股骨远端骨折,较常见的固定方案为髓内钉或钢板。目前外科医生可采用多种辅助技术来获得并维持骨折复位,同时保持其生物学。美国德克萨斯健康科学中心的 Cory A. Collinge,作为 JOT 的资深编辑,就股骨远端骨折治疗现状,髓内钉和钢板放置的手术技巧、植入物生物力学、骨折愈合、长期预后等进行了全面回顾,文章发表在 JOT 上。
手术前,必须了解股骨远端 3 个解剖平面:轴位、矢状位、冠状位之独特结构。
轴位:梯形结构,外髁倾斜 10°,内髁倾斜 25°(图 1)。外髁比内侧更偏前,约 10°。可解释在骨折复位和固定时出现的许多常见问题,尤其在采用解剖锁定钢板固定股骨远端前半部分时。了解轴位的结构,可以避免螺钉穿入关节内引起刺激滑车或凹槽、刺激内侧副韧带、形成「高尔夫俱乐部」畸形。
冠状位:股骨远端外侧角(lateral distal femoral angle)平均为 81 - 84°,预塑型锁钉钢板根据这一特点设计相应角度,螺钉平行关节线放置,并纠正冠状位成角。在侧位透视下,以 Blumensaat 线(股骨髁间窝线)为参照,可确定股骨长轴复位程度。需要注意的是,膝关节后方有两个腓肠肌肌肉止点,容易造成骨折块向后牵拉,从而形成骨折反屈畸形。股骨远端骨折块的旋转畸形在临床中也不少见,特别在内固定过程中。
图 1 股骨远端轴向结构。外髁倾斜 10°,内髁倾斜 25°。对锁钉板塑形时应考虑此问题,双皮质螺钉固定于前半部分,在前后位 X 线看似长度合适,实际上经常因太长而刺激内侧副韧带
骨折特点和治疗注意事项
股骨远端骨折,像大多数骨折一样,成双峰状分布,在相对年轻患者为高能量损伤而老年患者为低能量损伤。高能量损伤常导致干骺端粉碎性骨折,当涉及到髁间时,很可能存在冠状面骨折(Hoffa 骨折),且在平片上容易漏诊。需要 CT 扫描更好的评估这类骨折。
干骺端粉碎性骨折容易出现愈合问题,但 AO 原则要求关节内移位需达到解剖复位,减少后期出现膝关节骨关节炎的可能,并允许关节早期活动。对于老年患者,股骨远端骨折以干骺端多见,较少累及髁间。而假体周围骨折,通常较为稳定,至需要钢板或者螺钉固定,很少需要翻修。对于特定的骨折患者选择髓内钉还是钢板,周密的术前计划是至关重要,因为许多 PCL - 替代假体设计有一个开放口,允许通过该口子使用髓内钉。
开放性股骨远端骨折治疗更为棘手。这类患者,干骺端经常出现骨丢失,对此可采用有计划的、分期的骨移植。常采用 Masquelet 介绍的技术——植骨前用骨水泥间隔器填充骨缺损部分 3 - 6 周,然后进行植骨。干骺端骨缺损是外侧锁钉板固定失败的危险因素。有研究报道,在 335 例股骨远端骨折随访中,64 例(19%)采用外侧锁钉板固定失败,其中接近一半(30/64)与干骺端骨缺分期植骨有关。
既往对开放性骨折处理时提倡激进的清创术,清除所有无软组织附着的非关节内骨块,但后期的研究发现,和清创术相比,保留部分关节外未污染的无血运骨折块并不会显著增加感染率,却能同时降低骨折不愈合率。
手术入路
股骨远端粉碎骨折累及关节面,可采取传统的切开复位术,若采逆行髓内钉治疗粉碎性股骨远端骨折,可采用经皮微创治疗。简单干骺端骨折也可采用切开复位内加压固定,可选择加压钢板或者拉力螺钉联合中合钢板。
暴露股骨远端仍采用外侧髌旁关节切开入路,皮肤切口可以根据术者的偏好选择在外侧或中间。采用后外侧入路时,如果后期需要采用外侧髌旁关节切开入路行关节置换术,考虑到髌骨缺血性坏死的可能,这样不妥当。虽然在获得良好的解剖复位后,很少需要全膝关节置换术。外侧关节切开入路易于采用钢板固定,且可有效地避免复位不良和内植物错位等。
最近有文献报道「Swashbuckler」 和「Mini-Swashbuckler」入路,其原则是一样的,即进行深入外侧关节切开并用撑开器充分暴露关节面。尽管使用「Mini」方式,Beltran 等人认为对于内侧髁冠状面骨折也可从外侧入路得到充分暴露。然而,如果术中遇到任何疑问,有必要行内侧切口,直视下确认,但骨折复位和固定仍从外侧入路。
股骨远端关节外骨折的微创钢板固定,切开外侧髁部位皮肤及髂胫束,在肌肉下沿着股骨外侧插入钢板。钢板的正确使用尤为重要,术中通过正侧位片确定钢板的最佳位置,尽可能减少骨折复位不良和钢板错位的发生。采用逆行髓内钉时,切口大小为 3 - 4 cm,可采用髌骨肌腱劈裂或髌旁关节切开术,作者建议使用髌旁内侧关节切开术,因为可以更容易获得正确的髓内钉进针点和轨迹,而采用髌骨肌腱劈裂不易获得(因为髌骨肌腱和胫骨结节为相对外侧结构)。
股骨远端的生物力学
外科医生可直接改变现代锁定钢板技术的刚度。所谓的「压力可调」(stress modulation)是允许外科医生针对特定的骨折类型或某一特定的患者选择刚性还是弹性固定。任何固定方式的目标均可分为两方面:提供稳定的固定,支持生理负载直至愈合;同时也提供必要的灵活性,以允许足够的骨折微动和促进骨的二次愈合。
最近的同行评审文献和国家级会议表明,在股骨远端钢板钢性固定后易导致骨折延迟愈合或不愈合,骨痂的生长往往是不对称、多样性的。而且最近的文献报道股骨远端钢板固定后骨不连率比以往的要高。外科医生直接决定选择何种植入物,包括植入物材质、锁定还是非锁定螺钉、双皮质或单皮质固定以及钢板长度和螺钉孔数。也可以使用其他较为少见的先进技术,随后将进一步详细说明。
现代内固定材质包括工业纯钛、钛合金、316L 不锈钢等。钛合金,可同时提供改善疲劳强度和降低刚度。工业纯钛,最初 LISS 钢板(Synthes 公司)最好的例证,早已经报道愈合结果令人满意,但也不是完全没有问题。目前常见的股骨远端板及设计特点总结在表 1(见后)。
外科医生也考虑螺钉数量和放置的位置,增加股骨干螺钉的数量、选择锁定与非锁定、双皮质与单皮质螺钉,这些都直接影响钉板系统的固定强度。已经有研究表明大腿疼痛与钢板末端的刚度有关,也可能与钢板末端放置的锁定螺钉有关;钢板末端锁定螺钉会增加骨质疏松患者假体周围骨折的风险。因此在这里应该考虑使用非锁定螺钉,以减小再骨折风险。
此外,锁定螺钉与骨折端的距离可影响其刚度,主要是因为减小钢板的有效长度;有效长度的减少已经被视为骨不连的独立风险因素,但是存在一定的争议 。除了钢板末端的非锁定螺钉,螺钉孔也可能影响钢板刚度,注意避免钢板过早在孔处断裂。最后,有学者描述近皮质开槽(slotting)或远皮质锁定螺钉技术,并认为可以减少组织僵直和增加均匀骨痂形成的方式。在这两种技术中,因为螺钉仅接触钢板和远端皮层,可增加钢板邻近皮质的微动。因此在理论上,有助于均匀骨痂形成(类似于像髓内钉),促进骨折愈合;目前这些技术的取得令人满意的早期临床结果。
骨科医师还可通过采用长的钢板、良好的螺钉间隔来调节刚度,这样可增加其有效长度和螺钉的分散,防止应力集中和过早固定失败。当采用桥接钢板时,我们推荐采用较长钢板,螺钉固定不超过其孔数的 50%,很少需要近端很少需要 4 枚以上的双皮质螺钉固定。生长板远侧的螺钉是最重要的,其决定了钢板有效长度和植入物刚度的水平。此外,跨骨折螺钉是不可取的(除采用中和钢板固定简单的骨折外),可能与骨不愈合有关。
逆行股骨交锁髓内钉
随着假体设计和仪器的改进,股骨远端骨折逆行髓内钉的使用已变得更加普遍。目前几乎所有的交锁螺钉可以适用大部分髓内钉,固定角度装置,特别适用于髁部短骨折块和骨质疏松骨。逆行髓内钉主要优势为,可以通过比钢板更小的切口插入,并为位于骨的中央可加强负重能力;可将弯曲内力减至最小。但股骨远端骨折髓内钉固定技术上可能要求高,并要密切注意髓内钉进针点、轨迹及骨折复位情况。常用的髓内钉设计特点总结在表 2(见后)
适应证和术前计划
逆行髓内钉适用于股骨远端骨折。因为大部分植入物允许在髓内针远端放置多种交锁螺钉,即使是很远的远端骨折也可安全稳定的固定。髓内钉最好适应症:33A 和 33C 型(AO / OTA 的骨折分类系统)。33C 骨折(即关节内骨折)可以很容易在切开复位后采用髓内钉固定和关节面的拉力螺钉固定(类似于钢板)。
值得注意是对于偏远端骨折类型,拉力螺钉的位置可能会影响交锁螺钉。一个特定骨折是否是适合于髓内钉,髁段骨折的评估非常重要,尤其是它的总长度(相对于所选择的植入物)和拉力螺钉的数量。多枚拉力螺钉,有可能妨碍远端交锁,在放髓内钉前,应有详细的计划,尤其是需要从前到后固定的冠状面骨折。对于矢状面骨折,螺钉应放在前或后位,以避免出现潜在互锁。
此外,必须进行严格确定髓内钉插入深度,如过深可能会限制交锁选择,而过浅髓内钉可能突出至膝关节内,导致髌股关节疼痛和加速关节损伤。几乎所有现代的植入物包括「零」尾帽选择,以便使用的尾帽不会影响髓内钉的长度; 这些尾帽必须与多家制造商的髓内钉一起创建一个固定的角度。最后,对于全膝关节置换后股骨远端假体周围骨折时,外科医生必须确定该假体是否允许髓内钉通道。
手术要点和技术
类似于钢板固定,为获得和维持干骺端骨折复位,髓内固定过程中也有多种辅助复位技术。术中骨骼肌麻痹非常重要,以确保在髓内钉固定之前能够很容易恢复固有长度; 如果有助手可采用手动牵引; 如果可避免损伤手术肢体,建议采用牵引器。如果发现牵引器妨碍髓内钉通道或其他器械,则不宜使用,可采用胫骨近端悬挂重物牵引来恢复长度。
矢状畸形和反屈曲畸形(上髁段腓肠肌牵拉损伤)比较常见。这个很容易避免,可将毛巾卷和(或)Schanz 针置于髁部,并用手控 T 形把手吸盘的调节。最后,冠状位角度可通过调节骨骼肌牵引角度来校正。在某些骨折类型可采用经皮钳,阻挡钢丝或螺钉,但谨慎使用经皮骨钩,或单独手动加压。旋转角度可以在透视下与对侧小粗隆或股骨颈轮廓比较,或直接测量等方法确认。
髓内钉入口是在股骨髁间窝后交叉韧带附着点的前方。在侧位片上,进针点对应于 Blumensaat 线的远侧一个点(图 2)。导针被仔细插入股骨轴线,以确保在正侧位片上恢复冠状面对齐。一旦导针的位置得到正确确认,采用铰刀扩开干骺段。同时采用空心软组织保护套防止损伤髌腱和髌骨关节面。对于骨质疏松患者时,注意导丝的位置不会影响髓内针前入口,否则容易出现反屈曲畸形。
图 2 前后位和侧位片示:正确的入针点和轨迹。尽可能多的时间花费在这两点,因为这直接影响后期的复位情况
导针置入骨折处前,常常采用骨折复位「手指」仪器,可适用于大部分现代的髓内钉系统。建议长钉有 3 个原因:防止后期短髓内钉尖部骨干骨折;增加髓内钉的有效长度,可增加骨折微动,继发促进骨愈合;可增加髓内钉的稳定性和减少后期负重时近端互锁螺钉潜在的四点弯曲应力。阻挡螺钉有时用于干骺端髓内有效的直径较少的患者,可以防止或矫正冠状或矢状平畸形。必要时,阻挡螺钉可用于髁部短骨折块,根据临床经验,这些螺钉固定于预期的畸形的凹侧。
在扩髓和髓内钉置入过程中,应保持骨折复位状态和一定的长度。有限扩髓技术比预期使用的髓内钉直径大 1 - 1.5 mm;很少应用直径大于 10 或 11 mm 的髓内钉。虽然需要至少埋头 1 或 2 mm 和侧位片证实髓内钉位置,对于股骨较远端骨折患者,髓内钉打入的深度非常重要,以保证髁段可放置足够数量互锁螺钉,且可为邻近的拉力螺钉留有足够的空间。
在一般情况下,我们建议的远端锁定螺钉的数量应与骨折不稳定、骨质疏松严重程度相对应。我们建议在远端锁钉螺钉数量有限时,采用阻止螺钉俘获髓内钉而获得稳定。最后一步为近端 A - P 交锁固定。我们建议对于粉碎性骨折或严重骨质疏松患者,使用 2 枚螺钉,除非髁间已对位可以,这种情况 1 枚螺钉即可(图 3)。
图 3 病例 63 岁,女性,骨质疏松肥胖,低能量损伤。平片和轴向 CT 显示 33 - C2 股骨远端骨折。干骺端粉碎性骨折髓内钉内固定和拉力螺钉关节面固定。术后 12 周骨折愈合良好伴有大量骨痂
钢板固定股骨远端骨折
从接骨板到现代钢板的发展,可以断定:对于关节内骨折,外科医生必须获得绝对稳定和保持生物学,而对于干骺端粉碎性骨折则应该采用相对稳定固定。虽然新技术丰富了外科医生的医疗设备,若不遵守股骨远端骨折钢板固定基本原则时,也会带来不良的结果。最近的一篇综述总结了现代可塑型锁定钢板治疗股骨远端骨折的一些弊端,指出最重要的是如何避免。
解剖外侧可塑型钢板最适用于 A 和 C 型骨折;B 型骨折(即部分关节骨折)是最好选用关节面骨折块间加压和支撑钢板固定;对于钢板固定股骨远端,大部分骨科医生选择更为熟悉的外侧入路,而固定内侧髁骨折时,建议使用内侧入路。暴露股内侧肌和缝匠肌之间隔,股浅动脉及其延伸的腘动脉很容易识别和牵拉至后侧。
对于干骺端或干骺端附近简单的骨折类型,应采用加压钢板或拉力螺钉 + 中和钢板绝对稳定固定,而粉碎性骨折类型应该采用间接固定或桥接钢板以保护骨折端生物学。
虽然髓内钉和和钢板固定术适用于许多骨折类型,具体的适应症钢板要比髓内钉稍广泛,包括骨折过短的髁突骨折,假体周围骨折,以及存在全髋关节置换术病史或顺行股骨髓内钉。即使骨科医生有先进的髓内钉技术,也必须认真衡量采用钢板还是髓内钉。(图 4)
图 4 病例 87 岁,股骨远端假体周围骨折,采用外侧钢板固定。金属假体妨碍髓内钉。选择长钢板分散压力,避免再次骨折
处理干骺端粉碎性骨折时,应采用间接复位和保护生物学,类似于髓内钉术,术中应透视评估股骨机械轴和旋转情况。钢板固定时采用股骨牵引器对恢复长度更有利,因为 Schanz 针和牵引器不会妨碍髓内钉或其他仪器的使用。Collinge 等人详细地介绍了使用外侧可塑性锁定钢板固定股骨远端骨折时常遇到的各种技术缺陷。放置这些钢时应注重细节,特别钢板上髁段的位置和旋转角度,正确的放置可防止大多数自可塑型锁定钢板问世以来一直困扰大家的问题。
虽然最近开始术中使用 CT 扫描,这种方法还未被证实与传统的旋转测量方法相比可以改善复位,但它费用增加,可能增加手术时间,并给患者带来不必要辐射。这也提示将来有可能在更恰当的位置或先进的器械进行评估,避免穿入关节内。但作者可以强调足够精细的术前计划、注重术中细节、选择最合适的钢板、注意股骨远端解剖结构等重要性。
最近,有学者开始使用可塑型钢板 + 角度可变螺钉。这些钢板比传统角度不可变钢板有角两大优势:(1)螺钉可倾斜,避开关节面,即使钢板用于多旋转骨折(malrotated);(2)处理假体周围骨折时,螺钉可以成角度避开假体,靠近骨水泥或剩余的松质骨区。它们也可以用来在处理 C 型骨折型避开独立拉力螺钉。尽管有意味着有一定的优势,但迄今已出版的文献没有支持这些钢板比传统的角度固定螺钉钢板更具有优越性。作者经历过一次固定早期失效,推测可能是因为采用了角度可变钢板。(图 5)
图 5 病例 45 岁,女性,高能量损伤股骨远端粉碎性骨折骨折,采用角度可变外侧锁定钢板固定。A 平片示严重粉碎骨折并涉及关节面;术中透视发现力线存在选择;术后 2 周角度可变螺钉固定失败,患者拒绝翻修,术后 12 周愈合
由于外侧锁定钢板固定失败的风险增加(如开放性粉碎干骺端骨折伴的骨缺损),辅助内侧固定被认为防止内翻塌陷畸形的有效方式。增加内侧骨内膜板(皮质替代技术)在 Sawbones 模型中已被证明可增加稳定性,并且可防止内侧软组织剥离;如果发生感染或翻修则需要取出钢板,但是比较困难。最后,需要考虑骨折生物学问题了,尤其是干骺端粉碎性骨折,可采用一期骨移植,使用绞刀 - 冲洗器 - 吸气泵装置(Paoli,PA)行逆行股骨收割(harvest)技术。这种技术正在进行临床试验的研究,这对股骨近端常规暴露手术非常有益。
术后护理
股骨远端骨折髓内钉和钢板术后护理相似的。术后 1 天患者可在物理治疗师或连续被动活动机的辅助下开始步态训练和膝关节运动。对于关节外骨折患者,一旦有影像学证据骨痂形成,便可负重,一般 6 - 8 周,但对于关节内骨折类型,应该在术后 10 - 12 周。
最近,有证据表明,对于低能量老年人股骨远端骨折钢板固定术后,可允许立即负重(可忍受的),且位移和固定失败非常之罕见,并且死亡率降低有关。然而,鉴于患者数量少的原因,此结果应谨慎解释。笔者建议,可以考虑立即或早期负重的老年患者的全身系统并发症风险,尤其是髓内钉的稳定性 。每隔 4 至 6 周,应进行临床和影像学检查,直到骨折愈合和患者能够无不适的情况下走动。
现代钢板与髓内钉的临床比较
随着植入技术、材料的改善,早期研究中使用的第一代钉如今已经不适用了。在过去十年中发表的文献报道,使用长钛合金逆行髓内钉治疗股骨远端骨折取得相当不错的疗效,且并发症也相对较少。现代钢板固定股骨远端骨折也得到了很好的支持,尽管最近的证据质疑它的功效。
一直没有任何大样本随机研究比较逆行髓内钉与钢板治疗股骨远端骨折的疗效,直到最近,Tornetta 等人通过对 126 例股骨远端骨折的研究(前瞻性、随机、多中心)表明髓内钉比钢板的疗效略好。他们报告提出,不论治疗与否,患者 1 年后出现明显功能障碍。对合不齐髓内钉组 22% 和钢板组 32%,钢板组外翻对线不良发生率较高,并要求完全取出内固定物。髓内钉组整体功能优于钢板固定组。Hartin 等人将股骨髁上骨折患者随机采用逆行髓内钉或角度不变钢板固定术。两种固定方式均预后良好,但逆行髓内钉组需要二次手术取出植入物(3 和 0),并疼痛患者更为明显(SF - 36)。
近日,Thomson 等对 C 型股骨远端骨折(11 例传统的切开复位内固定术和 11 例有限切开复位逆行髓内钉)预后平均 6.7 年指出,切开复位内固定组二次植骨(67% 和 9%)和畸形愈合(42% 和 0%)率显着高于微创逆行髓内钉组。切开复位内固定组感染(25% 和 0%)率和骨不连率(33% 和 9%)增加,但不具有统计学意义。在 SF-36 中身体功能部分低于美国人均评分均数的 2 个标准差, 50% 患者影像学显示出创伤后关节炎。在 SF-36、肌肉骨骼短期功能评估、olwa 膝关节评分等 2 个治疗组之间无显着差异。
| 材质 | 长度 | 直或弯曲 | 皮质螺钉 | 锁钉螺钉 | 角度可变锁钉螺钉 | 经皮瞄准器 |
Biomet Optilock 股骨远端板 | 钛合金 | 3 -18 孔 (122 – 386 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | |
Biomet Polyax 股骨远端板 | 合金阳极氧化膜 | 6 -18 孔 (179 – 396 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Depuy/Synthes 4.5 mm LCP 髁接钢板 | 不锈钢 | 6 - 18 孔 (170 -386 mm) | 弯曲或直的 | 是 | 是 | 是 (18 孔) | |
Depuy/Synthes 4.5 mm VA/LCP 弯曲髁接钢板 | 不锈钢 | 6 -22 孔 (159 – 439 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 (18 孔) | |
Depuy/Synthes LCP 股骨远端钢板 | 不锈钢 | 5 -19 孔 (156 – 436 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | |
Depuy/Synthes 微创稳定系统钢板 (LISS) | 钛合金 | 5 – 13 孔 (156 – 316 mm) | 弯曲 | 不 | 是 | 是 | |
Smith and Nephew Peri-Loc 股骨远端钢板 | 不锈钢 | 6 -19 孔 (155 – 399 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | |
Stryker Axsos 股骨远端外侧板 | 不锈钢 | 4 -16 孔 (130 -343 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | |
Stryker Axsos3 Titanium 股骨远端外侧板 | 钛 | 4 -20 孔 (130 – 415 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 (16 孔) | |
Zimmer 无触点 桥接 (NCB) 股骨远端钢板 | 钛合金 | 5 – 13 孔 (167 – 324 mm) | 弯曲 | 是 | 是 | 是 | 是 |
Zimmer NCB 硅凝胶假体股骨远端钢板 | 钛合金 | 9 - 21 孔 (238 – 393 mm)
| 弯曲 | 是 | 是 | 是 |
髓内系统 | 制造商 | 远端螺钉选择 | 螺钉角度固定? | 髓内钉长度 | 曲率半径 | 驱动端直径* |
RAFN | Depuy-Synthes | 3; 均为 横向的; 远端孔可用螺旋刀片. | 是的-远端螺钉/尾帽 | 65 mm | 1.5m | 12 mm |
T2 Supracondylar Nail (SCN) | Stryker | 4 螺钉; 2 横向的, 2 倾斜的; 可使用 2 髁螺栓/螺母 | 是的-远端螺钉/尾帽 | 32 mm | 2.0m | 12 mm |
Meta-Nail | Smith and Nephew | 3 螺钉; 1 横向的 和 2 倾斜 | 是的-远端螺钉/尾帽 | 40 mm | 2.0m | 12 mm |
Phoenix | Biomet | 4; 2 横向的, 2 倾斜的 | 是的-远端螺钉/尾帽 | 38 mm | 1.8m | 12 mm |
Natural Nail | Zimmer | 4; 2 横向的, 2 倾斜的 | 是的-远端螺钉/尾帽 | 48 mm | 1.27m | 13 mm |
VersaNail | Biomet | 3 横向的 | 是的-远端螺钉/尾帽 | 54 mm | 2.2m | 12 mm |