引用本文: 王富洋, 劉宇宸, 程亮亮, 趙德偉. 股骨頸骨折常用內固定方式的生物力學研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2022, 36(7): 896-901. doi: 10.7507/1002-1892.202204040 復制
股骨頸骨折是一種常見的關節創傷,約占全身骨折的3.58%,約占股骨近端骨折的50%[1]。由于股骨頸骨折的解剖學特點和生物力學復雜性,術后易發生股骨頭壞死、骨不愈合等并發癥,被稱作“尚未解決的骨折”[2-3]。近年來,隨著科學技術的發展,學者們針對股骨頸骨折研發了多種內固定方式,其術后效果與內固定物生物力學性能密不可分。現回顧近年相關研究報道,總結常用內固定方式特點及其生物力學研究進展,為臨床治療股骨頸骨折選擇合適的內固定方式提供參考依據。
1 髖關節解剖結構及生物力學
髖關節是由股骨頭和髖臼組成的球窩關節,是人體最大的承重關節。股骨近端的皮質骨和松質骨的材料屬性均為各向異性,骨強度取決于力的方向,骨組織抗垂直壓縮力相較于抗拉力和抗剪切力更強。應力可刺激誘導骨重塑,沿著日常負重和行走過程中最大應力方向可以發現增厚的張力、壓力骨小梁及股骨距結構。股骨距位于股骨近端頸干交界處骨松質內,為股骨頸后側至小轉子后部的縱向致密骨板。髖部應力主要通過骨骼結構和附著在大、小轉子上的髖周肌肉韌帶來平衡。肌肉是維持身體平衡和完成運動的重要部分,人在單腿站立時需要作用在股骨近端的臀中肌來平衡體質量,大轉子至髖關節中心的力臂與身體重心至髖關節中心的力臂比例約為1∶2,所以通常需要2倍于體質量的肌力來維持髖部平衡[4]。在平地行走或者跑步時,人體重力與髖部周圍肌肉韌帶等組織作用在髖關節的合力可達到體質量的3~5倍[5]。股骨頸發生骨折后,股骨近端的力學傳導結構被破壞,需手術重建恢復解剖關系。
2 股骨頸骨折的生物力學
從生物力學分析,股骨頸骨折的發生與作用于股骨近端的載荷力大小、方向及部位有關。當載荷力超過骨骼所能承受的強度就會發生骨折,對大轉子的直接或間接暴力(作用于腿部的扭轉暴力)也可導致股骨頸骨折。由于股骨近端力線分布的特殊性,髖關節的垂直載荷并不是通過股骨頸中心線傳導,而是通過小轉子及股骨頸內緣向下傳導,并在股骨頭處產生彎矩,在股骨頸上部形成較大張力,所以通常股骨頸上部張力是導致骨折的初始因素。因此,在垂直方向上受到超重負荷時,最常見的骨折起始部是股骨頸部上外側,此種情況易形成垂直型股骨頸骨折[6]。而在水平方向對大轉子部位的直接暴力易導致股骨頸壓縮性骨折,一般為股骨頸基底部骨折或轉子間骨折[7]。
骨折的發生與暴力大小、骨解剖結構、皮質骨厚度及密度相關[8]。當股骨頸長度增加或骨皮質厚度及頸部橫截面減小時,骨折風險會相應增加[9]。近年,青壯年股骨頸骨折發生率呈上升趨勢,主要是由高處墜落、交通事故等高能量損傷所致。這種高能量損傷引起的骨折往往會出現嚴重移位,骨折斷端縱向剪切力較大,術后極易發生骨不愈合、骨缺血性壞死和內固定失效等并發癥,因此需要選擇正確的內固定方式。
3 股骨頸骨折常用內固定方式的生物力學
骨折治療旨在恢復正常解剖關系并有效固定,從而為骨折愈合創造有利生物力學環境。目前股骨頸骨折內固定方式較多,如空心螺釘(cannulated screw,CS)、動力髖螺釘(dynamic hip screw,DHS)、內側支撐鋼板(medial buttress plate,MBP)、股骨近端鎖定鋼板(proximal femoral locking plate,PFLP)、股骨頸內固定系統(femoral neck system,FNS)、股骨髓內釘(cephalomedullary nail,CMN),表1總結了各種股骨頸骨折常用內固定方式的優缺點和適應證。在固定股骨頸骨折時,內固定物不僅需要提供足夠的機械穩定性,還需要承受一定張力、抗剪切力和抗壓縮力,同時在骨折愈合前不能出現內固定物疲勞斷裂等失效情況。

3.1 CS
CS是目前股骨頸骨折內固定治療的主流方式[10],其優勢為對軟組織損傷相對較小、可最大程度保留股骨頭血供,多枚CS可以提供抗扭轉力,對術者的手術技術要求低,手術時間也相對較短[11]。目前,臨床主要采用3枚CS 以倒三角形固定股骨頸骨折[12]。該固定方法不僅擴大了內固定截面面積,而且三角形截面具有良好抗旋能力,能將股骨頭上部壓力集中在更適合負重的股骨距。多項研究證實[13-14],相對于其他構型,倒三角形排列固定方式不僅能起到一定防旋效果,其平行滑動加壓機制還能保證骨折端緊密接觸并起到動力性加壓作用,有利于早期功能鍛煉和骨折愈合。對于骨質疏松患者,在螺釘末端添加墊圈可以防止螺釘穿透外側皮質,提高螺釘扭矩及對股骨頭的把持力,使固定更穩定[15]。但對于PauwelsⅢ型股骨頸骨折,由于垂直剪切力較大,CS抗剪切力不足,術后易發生頸干角丟失、股骨頸短縮、內固定失效等并發癥。
目前,研究從改變螺釘直徑、數量、螺紋類型、固定構型等方面來提高CS固定的生物力學性能。① 在螺釘直徑方面,樓宇梁等[16]的研究表明采用直徑為6.5 mm或8.0 mm的CS固定股骨頸骨折后,兩者愈合時間及術后股骨頭壞死等并發癥發生方面,差異無統計學意義。② 在螺釘數量方面,何曉君等[17]采用15例冰凍人股骨標本制備不同Pauwels角的股骨頸骨折,分別使用2枚或3枚CS固定,觀察生物力學穩定性,結果表明對于Pauwels Ⅲ型骨折,2枚CS固定在穩定性及抗旋方面均表現不足。但是并非螺釘越多越好,有研究發現增加第4枚CS并未體現出生物力學優勢,可能是螺釘植入孔增多削弱了外側壁力學強度[18]。而且有學者認為增加CS數量勢必破壞更多股骨頭內血運,導致術后并發癥發生[19]。③ 在螺紋類型方面,Zhan等[20]的有限元分析研究發現半螺紋螺釘具有更好的加壓效果,而全螺紋螺釘則具有更好的抗剪切力和預防股骨頸短縮作用。無頭螺釘、自壓縮螺釘及組合螺釘相較于傳統CS在初始穩定性方面表現更佳,但遠期效果仍需進一步觀察[21]。④ 在螺釘固定構型方面,Filipov等[22]創新性提出F形CS技術,其最下方的螺釘在冠狀面與股骨干軸線角度較大,與另外2枚形成雙平面支撐。此種構型可以提供恒定的固定強度,相較于倒三角形固定可明顯減少扭轉應力和剪切力,為骨折愈合提供良好的生物力學環境[23]。
3.2 DHS
DHS是一種髓外鋼板裝置,由帶套筒的鋼板和1枚滑動螺釘組成,利用固定于股骨外側的鋼板為股骨頸內滑動螺釘提供角穩定作用,可維持固定頸干角。滑動螺釘使骨折斷端接觸緊密,有利于骨折愈合。多項生物力學研究表明DHS在抗剪切力、固定強度、角穩定性方面均優于CS,但單獨使用DHS的抗旋能力較弱[24-26]。有學者將拉力螺釘改進為刀片設計,但未顯示更多的生物力學優勢[27]。有學者提出在拉力螺釘上方加用1枚平行松質骨螺釘,不但可以增加抗旋性能,還可以加強骨折端加壓作用,改善軸向及旋轉穩定性,減少內固定失敗的發生。Samsami等[28]通過有限元分析證明,在骨折愈合早期DHS聯合抗旋螺釘可以提供更合適的生物力學環境,縮短骨折愈合時間。Bliven等[29]采用尸體骨模型進行生物力學試驗, 結果提示DHS聯合抗旋螺釘具有更高的整體強度和生物力學穩定性,而CS 固定后內翻塌陷發生更多。雖然體外生物力學試驗顯示DHS聯合抗旋螺釘組合固定骨折效果更佳,但Zhang等[30]的回顧性隊列研究發現該固定方式術后股骨頭壞死和股骨頸短縮發生率較高,其原因可能是DHS持續加壓特性使骨折斷端骨吸收增強,并且該固定方式過多地破壞了股骨頭內血運。
3.3 MBP
股骨頸骨折內固定時,MBP放置于股骨近端內側,有限元分析研究證明其不僅具有抗滑、抗旋性能,還能將骨折斷端的剪切力轉變為促進骨折愈合的壓應力,可以為骨折提供良好的生物力學環境[23]。對于Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折,內固定能夠抵抗垂直剪切力是成功治療的關鍵,但現有固定方法均不能在股骨頸下內側提供對抗剪切力的支撐。Ye等[31]的臨床研究表明,3枚CS聯合MBP治療Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折后,骨折愈合率較單純使用CS明顯提高。該治療方法具有優異的生物力學強度,其在抵抗垂直剪切力的同時,還具有一定抗旋性能,是近年來較新的固定方式之一。一項生物力學研究顯示,采用MBP加強固定的股骨頸結構具有明顯更高的剛度和破壞載荷[32]。Giordano等[33]利用人工骨骨折模型研究顯示,與單純3枚CS固定相比,3枚CS聯合MBP固定Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折后,骨折斷端移位更小、穩定性更強,原因可能是MBP將剪切力轉化為壓應力,增強了CS固定效果。一項回顧性研究顯示3枚CS聯合MBP并不會增加骨壞死率及不愈合率,尤其是PauwelsⅡ、Ⅲ型骨折,通過解剖復位和穩定內固定治療年輕患者移位股骨頸骨折可獲得滿意療效[34]。
3.4 PFLP
股骨頸骨折內固定時,PFLP放置于股骨近端外側,近端一般使用3枚鎖定螺釘植入股骨頸進行固定,遠端固定于股骨干。該方法利用了鋼板固定的穩定性,對骨折端固定牢固,與DHS和CS相比,PFLP固定骨折具有更好的初始穩定性。多項研究顯示,PFLP的軸向剛度、角穩定性及破壞載荷等性能優勢明顯[29, 35-36]。然而,PFLP的臨床應用效果卻不盡如人意[37],術后螺釘斷裂或松動發生率較高,分析原因包括鋼板放置不當、骨折端加壓不足、患者骨質較差、鎖定螺釘植入位置不準確、固定剛性過強致骨折斷端切割等[38-39]。Wang等[40]設計了一款新型鎖定鋼板系統,其不僅能較好地抵抗剪切力,還具有堅強的角穩定性,降低了術后股骨頸短縮發生風險,但應用效果需要進一步行生物力學試驗和臨床研究。
3.5 FNS
FNS是近年來新研發的內固定物,旨在結合現有不同內固定方式的優點,具有較好的角穩定性、微創植入及減少骨破壞等特點[41]。該固定方式旨在通過初始骨折端加壓來促進骨折愈合,通過分叉拉力螺釘產生多軸向支撐力,有效抵抗股骨頭內翻旋轉及股骨頸短縮。Schopper等[42]的模擬力學試驗顯示FNS具有更好的抗內翻性能和維持頸干角穩定。Stoffel等[25]的一項生物力學試驗示,在不穩定股骨頸骨折模型中,FNS相較于 3枚CS具有更高的整體結構穩定性,相較于DHS具有更強的抗旋性能,創傷破壞更小,這種優勢在臨床應用中能夠獲益更多。
3.6 CMN
CMN可以提供較長的髓內支撐,最大優勢在于能將骨折斷端剪切力傳遞并分散給股骨干皮質骨,為骨折提供足夠的生物力學強度,在對抗剪切力、抗旋、抗結構性位移方面具有明顯優勢,特別是應用于不穩定型基底部骨折[43],能達到術后早期負重的目的。一項研究表明,與DHS、CS相比,CMN固定股骨頸骨折的強度更大、失效載荷更高[44]。Guo等[45]認為髓內固定方式具有力臂及力矩小的生物力學特點,使其固定更牢固。采用CMN固定的優勢是生物力學穩定性強,但是缺點也很明顯,對于股骨近端髓腔干擾較大,組織損傷以及隱性失血較多。
4 小結與展望
隨著醫學技術的發展,近年來股骨頸骨折的內固定方式層出不窮。良好的力學環境是骨折愈合必要條件,內固定物需具有對骨折斷端加壓、抗剪切力和提供角穩定性作用,但過多追求角穩定性,也易出現固定失效。如PFLP雖然角穩定性能力突出,但實際臨床應用效果卻差強人意。目前股骨頸骨折主流治療方法是使用3枚CS以倒三角形固定,但對于Pauwels Ⅲ型骨折抗剪切力不足,遠期容易出現內固定失效、股骨頭壞死、股骨頸短縮等嚴重并發癥[46]。FNS和DHS聯合抗旋螺釘具有良好的抗旋轉及角穩定性,在生物力學上表現突出。CMN能夠提供足夠的生物力學強度,特別是對股骨頸基底部骨折、骨質疏松患者有明顯優勢。對于骨折情況較復雜、需切開復位的患者,MBP結合3枚CS的治療方法則更加合適。
綜上述,每種內固定方式均有優勢及局限性,目前對于內固定方法的選擇還沒有詳細的規范指導,選擇哪種內固定方式對患者獲益最大尚無統一定論,仍需大量臨床研究進一步探索。
利益沖突 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及其報道
作者貢獻聲明 王富洋:綜述構思及框架建立,收集相關文獻,文章撰寫;劉宇宸:文章修改整理、分析總結;程亮亮、趙德偉:對文章的知識性內容作批評性審閱,并提出重要參考意見
股骨頸骨折是一種常見的關節創傷,約占全身骨折的3.58%,約占股骨近端骨折的50%[1]。由于股骨頸骨折的解剖學特點和生物力學復雜性,術后易發生股骨頭壞死、骨不愈合等并發癥,被稱作“尚未解決的骨折”[2-3]。近年來,隨著科學技術的發展,學者們針對股骨頸骨折研發了多種內固定方式,其術后效果與內固定物生物力學性能密不可分。現回顧近年相關研究報道,總結常用內固定方式特點及其生物力學研究進展,為臨床治療股骨頸骨折選擇合適的內固定方式提供參考依據。
1 髖關節解剖結構及生物力學
髖關節是由股骨頭和髖臼組成的球窩關節,是人體最大的承重關節。股骨近端的皮質骨和松質骨的材料屬性均為各向異性,骨強度取決于力的方向,骨組織抗垂直壓縮力相較于抗拉力和抗剪切力更強。應力可刺激誘導骨重塑,沿著日常負重和行走過程中最大應力方向可以發現增厚的張力、壓力骨小梁及股骨距結構。股骨距位于股骨近端頸干交界處骨松質內,為股骨頸后側至小轉子后部的縱向致密骨板。髖部應力主要通過骨骼結構和附著在大、小轉子上的髖周肌肉韌帶來平衡。肌肉是維持身體平衡和完成運動的重要部分,人在單腿站立時需要作用在股骨近端的臀中肌來平衡體質量,大轉子至髖關節中心的力臂與身體重心至髖關節中心的力臂比例約為1∶2,所以通常需要2倍于體質量的肌力來維持髖部平衡[4]。在平地行走或者跑步時,人體重力與髖部周圍肌肉韌帶等組織作用在髖關節的合力可達到體質量的3~5倍[5]。股骨頸發生骨折后,股骨近端的力學傳導結構被破壞,需手術重建恢復解剖關系。
2 股骨頸骨折的生物力學
從生物力學分析,股骨頸骨折的發生與作用于股骨近端的載荷力大小、方向及部位有關。當載荷力超過骨骼所能承受的強度就會發生骨折,對大轉子的直接或間接暴力(作用于腿部的扭轉暴力)也可導致股骨頸骨折。由于股骨近端力線分布的特殊性,髖關節的垂直載荷并不是通過股骨頸中心線傳導,而是通過小轉子及股骨頸內緣向下傳導,并在股骨頭處產生彎矩,在股骨頸上部形成較大張力,所以通常股骨頸上部張力是導致骨折的初始因素。因此,在垂直方向上受到超重負荷時,最常見的骨折起始部是股骨頸部上外側,此種情況易形成垂直型股骨頸骨折[6]。而在水平方向對大轉子部位的直接暴力易導致股骨頸壓縮性骨折,一般為股骨頸基底部骨折或轉子間骨折[7]。
骨折的發生與暴力大小、骨解剖結構、皮質骨厚度及密度相關[8]。當股骨頸長度增加或骨皮質厚度及頸部橫截面減小時,骨折風險會相應增加[9]。近年,青壯年股骨頸骨折發生率呈上升趨勢,主要是由高處墜落、交通事故等高能量損傷所致。這種高能量損傷引起的骨折往往會出現嚴重移位,骨折斷端縱向剪切力較大,術后極易發生骨不愈合、骨缺血性壞死和內固定失效等并發癥,因此需要選擇正確的內固定方式。
3 股骨頸骨折常用內固定方式的生物力學
骨折治療旨在恢復正常解剖關系并有效固定,從而為骨折愈合創造有利生物力學環境。目前股骨頸骨折內固定方式較多,如空心螺釘(cannulated screw,CS)、動力髖螺釘(dynamic hip screw,DHS)、內側支撐鋼板(medial buttress plate,MBP)、股骨近端鎖定鋼板(proximal femoral locking plate,PFLP)、股骨頸內固定系統(femoral neck system,FNS)、股骨髓內釘(cephalomedullary nail,CMN),表1總結了各種股骨頸骨折常用內固定方式的優缺點和適應證。在固定股骨頸骨折時,內固定物不僅需要提供足夠的機械穩定性,還需要承受一定張力、抗剪切力和抗壓縮力,同時在骨折愈合前不能出現內固定物疲勞斷裂等失效情況。

3.1 CS
CS是目前股骨頸骨折內固定治療的主流方式[10],其優勢為對軟組織損傷相對較小、可最大程度保留股骨頭血供,多枚CS可以提供抗扭轉力,對術者的手術技術要求低,手術時間也相對較短[11]。目前,臨床主要采用3枚CS 以倒三角形固定股骨頸骨折[12]。該固定方法不僅擴大了內固定截面面積,而且三角形截面具有良好抗旋能力,能將股骨頭上部壓力集中在更適合負重的股骨距。多項研究證實[13-14],相對于其他構型,倒三角形排列固定方式不僅能起到一定防旋效果,其平行滑動加壓機制還能保證骨折端緊密接觸并起到動力性加壓作用,有利于早期功能鍛煉和骨折愈合。對于骨質疏松患者,在螺釘末端添加墊圈可以防止螺釘穿透外側皮質,提高螺釘扭矩及對股骨頭的把持力,使固定更穩定[15]。但對于PauwelsⅢ型股骨頸骨折,由于垂直剪切力較大,CS抗剪切力不足,術后易發生頸干角丟失、股骨頸短縮、內固定失效等并發癥。
目前,研究從改變螺釘直徑、數量、螺紋類型、固定構型等方面來提高CS固定的生物力學性能。① 在螺釘直徑方面,樓宇梁等[16]的研究表明采用直徑為6.5 mm或8.0 mm的CS固定股骨頸骨折后,兩者愈合時間及術后股骨頭壞死等并發癥發生方面,差異無統計學意義。② 在螺釘數量方面,何曉君等[17]采用15例冰凍人股骨標本制備不同Pauwels角的股骨頸骨折,分別使用2枚或3枚CS固定,觀察生物力學穩定性,結果表明對于Pauwels Ⅲ型骨折,2枚CS固定在穩定性及抗旋方面均表現不足。但是并非螺釘越多越好,有研究發現增加第4枚CS并未體現出生物力學優勢,可能是螺釘植入孔增多削弱了外側壁力學強度[18]。而且有學者認為增加CS數量勢必破壞更多股骨頭內血運,導致術后并發癥發生[19]。③ 在螺紋類型方面,Zhan等[20]的有限元分析研究發現半螺紋螺釘具有更好的加壓效果,而全螺紋螺釘則具有更好的抗剪切力和預防股骨頸短縮作用。無頭螺釘、自壓縮螺釘及組合螺釘相較于傳統CS在初始穩定性方面表現更佳,但遠期效果仍需進一步觀察[21]。④ 在螺釘固定構型方面,Filipov等[22]創新性提出F形CS技術,其最下方的螺釘在冠狀面與股骨干軸線角度較大,與另外2枚形成雙平面支撐。此種構型可以提供恒定的固定強度,相較于倒三角形固定可明顯減少扭轉應力和剪切力,為骨折愈合提供良好的生物力學環境[23]。
3.2 DHS
DHS是一種髓外鋼板裝置,由帶套筒的鋼板和1枚滑動螺釘組成,利用固定于股骨外側的鋼板為股骨頸內滑動螺釘提供角穩定作用,可維持固定頸干角。滑動螺釘使骨折斷端接觸緊密,有利于骨折愈合。多項生物力學研究表明DHS在抗剪切力、固定強度、角穩定性方面均優于CS,但單獨使用DHS的抗旋能力較弱[24-26]。有學者將拉力螺釘改進為刀片設計,但未顯示更多的生物力學優勢[27]。有學者提出在拉力螺釘上方加用1枚平行松質骨螺釘,不但可以增加抗旋性能,還可以加強骨折端加壓作用,改善軸向及旋轉穩定性,減少內固定失敗的發生。Samsami等[28]通過有限元分析證明,在骨折愈合早期DHS聯合抗旋螺釘可以提供更合適的生物力學環境,縮短骨折愈合時間。Bliven等[29]采用尸體骨模型進行生物力學試驗, 結果提示DHS聯合抗旋螺釘具有更高的整體強度和生物力學穩定性,而CS 固定后內翻塌陷發生更多。雖然體外生物力學試驗顯示DHS聯合抗旋螺釘組合固定骨折效果更佳,但Zhang等[30]的回顧性隊列研究發現該固定方式術后股骨頭壞死和股骨頸短縮發生率較高,其原因可能是DHS持續加壓特性使骨折斷端骨吸收增強,并且該固定方式過多地破壞了股骨頭內血運。
3.3 MBP
股骨頸骨折內固定時,MBP放置于股骨近端內側,有限元分析研究證明其不僅具有抗滑、抗旋性能,還能將骨折斷端的剪切力轉變為促進骨折愈合的壓應力,可以為骨折提供良好的生物力學環境[23]。對于Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折,內固定能夠抵抗垂直剪切力是成功治療的關鍵,但現有固定方法均不能在股骨頸下內側提供對抗剪切力的支撐。Ye等[31]的臨床研究表明,3枚CS聯合MBP治療Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折后,骨折愈合率較單純使用CS明顯提高。該治療方法具有優異的生物力學強度,其在抵抗垂直剪切力的同時,還具有一定抗旋性能,是近年來較新的固定方式之一。一項生物力學研究顯示,采用MBP加強固定的股骨頸結構具有明顯更高的剛度和破壞載荷[32]。Giordano等[33]利用人工骨骨折模型研究顯示,與單純3枚CS固定相比,3枚CS聯合MBP固定Pauwels Ⅲ型股骨頸骨折后,骨折斷端移位更小、穩定性更強,原因可能是MBP將剪切力轉化為壓應力,增強了CS固定效果。一項回顧性研究顯示3枚CS聯合MBP并不會增加骨壞死率及不愈合率,尤其是PauwelsⅡ、Ⅲ型骨折,通過解剖復位和穩定內固定治療年輕患者移位股骨頸骨折可獲得滿意療效[34]。
3.4 PFLP
股骨頸骨折內固定時,PFLP放置于股骨近端外側,近端一般使用3枚鎖定螺釘植入股骨頸進行固定,遠端固定于股骨干。該方法利用了鋼板固定的穩定性,對骨折端固定牢固,與DHS和CS相比,PFLP固定骨折具有更好的初始穩定性。多項研究顯示,PFLP的軸向剛度、角穩定性及破壞載荷等性能優勢明顯[29, 35-36]。然而,PFLP的臨床應用效果卻不盡如人意[37],術后螺釘斷裂或松動發生率較高,分析原因包括鋼板放置不當、骨折端加壓不足、患者骨質較差、鎖定螺釘植入位置不準確、固定剛性過強致骨折斷端切割等[38-39]。Wang等[40]設計了一款新型鎖定鋼板系統,其不僅能較好地抵抗剪切力,還具有堅強的角穩定性,降低了術后股骨頸短縮發生風險,但應用效果需要進一步行生物力學試驗和臨床研究。
3.5 FNS
FNS是近年來新研發的內固定物,旨在結合現有不同內固定方式的優點,具有較好的角穩定性、微創植入及減少骨破壞等特點[41]。該固定方式旨在通過初始骨折端加壓來促進骨折愈合,通過分叉拉力螺釘產生多軸向支撐力,有效抵抗股骨頭內翻旋轉及股骨頸短縮。Schopper等[42]的模擬力學試驗顯示FNS具有更好的抗內翻性能和維持頸干角穩定。Stoffel等[25]的一項生物力學試驗示,在不穩定股骨頸骨折模型中,FNS相較于 3枚CS具有更高的整體結構穩定性,相較于DHS具有更強的抗旋性能,創傷破壞更小,這種優勢在臨床應用中能夠獲益更多。
3.6 CMN
CMN可以提供較長的髓內支撐,最大優勢在于能將骨折斷端剪切力傳遞并分散給股骨干皮質骨,為骨折提供足夠的生物力學強度,在對抗剪切力、抗旋、抗結構性位移方面具有明顯優勢,特別是應用于不穩定型基底部骨折[43],能達到術后早期負重的目的。一項研究表明,與DHS、CS相比,CMN固定股骨頸骨折的強度更大、失效載荷更高[44]。Guo等[45]認為髓內固定方式具有力臂及力矩小的生物力學特點,使其固定更牢固。采用CMN固定的優勢是生物力學穩定性強,但是缺點也很明顯,對于股骨近端髓腔干擾較大,組織損傷以及隱性失血較多。
4 小結與展望
隨著醫學技術的發展,近年來股骨頸骨折的內固定方式層出不窮。良好的力學環境是骨折愈合必要條件,內固定物需具有對骨折斷端加壓、抗剪切力和提供角穩定性作用,但過多追求角穩定性,也易出現固定失效。如PFLP雖然角穩定性能力突出,但實際臨床應用效果卻差強人意。目前股骨頸骨折主流治療方法是使用3枚CS以倒三角形固定,但對于Pauwels Ⅲ型骨折抗剪切力不足,遠期容易出現內固定失效、股骨頭壞死、股骨頸短縮等嚴重并發癥[46]。FNS和DHS聯合抗旋螺釘具有良好的抗旋轉及角穩定性,在生物力學上表現突出。CMN能夠提供足夠的生物力學強度,特別是對股骨頸基底部骨折、骨質疏松患者有明顯優勢。對于骨折情況較復雜、需切開復位的患者,MBP結合3枚CS的治療方法則更加合適。
綜上述,每種內固定方式均有優勢及局限性,目前對于內固定方法的選擇還沒有詳細的規范指導,選擇哪種內固定方式對患者獲益最大尚無統一定論,仍需大量臨床研究進一步探索。
利益沖突 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及其報道
作者貢獻聲明 王富洋:綜述構思及框架建立,收集相關文獻,文章撰寫;劉宇宸:文章修改整理、分析總結;程亮亮、趙德偉:對文章的知識性內容作批評性審閱,并提出重要參考意見