(二)非传统固定方法
1.单纯螺钉固定
除了传统的3枚平行空心骨松质拉力螺钉即PLCS固定外,近些年来单纯采用螺钉固定股骨颈骨折的技术也是日新月异,其中各种偏轴螺钉固定技术以及多种全螺纹螺钉的应用使得螺钉固定股骨颈骨折的治疗效果进一步被提升。
(1)偏轴螺钉固定:顾名思义即在原有平行螺钉的基础上一枚甚至多枚螺钉并不沿着股骨颈的轴线植入,在一个或多个平面中成一定角度交叉固定,也可以简单理解为螺钉非平行构型植入。综合最近几年偏轴螺钉的理念,又可以将偏轴螺钉固定技术简单地划分为α构型螺钉固定和F构型螺钉固定。
1)α构型螺钉固定:除了平行的PLCS螺钉外,从股骨大转子外侧壁与垂直骨折线正交植入一枚水平或横行螺钉(图9—4),由此而构成的构型被称为α构型螺钉固定。不同文献中对这枚横行植入的螺钉命名不同,总结下来有偏轴(off-axis screw)、横行(transverse screw)、交叉(cross screw)、转子(trochanteric screw)、Pauwels(Pauwels screw)等多种称谓[12,13]。一般建议首先垂直于骨折线植入横行偏轴螺钉可以对骨折线进行加压,其后在沿股骨颈轴线植入平行螺钉。骨折面之间的加压,可以增加抗剪切力[12]。因而,其适应证是垂直型股骨颈骨折。从2012年至今,不断有学者对这种α构型螺钉固定方法进行生物力学评估(表9—1)[14 — 20]。这些生物力学实验,特别是实体实验用不同的骨标本制作了相同的骨折模型,采用相似的实验方案,得出的实验结论基本趋势一致。α构型螺钉固定方法抗剪切力更强,横行植入的螺钉使整体获得很好的把持力。由于横行植入螺钉的高低,使得横行螺钉出现两种固定形态:单皮质固定和双皮质固定,进而造成不同实验之间的结果也略有差异。
表9—1 2012—2020年对α构型螺钉固定进行的生物力学评估
注:① CS,3枚6.5 mm平行骨松质螺钉(three parallel cancellous screws);XCS,偏轴螺钉固定,2枚6.5 mm骨松质拉力螺钉沿股骨颈方向植入1枚4.5 mm横行骨皮质螺钉固定至股骨距;AMBI,标准两孔135° AMBI加压髋螺钉(施乐辉公司)联合1枚6.5 mm空心防旋拉力骨松质螺钉。② PLCS:3枚7.3 mm空心螺钉倒三角构型固定;α固定:2枚7.3 mm空心螺钉于颈近端平行植入,1枚4.5 mm骨皮质螺钉横行植入。③ PLCS:3枚6.5 mm螺钉倒三角构型固定;α固定(4):3枚平行螺钉倒三角固定联合1枚横行螺钉;α固定(3):2枚平行螺钉联合1枚横行螺钉。④ PLCS:3枚6.5 mm螺钉倒三角构型固定;α固定:2枚6.5 mm平行螺钉于颈近端植入联合1枚6.5 mm横行螺钉。CHS:加压髋螺钉(compression hip screw)130°联合1枚6.5 mm防旋螺钉。⑤ PLCS:3枚6.5 mm螺钉倒三角构型固定;α固定(单):2枚6.5 mm平行螺钉纵行植入联合1枚6.5 mm空心横行螺钉经颈上部植入头下部骨松质内;α固定(双):2枚6.5 mm平行螺钉纵行植入联合1枚4.5 mm骨皮质横行螺钉经颈下部植入股骨距皮质。⑥ α固定:倒三角构型联合1枚横行螺钉单皮质固定;PLCS+P:倒三角螺钉构型联合一块内侧支撑接骨板;菱形:4枚平行成长菱形分布构型螺钉固定。
α构型螺钉固定的临床研究报道并不多。2017年,有学者报道了小样本量的临床系列研究[12]。共20例垂直型股骨颈骨折患者,平均年龄38.7岁,接受了α构型螺钉固定:2枚7.0 mm平行螺钉联合1枚7.0 mm横行螺钉单皮质固定。2枚平行螺钉沿股骨颈轴线偏颈远端植入,横行螺钉则于颈中部植入。经过24个月随访,16例愈合。其中2例骨折不愈合经过转子间外翻截骨刃钢板固定后愈合,2例患者发生股骨头坏死接受全髋关节置换治疗。作者总结认为这种构型的固定方法能够成功治疗垂直型股骨颈骨折。但其20%(4/20)的并发症率还是需要谨慎决策。2019年,中国学者报道了到目前为止病例量最大的一项关于α构型螺钉固定的RCT研究[21],该研究共纳入60例Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折病例,平均年龄56.2岁,采用传统倒三角PLCS固定30例,α构型螺钉固定30例。经过平均13个月左右的随访,发现α构型螺钉固定组的髋关节Harris评分(Harris hip score,HHS)高于传统固定组且股骨颈短缩明显减少,而视觉疼痛评分(visual analogue scale,VAS)、欧洲五维健康量表(EuroQol five dimensions questionnaire,EQ—5D)评分及并发症发生率无明显差异。综合目前获得的临床研究结果和生物力学试验结果,α构型螺钉固定的技术细节还需要规范,其治疗垂直型股骨颈骨折的效果还需要进一步明确。
2)F构型螺钉固定:偏轴螺钉固定中还有一种比较特殊的方法,即F构型螺钉固定。F型固定最初是在2011年由保加利亚医生Filipov O提出的,他提出双平面双支撑螺钉固定(biplane double-supported screw fixation,BDSF)技术。3枚空心拉力螺钉植入股骨颈后,在髋关节前后位X线影像上呈字母F形,2枚螺钉沿股骨颈轴向纵行植入,其中一枚贴股骨颈远侧皮质植入(第二枚);另一枚螺钉以低位进针点,一般低于小转子下缘水平向股骨头内、贴股骨颈远侧皮质植入,与第二枚螺钉交叉(第三枚)(图9—5)。因此在冠状面上形成双支撑点,即内侧支撑点在股骨颈远侧皮质(股骨距处),有第二和第三枚螺钉于皮质处交叉形成支撑(交叉支撑)及外侧支撑点,3枚螺钉在股骨干外侧皮质的螺钉进钉点分散形成(分散支撑)。在髋关节侧位X线片上,前两枚螺钉于颈的前侧向头前部植入,第三枚螺钉于颈的后侧向后植入,在后侧皮质处形成支撑。Filipov提出F型固定的适应证是Garden Ⅰ~Ⅳ型骨折,并进行了一系列的研究报道。2011年最初的临床研究为病例系列研究[22],共88例股骨颈骨折患者接受了F型固定,平均年龄76.9岁(38~99岁),Garden Ⅰ型3例(3.41%)、Garden Ⅱ型1例(1.14%)、Garden Ⅲ型9例(10.23%)、Garden Ⅳ型75例(85.02%),经过短期平均8.06个月的随访,骨折愈合率达到98.86%,平均HHS评分84.26,优良率达到65.90%。2015年,Filipov对BDSF固定进行了生物力学研究[23]。通过尸体骨模型模拟了AO/OTA31—B2.2型股骨颈骨折,比较了传统的倒三角构型PLCS和BDSF,通过静态和动态实验发现与常规固定相比,力学情况越不稳定,BDSF的稳定性越好。BDSF在各种生理载荷中维持持续稳定。在垂直压缩载荷情况(模拟站立位)下,股骨距皮质支撑螺钉增强了支撑和角稳定性,近端螺钉提供了抗张力;在前后弯曲载荷(模拟坐姿起立)下,远端螺钉后侧皮质支撑抵抗了前后向移位,另两枚前方的螺钉提供了抗张力。2017年,Filipov再次报道了更大样本量的病例系列研究[24],该研究共纳入207例骨折,平均年龄76岁(38~99岁),其中Garden Ⅲ型15例(5.2%)、Garden Ⅳ型192例(92.8%),经过平均29.6个月的随访,骨折愈合率仍高达96.6%,不愈合率仅3.4%,股骨头坏死率为12.1%,平均HHS评分86.2。由于F型固定理念创新,其已经得到不少的关注,甚至《美国骨科医师协会杂志》(Journal of The American Academy of Orthopaedic Sur geons,JAAOS)在2019年专门对BDSF的技术细节进行了专刊报道[25],但目前报道的临床结果还是令人震惊和值得深思。按照目前形成的共识,一般对超过65岁的老年股骨颈骨折患者而言内固定并不是首选,而且内固定后骨折不愈合、股骨头坏死等并发症率一直影响着该年龄人群的最终结局。老年患者的骨质疏松问题也会影响内固定的稳定性,内固定失败率必然不低。高龄患者往往无法接受再次手术。此外,BDSF固定的另一隐患是医源性转子下骨折风险,这也是应用BDSF技术时不得不考虑的一个问题。到目前为止还没有BDSF针对性应用于垂直型股骨颈骨折相关研究的报道。
(2)长度稳定结构:股骨颈骨折内固定后,特别是采用带滑动机制的内固定后,可能会出现不同程度的股骨颈短缩而导致后遗症。实际上,股骨颈出现短缩可能发生在术前或术中,例如股骨颈骨折外翻嵌插或术中对骨折进行加压时。股骨颈长度缩短后导致髋关节外展力臂短缩进而出现步态障碍,同时内固定松动退钉导致髋部外侧内植物突出会有引起大转子区疼痛及相关刺激症状。已经有文献明确无移位和有移位的股骨颈骨折愈合患者的生活质量不同,因而如何获得骨折愈合且无颈短缩是一个重要的挑战[26]。为此,有学者采用全螺纹螺钉治疗股骨颈骨折,其中全螺纹螺钉发挥了长度稳定结构的作用[27,28]。使用原理是在骨折复位后受限植入带滑动机制的内植物空心拉力螺钉或DHS等对骨折进行一期的加压,而后再植入全螺纹螺钉以发挥长度稳定的结构确保骨折愈合且无短缩。初期的滑动内植物保留一部分与全螺纹螺钉共存(混合植入),或一期加压后将滑动内植物完全替换为全螺纹螺钉(单一植入)。文献报道的临床研究纳入的是Garden Ⅰ~Ⅳ型骨折[28]。到目前为止,将长度稳定结构应用于垂直型股骨颈骨折治疗的临床研究并不多。近期分别有两项采用有限元分析的生物力学研究涉及了对长度稳定结构的分析[29,30]。2018年,有学者对5种不同的螺钉组合构型进行了有限元分析比较,分别是正三角构型(近端1枚半螺纹联合远端2枚全螺纹)、倒三角(近端2枚全螺纹联合远端1枚半螺纹)、前三角(前侧1枚半螺纹联合后侧2枚全螺纹)、后三角(前侧2枚全螺纹联合后侧1枚半螺纹)以及纵行构型(3枚螺钉纵行排列,中间1枚半螺纹,近端和远端分别1枚全螺纹)。实验总结认为正三角组合构型对不稳定Pauwels Ⅲ型骨折固定效果最强[29]。2020年,该团队再次使用有限元分析评估了全螺纹组合螺钉构型与传统PLCS各种构型[30],再次强调了使用全螺纹长度稳定结构对不稳定Pauwels Ⅲ型骨折固定的生物力学优势。
前述的全螺纹螺钉指的是传统意义上的具有标准钉尾、体部圆柱形、等螺距的全螺纹空心螺钉(fully threaded cannulated screw,FTCS)[27,28],这种螺钉对维持股骨颈长度具有一定的现实意义。但随着内固定设计理念的不断创新,一种新的全螺纹螺钉也被逐渐应用于股骨颈骨折的治疗,即全螺纹无头空心螺钉(fully threaded headless cannulated screws,FTHCS)。这种螺钉在许多方面与众不同,带螺纹钉尾、体部圆锥状、螺距渐变等。虽然两者都是全螺纹螺钉,但是它们对骨折断面施加的固定机制是完全不同的[31]。FTCS一旦植入后起到了非滑动、长度稳定进而避免股骨颈短缩的固定模式,这也意味着它无法发挥为骨折愈合提供滑动加压的机制,即拉力螺钉的作用。因此,在术后,当骨折断端吸收重塑过程中或畸形愈合时可能在骨折端会出现明显的间隙,尤其是在用于粉碎性股骨颈骨折的治疗时[32]。另一方面,PLCS不仅在手术中提供一期滑动加压的作用,在术后恢复期也能起到二期动态滑动的作用。但是近端的头颈骨折块和PLCS可能一起向外侧和远端移位,从而导致股骨颈短缩和螺钉向外侧移位松动,尤其是在粉碎性股骨颈骨折时。具有全螺纹、锥形轮廓和可变螺距[33 — 37]的FTHCS发挥的功能则处于FTCS和PTS之间,既有静态的滑动或加压(缓慢渐进滑动),又有一定的长度稳定特性(长度控制结构)。FTHCS通过两种可能的机制来对两个骨折块起到滑动或加压作用[31]。第一个,FTHCS整体的全螺纹锥形设计使得螺纹在每前进一圈时都可以锚到更多新骨已获得骨折端之间的压缩和最大拔出强度;第二个,可变螺距的螺纹(在螺钉的尖端使用更宽的螺纹)使得螺钉植入时的速度更快并且逐渐对两个骨折块进行加压。正是上述两种机制使得骨折愈合过程中近端骨折块也可以沿着螺钉纵轴进行一定程度的滑动。同时,全螺纹的布局可以更好地处理骨折愈合过程中身体加载的循环负重载荷,并起到类似于FTCS的长度稳定作用。
在使用FTHCS治疗股骨颈骨折的过程中,国内的学者们提出了一种新的螺钉内固定方法:静力加压内侧支撑螺钉内固定(static compression medial buttress screw fixation),简称加压支撑螺钉固定(compression buttress screw fixation,CBS)[31,33,36,37],即FTHCS联合半螺纹空心拉力螺钉(混合植入),采用正三角构型(图9—6),2枚FTHCS于颈远侧植入发挥对下、内、后的支撑抗剪切,以及适度微量动态滑动加压(在一期植入时和二期愈合过程中)和长度相对稳定的作用;1枚半螺纹空心拉力螺钉于近端植入发挥抗张、一期加压的作用。因为在完全使用3枚FTHCS(单一植入)时出现了一种非典型的内固定松动模式,即FTHCS螺钉通过股骨头关节面向内侧穿入或向上方切出[31]。分析认为,这可能与螺钉的植入构型和几何形态设计有重要关系。首先,无头螺钉末端锋利的螺纹可以与股骨近端外侧皮质切割锁定,使得螺钉和远端骨成为一个整体。其次,由于螺钉的锥形轮廓和可变螺纹使得股骨头近端骨折块相对容易沿着螺钉方向滑移。最后,FTHCS螺钉具有相对较小横断面的锋利尖端,并向软骨下骨突出,使得螺钉发生内侧移位的阻力更小。事实上,内固定失效可能并不是由于螺钉向内侧的移位,而是由于股骨头骨块向外侧相对的滑动和塌陷。以上各种因素导致螺钉易于向内穿入,特别是后侧皮质螺钉。同时,我们还发现在出现这些螺钉特殊松动并发症的病例采用的均是3枚FTHCS单一植入且呈倒三角构型的固定。在这里需要指出,FTHCS螺钉由于其特殊的设计,其抗压应力的强度明显高于PTS螺钉,而前者的抗张应力的强度则明显弱于后者。采用3枚FTHCS倒三角固定时,远端1枚螺钉对抗剪切及压应力的强度不够,近端2枚FTHCS对抗股骨颈近端张应力的强度也是不足的。所以会出现骨折内翻固定失效及内固定松动的情况,特别是股骨颈下方皮质粉碎缺乏有效支撑,且骨折愈合出现骨吸收时。临床研究已经证实CBS通过联合两种不同设计的螺钉采用正三角构型植入,既发挥了不同的固定机制,同时保留了螺钉各自的优势,避免了一些特殊的并发症,降低了整体的并发症发生率,同时改善了青壮年股骨颈骨折的治疗预后[31]。同时CBS固定方法也经过生物力学研究证实[36,37],对于单纯Pauwels Ⅲ型骨折和伴有后内侧壁粉碎的Pauwels Ⅲ型骨折,具有明显的生物力学优势,对股骨头骨折块有明显的支撑作用。
2.角稳定固定方法
除了DHS或SHS这种内固定方式外,还存在多种提供角稳定固定的器械和技术,主要包括:股骨近端锁定接骨板和股骨近端髓内钉等。
(1)股骨近端锁定接骨板(股骨颈骨折解决方案):股骨近端锁定接骨板系统一般指针对股骨颈骨折固定的侧方锁定接骨板,沿袭了一般锁定接骨板的基本特征,即螺钉钉尾与侧方接骨板之间以螺纹交锁形成角度固定的框架结构。又根据其头螺钉的设计差异,大体可以分为两大类:单纯的静态锁定接骨板和带动态滑动机制的锁定接骨板(图9—7)。
1)单纯静态锁定接骨板:锁定接骨板从诞生之日起,极大地改善了骨折的治疗水平,使得骨折治疗的水平飞速提升。针对股骨颈骨折的锁定接骨板也经历了不断的演进和发展。初期,并没有专门针对股骨颈骨折的锁定接骨板,而是通行设计的股骨近端锁定接骨板,以辛迪斯发布的锁定加压接骨板—股骨近端板(LCP-Proximal femoral plate 4.5/5.0)即PFLP(proximal femur locking plate)为代表[38 — 40]。设计思路沿用一般锁定接骨板的理念,只是侧方钢板采用了股骨近端的解剖形态,提供了刚性固定并完全抵抗了股骨颈的短缩和塌陷。多项生物力学研究采用不同的检测方法,得出了截然不同的结果。2007年,利用尸体骨模型,有学者发现PFLP的生物力学强度强于动力髁螺钉(dynamic condylar screw,DCS)、DHS以及PLCS[38]。而2015年的还是尸体骨生物力学实验,发现DHS强于PFLP [39];2019年度的有限元分析实验也得出了相同的结论[40]。其后辛迪斯改进并提出了PLFLP(posterolateral femoral locking plate),这种改进型解剖型锁定接骨板在术中植入头颈部2枚5.0 mm锁定螺钉之前,可以首先使用2枚7.0 mm普通空心拉力螺钉对骨折断端进行加压。从技术层面讲,这种改进应该可以提高股骨颈骨折的治疗效果。但事与愿违,2012年有学者报道了PLFLP治疗股骨颈骨折的内固定失效的灾难性并发症[41]。在18例病例中有7例(36.8%)出现了各种严重的内固定失效,包括5例头螺钉断裂和骨折内翻移位、1例头部锁定螺钉穿入关节内和1例远端锁定螺钉处骨折(表9—2)。如此之高的内固定失败率使得股骨近端锁定接骨板的发展一直小心谨慎。
表9—2 不同系统介绍
注:① CS,3枚6.5 mm平行骨松质螺钉(three parallel cancellous screws);XCS,偏轴螺钉固定,2枚6.5 mm骨松质拉力螺钉,沿股骨颈方向植入,1枚4.5 mm横行骨皮质螺钉固定至股骨距;AMBI:标准两孔135° AMBI加压髋螺钉联合1枚6.5 mm空心防旋拉力骨松质螺钉。② MCS:多枚骨松质螺钉(multiple cancellous screws)。③ PCS:Pauwels空心螺钉固定(pauwels cannulated screw)即α螺钉固定单层皮质固定。
之后,具有不同形态、新设计的锁定接骨板系统陆续被报道介绍,分别有:FNLP(femoral neck locking plate)[14]、ILP(interlocking plate system)[42,43]、PFHLP(proximal femoral hollow locking plate)[44]、NFNP(new femoral neck plate)[45]、CSLP(proximal femoral Cannulated screw locking plate)[46]等。
2)带动态滑动机制的锁定接骨板固定:2019年的一篇综述对新设计的带动态滑动机制的锁定接骨板进行详细的介绍和评述,其中以美国施乐辉公司(Smith & Nephew)开发的Conquest系统和德国蛇牌公司(Aesculap)开发的动态锁定接骨板Targon系统为代表[7]。Conquest系统获得美国食品药物管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准用于移位和无移位股骨颈骨折后,于2017年才开始有限临床应用,2019年获批上市,到目前为止还没有关于这一系统的研究报道。Targon系统自2007年开始在欧洲使用,已见多项研究报道。这两种固定系统开发的初衷都是保留并结合传统固定方法的特点,既融合了DHS滑动螺钉机制和锁定接骨板角稳定的特征,同时提高固定的角稳定性和提供更强的控制颈塌陷的力量,并防止螺钉向外侧脱出等。两种系统同时采用了侧方接骨板,近端植入头部的多枚锁定螺钉具有镜筒样伸缩滑动机制,远端骨干固定螺钉兼具锁定和(或)非锁定选择。尽管两种系统的理念相似,但还是有一些差异之处。
Conquest系统采用的是考虑股骨近端解剖结构设计的不锈钢材质侧方接骨板。近端植入头部的螺钉构型采用的传统的倒三角构型,远端1枚沿着下方股骨距、近端2枚分别沿前上和后上皮质植入。所有螺钉均为空心,远端距螺钉为8.5 mm,远端螺钉有7.5 mm和8.5 mm两种选择。其望远镜样套筒设计可以在术中给予骨折端达10 mm的指向性加压,其内部集成的弹簧允许术后骨折端之间控制性滑动。外侧端可变螺距的螺纹设计可以改善在外侧皮质的锁定并与外侧近端接骨板交锁防止螺钉退钉。Conquest侧方接骨板远端螺钉为4.5 mm系统,有侧别之分,依据左右侧股骨解剖形态而定。侧方接骨板上布局有多个用于临时固定的2.0 mm及以下克氏针的孔[7]。
Targon系统采用的是钛合金材质,近端可以植入最多4枚头螺钉,远端2枚锁钉设计。近端螺钉6.5 mm、中空,套筒设计可以允许最多20 mm的滑动加压。钉板成角130°。侧方接骨板远端螺钉也是4.5 mm系统,没有左右之分,对两侧股骨近端外侧皮质表面为通用设计。该系统还有一个校准夹具设计,可以定向引导所有的克氏针和钻孔[7]。
两种系统都是旨在提供一种具有角度固定、滑动螺钉结构的综合系统,结合了空心螺钉、滑动髋螺钉和锁定接骨板固定策略的方案,通过增加弹簧辅助的导向性滑动机制允许更多控制骨折部位的加压,同时消除传统内植入存在的螺钉退钉、股骨颈短缩和内翻塌陷等问题[7]。关于Targon系统的诸多研究在骨不连率、AVN和患者报告的结果方面显示了良好的结果[47 — 55]。
其他的带动态滑动机制的锁定接骨板固定系统还有带LP系统(locking plate system with spring-loaded telescoping screws)[56]、SCAP—FN系统(slide compression anatomic place-femoral neck)[57]。这两个系统与前述的Conquest和Targon系统的设计理念类似,只是在外观上存在一定差异。通过股骨颈植入头部的头螺钉都存在带弹簧的镜筒样伸缩机制。目前现有研究大多表明,这些新型锁定接骨板固定垂直型股骨颈骨折效果明显优于传统的LPCS和SHS或DHS固定方式,但大多数为生物力学研究,包括尸体骨生物力学和有限元分析[56,57],结果有待时间检验。
针对股骨颈骨折提供角稳定固定的锁定接骨板的设计经历了三个阶段的进展。第一阶段,锁定接骨板提供单纯的锁定机制,完全发挥内支架的作用,以PFLP为代表。在骨折复位后,头螺钉经过锁定接骨板植入后与侧方的锁定接骨板交锁,对骨折断端无任何作用。经过股骨颈骨折断面的应力完全由锁定螺钉经锁定接骨板向下传递,锁定系统发挥了完全的应力承载作用(loading bearing)。第二阶段,在第一阶段单纯锁定接骨板的基础上,一些系统提供了术中对骨折端的加压机制以进一步促进骨折的愈合,以PLFLP、FNLP以及ILP为代表。第三个阶段,在前两个阶段更进一步,头螺钉带镜筒样伸缩滑动机制,在植入时可以对骨折进行加压获得一期的稳定性,在骨折愈合过程中,不仅通过锁定机制发挥角稳定作用防止股骨头颈内翻塌陷和螺钉退出,更通过滑动机制使得骨折断面也承载了一部分应力,内固定所承受的载荷被分担(loading shearing),减少了骨折不愈合风险。当然这种滑动机制也被预先设定在了一定的范围,最大滑动幅度在10~20 mm不等,防止了股骨颈出现明显的短缩。这一阶段以Targon和Conquest系统为代表。
(2)股骨近端髓内钉固定:股骨近端髓内钉作为股骨转子间、转子下骨折最为常见和标准化的技术,一般并不作为股骨颈骨折治疗的首要推荐。当然有限的研究也提供了一些证据。2011年的一项生物力学实验利用尸体骨制作了不稳定内侧缺损的垂直型股骨颈骨折模型,通过循环载荷手段评估了PFNA(proximal femoral nailing antirotation)与螺旋刀片型动力髋螺钉(dynamic hip screw blade,DHS-b)的生物力学强度。实验结果发现,PFNA可以达到与DHS-b相当的稳定性。结论认为,PFNA结合了髓内固定理念的生物力学优势和微创手术技术,理论上可能在临床应用中具有优势[58]。2020年,有学者通过有限元分析比较多种内固定方法对Pauwels Ⅲ型骨折的生物力学特性时纳入了对髓内钉的评估,与DHS、PLCS、DHS联合内侧支撑接骨板、PLCS联合内侧支撑接骨板等固定方法相比,PFNA显示出了生物力学上的优势,降低了内固定失效和骨质破坏的风险[59]。2019年,国内的学者报道了一项针对青年和中年不稳定股骨颈骨折的回顾性对照研究,比较了股骨重建钉联合拉力螺钉固定与传统的倒三角构型PLCS固定[60]。结果发现传统PLCS固定在减少出血和手术切口方面有优势,而髓内钉则胜于减少退钉和缩短住院时间,两者之间的Harris评分无差异。髓内钉的生物力学优势毋庸置疑,但临床结果还不足以支撑其对股骨颈骨折治疗的广泛应用。
3.支撑固定
2015年,有学者根据AO提出的支撑接骨原理(抗滑),提出在股骨颈内侧使用接骨板固定治疗垂直型股骨颈骨折的假设[61]。他们设想利用内侧支撑接骨板固定来抵抗垂直型股骨颈骨折断端之间的剪切应力(图9—8),将内侧接骨板植入颈前下方跨越骨折线,在抵抗剪切应力的同时将剪切应力转换为压应力。自此以后的几年时间里,有多项生物力学研究评估了这种新的固定方法。各项研究中使用的内侧支撑接骨板技术也是形色各异,无论是使用的接骨板类型(锁定或普通接骨板)、植入的高度(距离股骨头关节面的距离)、植入头侧骨折块的螺钉数目等,甚至通过大样本量形态学数据设计了解剖型的内侧支撑接骨板[20,62 — 66]。
2017年,才有学者第一次报道了使用这一技术的病例系列研究[67]。28例Pauwels Ⅲ型股骨颈骨折接受直接前方入路(direct anterior approach,DAA)(改良Smith-Petersen入路),采用PLCS联合内侧支撑接骨板技术固定,经过13.6个月的随访,发现无股骨颈短缩的骨折愈合率达到89%,3例发生颈短缩,但无ANFH。总结认为这种技术提高了骨折愈合率,并不会增加植入物相关的并发症,包括ANFH。随后多项国内的临床研究见于中文报道[68]。2020年,一项Meta分析对采用内侧支撑接骨板固定的研究进行了总结[68]。共有7项研究被纳入,包括6项RCT研究和1项回顾性队列研究,包含了409例Pauwels Ⅲ型病例,其中202例采用PLCS联合内侧支撑接骨板固定,207例采用单纯PLCS固定。最后总结认为,内侧支撑接骨板联合PLCS治疗Pauwels Ⅲ型骨折可缩短愈合时间,减少术后并发症,提高患者术后的Harris评分。关于内侧支撑接骨板的并发症,除了常见的骨折不愈合、内翻畸形、股骨颈短缩和ANFH等外,2019年有学者第一次报道了容易为人忽视的并发症:内侧支撑接骨板植入过高导致髋臼关节内撞击[69]。报道的病例在骨折术后出现髋关节持续疼痛,最终因为关节软骨的损害接受了全髋关节置换。基于分析,作者提出,内侧支撑接骨板植入时应该尽量靠近远端,头下型股骨颈骨折并不是内侧支撑接骨板的理想适应证。内侧支撑接骨板技术更适合经颈型和基底型股骨颈骨折,因为近端骨块足够大使得支撑接骨板不必置入过高避免了撞击,且近端螺钉具有置入的空间。建议术中植入内侧支撑接骨板后,进行动态关节屈伸活动检查,尽早排除撞击可能。
内侧支撑接骨板技术治疗股骨颈骨折的另一个争议之处是接骨板植入过程中对软组织的剥离是否会破坏股骨头残留血运,进而增加股骨头坏死的风险。通过前方入路,特别是DAA入路时,不仅清除了骨折周围的血肿、对关节囊进行了减压,而且并不会干扰股骨头的主要血供动脉—旋股内侧动脉(medial femoral circumflex artery,MFCA)。而且近期的尸体解剖学研究通过分析前方入路(改良Simth-Petersen入路)过程[70],发现来自MFCA供应股骨头的下支持带动脉(inferior retinacular artery,IRA)均行走于股骨颈纤维条索(Weitbrecht韧带)内,在关节内行程均位于股骨内侧观钟面位置7~8点钟位置,而植入在股骨颈前下内的内侧支撑接骨板位则一般位于6点钟位置、IRA前方,因而植入内侧接骨板不会危及股骨头的主要血供(表9—3)。
表9—3 内侧支撑接骨板固定的相关生物力学研究
注:① 7.3 mm PLCS倒 三 角 固 定;PLCS+P,PLCS联 合2.7 mm锁 定 接 骨 板 于 颈 前 下 放 置;DHS+P,DHS联 合2.7 mm锁定接骨板。接骨板为四孔,植入到头下方。植入头内2枚螺钉。② α固定:共3枚螺钉,2枚7.0 mm空心螺钉沿颈远端平行分散植入,1枚7.0 mm横行螺钉(Pauwels螺钉)于颈近端中央植入。α固定+P,α型螺钉植入联合4孔普通接骨板。接骨板为4孔,植入到颈下方,跨过骨折线仅1枚螺钉。③ PLCS+MABP:倒三角构型螺钉联合内侧解剖型支撑接骨板(medial anatomical buttress plate);PLCS+P:倒三角构型螺钉联合1/3管型接骨板;④ SHS+ds,SHS联合6.5 mm空心防旋螺钉;SHS+P,SHS联合3.5 mm管型接骨板于颈前下内植入。接骨板为五孔,植入到头下方。植入头内2枚螺钉。⑤ α固定,倒三角构型联合1枚横行螺钉单皮质固定;PLCS+P,倒三角螺钉构型联合1块内侧支撑接骨板;菱形:4枚平行成长菱形分布构型螺钉固定。⑥ PLCS+P,四组,四孔板,近端有或无螺钉;六孔板,近端有或无螺钉。
4.复合固定
所谓的复合固定,就是联合上述两种及以上的单一技术的固定方法,例如PLCS联合内侧支撑接骨板、DHS联合内侧支撑接骨板、F型固定联合内侧支撑接骨板固定[71]、Pauwels螺钉联合长度稳定螺钉以及异体腓骨移植[72,73]、DHS联合自体游离腓骨移植[74]、DHS联合偏轴螺钉[75]等。复合固定的生物力学强度比单一固定方式增强毋庸置疑,各种组合方式五花八门,目前的研究结果还不足以形成统一的意见。需要对这些系统进行更多的研究,以继续改善疗效,并推动骨科手术这一具有挑战性的领域的进一步创新。