面可提高鋼板剛度和抗疲勞性，在限制過度微動的同時允許患者早負重。② 低負載時鋼板柔韌性較高，可改善斷端微動環境，加快骨愈合。Hofmann-Fliri 等[38]通過動物研究發現，BP 固定后骨痂形成較 LCP-DF 更多，并在術后 12 周達到更高的機械穩定性，骨折愈合后的扭轉剛度和破壞時的扭矩均明顯更大，證實了 BP 的可行性。
雖然 BP 仍在實驗階段，但得益于內在結構的特殊性，其在一定程度上解決了微動不可控的問題，可以根據負重需要提供動態化的支撐。基于這種理論優勢，相信 BP 將作為新一代鎖定鋼板引領股骨遠端骨折的治療。
4 鎖定鋼板與數字骨科技術
隨著數字骨科學的興起，相關技術如 3D 打印技術、增強現實（augmented reality，AR）技術、混合現實（mixed reality，MR）技術已初步應用于股骨遠端骨折的治療。劉杰等[39]針對股骨遠端粉碎性骨折進行 3D 打印預處理，結果顯示 3D 打印組在手術時間、術中出血量、透視次數及住院時間方面均顯示出優勢。新一代的數字影像技術可通過計算機重建患者解剖構造，例如 AR 技術是將計算機生成的虛擬解剖結構和手術現實情況疊加后投射到現實空間；MR 技術是將重建的解剖構造投射到現實術區并進行交互后可得到；林海濱等[40]將 AR 結合 3D 打印技術對股骨遠端骨折進行手術模擬，結果顯示術前設計與現實手術實施效果相似度極高，可以精確指導接骨板放置和螺釘固定。蔡澤秦[41]初步應用 MR 技術治療股骨遠端骨折，認為臨床應用 MR 技術可行。相比其他傳統導航技術，骨科機器人存在如倫理、責任人、機器人費用高昂不利于普及等問題，傳統計算機導航存在不可視、精度不高等問題[42]。相信 MR 技術作為新一代數字導航技術將有更廣闊的應用前景，在 MR 技術監控下的 MIPO 技術動態化、可視化觀察鎖定鋼板位置和骨折復位情況將成為可能。
5 總結與展望
對于發病年齡逐漸上升的股骨遠端骨折，鎖定鋼板將繼續發揮重要作用。為實現粉碎性骨折的順利愈合，既要考慮生物力學穩定性，也需要考慮骨折端微動。對于這兩點，傳統鎖定鋼板需要通過調節自身的工作長度、附加鋼板、增加或減少負重等方式去實現。而 BP 由于其結構的特殊性，既能提供良好的力學穩定性，又能控制骨折端的微動，理論上是對鎖定鋼板的進一步優化，但仍需要臨床應用進一步證實。
數字化是骨科重要發展方向之一，將來在 MR 技術監控下的 MIPO 技術可以動態化、可視化地觀察鎖定鋼板與解剖結構的相對位置及骨折復位情況，有望進一步降低股骨遠端粉碎性骨折治療的失敗率。
作者貢獻：史金友負責查閱、整理文獻和論文撰寫；肖玉周對文章修改提出建設性意見，負責審閱并參與觀點形成。
利益沖突：所有作者聲明，在文章撰寫過程中不存在利益沖突。