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一文读懂系列:Z-效应,我们得谈谈。

 安徽审理 2022-03-03

   谈到Z-效应,首先得谈谈它的历史。

   众所周知,股骨转子间骨折选择髓内钉治疗,目前是主流形式。但是仅仅是髓 内钉都经过了许多更新换代,早期具有代表性的是Gamma钉,它可用于各类股骨转子间骨折,而且因为是半闭合操作,相对创伤小,保留了骨折血运,但是后来人们发现其存在着不少缺陷:例如钉尖部易形成应力集中,可导致应力骨折,而且股骨头颈内为单根拉力螺钉,抗旋转作用不足。

   在20世纪90年代,就出现了股骨近端髓内钉PFN,其针对Gamma钉的不足,进行了相应改变,主钉直径减少,不需要扩髓,缩短了手术时间,且近端置入2枚拉力螺钉,具有防旋作用,所以在1997年推出后,得到广泛的运用,在国内有的学者称其为短重建钉。随时国内又引入了经皮操作的股骨近端髓内钉Trigen(Sminth-Nephew).但是,人们在临床实践中发现股骨近端髓内钉出现了所谓的Z效应以及反Z效应

    那么,有学者就提出来有什么办法可以预防Z效应吗?

    众所周知,所谓 Z效应:就是近端拉力螺钉向近端移位(穿入髋臼),而远端拉力螺钉向远端移动(螺钉退出),那么我在置入上方螺钉时,可不可以选择较短的螺钉,而下方螺钉则选择长螺钉呢?

    听起来好有道理,那么可以吗?

  好了,事情远远不是如此。。。。。

  笔者通过使用Pubmed数据,搜索到21篇关于Z效应的文章,尝试对此问题做一个总结。

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在2002年,AO组织官方杂志-INJURY就发表一篇关于PFN治疗股骨转子间骨折的文章,我们来看:

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   在60名患者,只有48名患者随访4个月,共有7例患者出现并发症(14.5%):4例出现内固定切出,2例出现内固定下方骨折,1例患者在7个月后因延迟愈合而内固定失败。作者认为PFN是固定股骨转子下骨折的较好选择,也相信PFN在不稳定的股骨转子间骨折中的应用是非常令人鼓舞的。

   个人认为,并发症稍微有点高啊。。。。。

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随后在2002年,在德语骨科杂志《Unfallchirurg》出版了第一篇关于Z效应的文章:

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  作者在1998至1999年的这段时间内,用股骨近端髓内钉(PFN)治疗了70例患者的股骨近端骨折。这项回顾性分析的目的是评估术中和围手术期的并发症。制定了手术报告和麻醉记录表,并测量了所有患者X线片,并根据参数进行了评估。发现存在问题和并发症有18例(25.7%)。有7例患者的问题在术中得到解决(10.0%)。最常见的并发症是:5例(7.1%)出现的“ Z效应”和6例(8.6%)出现内固定切出,分析主要原因是存在髋内翻的复位不良(颈干角小于125度)。

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 同时本文也提出了 Z效应概念:近端拉力螺钉向近端移位(穿入髋臼),而远端拉力螺钉向远端移动(螺钉退出)。而本文分析原因是初始复位不良所致。而跟螺钉长短没关系!

再来,2004年。

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  作者选择了1999年6月至2003年2月,51例股骨近端不稳定股骨转子间骨折患者接受PFN系统髓内钉内固定。共有45例患者(女性28例,男性17例,平均年龄72岁),46处不稳定股骨转子周围骨折(21例31-A2,25例31-A3)可用于结果分析。随访12~30个月,平均20个月。最后一次随访时,进行临床评分,采用Salati和Wilson髋关节功能评分。术中髓内钉或螺钉的插入困难、骨折愈合、技术或机械并发症以及延迟愈合、骨不连和缺血性坏死也被记录。除1例因股骨头缺血性坏死改行全髋关节置换术外,其余患者骨折均牢固愈合。术中和随访期:技术和机械并发症发生率分别为41.3%和30.4%(4例中2例螺钉切出,4例出现“Z效应”1例出现反“Z效应”,2例内固定失败,均为长PFN内固定)。总的再手术率为28.8%。Salati和Wilson评分>25分者27例(60%)。作者分析:技术或机械并发症与骨折类型、手术技术和负重时间有关,而与PFN系统本身无关。此外作者也发现它们出现的5例Z效应病例中,这些患者都是不稳定的股骨转子骨折伴内侧皮质粉碎性骨折,术后骨折没有得到解剖复位。

2005年

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   作者分析出现的4个Z效应病例,他们注意到这些患者都是不稳定的股骨转子间骨折伴内侧皮质粉碎性骨折,而且手术后骨折非解剖复位,且近端螺钉放置过高,对Z效应现象可能的解释是,在下肢负重期间,当下方螺钉向后滑动时,上方螺钉则撞击髓内近端孔,这样近端骨折块和股骨头正常向后移动,而上方螺钉则从头部突出。

         在2005年,德语骨科杂志《Unfallchirurg》又出版了一篇关于Z效应的文章:

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 作者发现使用PFN治疗后,2例患者出现Z效应,并认为骨折解剖复位和选择正确的内固定位置是成功实现骨折愈合关键,粉碎性的股骨转子间骨折内固定失败的风险最高,老年患者的临床疗效不理想。

   接着2008年,2009年,2010年,陆续报道。。。。。。

    时间来到2011年。

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   本文纳入了3例股骨转子间骨折,采用两枚交锁螺钉的PFN治疗,结果演变为Z效应或反Z效应。作者认为Z效应和反Z效应的发生原因尚未完全阐明,但其主要原因可能是骨折出现内翻、严重的内侧粉碎性骨折、进钉点不当和骨质差。

   在2016年,Journal of Orthopaedic Surgery and Research杂志出版一篇《Load distribution between cephalic screws in a dual lag screw trochanteric nail》。

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  我想这篇文章应该影响了很多人,这篇讲了什么呢?

  不同的头螺钉位置可能会影响内固定和骨中的应力,从而影响内固定的失败,如Z效应,作者就建立了以头髓钉负荷为中心的股骨有限元模型。选择四种不同长度(90~105 mm)的螺钉。调查了骨和内固定的应力和应变,以及螺钉的相对运动。结果:股骨头下方螺钉长度越短,上方螺钉和股骨髓内承受的载荷越大,相对运动分析显示,下方螺钉在髓内钉发生滑动。作者得出结论:如果使用较长的下方螺钉,骨和内固定中的两个头螺钉之间的应力分布更加均匀。用较长的下头螺钉降低骨和内固定的应力。因此,双-头髓钉内装置固定股骨转子间骨折时,使用较长的下方螺钉的构型更可取。

作者推荐这种布钉方式:

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  那么是不是这样呢?

   2017年

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  作者对82例不稳定性股骨转子间骨折患者进行前瞻性研究。年龄在58岁到81岁之间的42名女性和40名男性参与了这项研究。AO31-A2(2.2,2.3)45例,AO31A3 37例(3.1,3.2,3.3)。骨折采用PFN固定,加用股骨转子至股骨头的下象限螺钉或环形钢丝加强股骨转子间外侧壁。结果:所有病例平均14.2周实现骨性愈合,发生并发症9例,Z效应1例。作者得出结论:加用螺钉或环形钢丝可稳定股骨转子间外侧壁,增加了结构的稳定性。

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2017年

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   作者调查了双拉力螺钉髓内钉系统术后Z效应的发生率及影响Z效应的危险因素。采用双拉力螺钉髓内钉治疗股骨转子下骨折103例,进行回顾性队列研究,发现Z效应发生率为9%,作者认为由于使用双螺钉系统,可能会增加螺钉次-优放置的风险,而防止Z效应的关键可能是上方拉力螺钉的最佳位置,如果将下方拉力螺钉放在中心位置,可能会导致上方拉力螺钉的最佳位置,但如果将下方拉力螺钉插入股骨距,则可以达到更好的骨性锚定,从而防止螺钉切出。Strauss等人在他们的生物力学研究中建议,对于股骨转子间骨折合并明显的内侧皮质粉碎性骨折,避免使用双拉力螺钉的股骨髓内钉。

总结一下:

  1.就目前文献来看,Z效应的发生主要集中在以PFN代表的双钉结构中,而且主要是针对于治疗股骨转子间骨折出现的。

  2.目前对于PFN治疗股骨转子间骨折后出现的Z效应的原因包括:骨折没有得到解剖复位(前内侧骨折块没有得到复位、外侧壁破裂)、骨量较差、进钉点不当,而并非是螺钉构型(上方螺钉短、下方螺钉长)。

  我想,医学的进步总是这样曲折而蜿蜒,从早期的单钉结构(Gamma)到双钉(PFN),再回到单钉(PFNA),目前又回到双钉(intertan),近20年的文献复习,一整晚盯着显示屏,脖子酸,腰疼,但是,我很开心,因为路漫漫其修远兮,吾将上下而求索!

参考文献:

1.Banan H, Al-Sabti A, Jimulia T, Hart AJ. The treatment of unstable, extracapsular hip fractures with the AO/ASIF proximal femoral nail (PFN)--our first 60 cases. Injury. 2002;33(5):401‐405. doi:10.1016/s0020-1383(02)00054-2

2.Werner-Tutschku W, Lajtai G, Schmiedhuber G, Lang T, Pirkl C, Orthner E. Intra- und perioperative Komplikationen bei der Stabilisierung von per- und subtrochantären Femurfrakturen mittels PFN [Intra- and perioperative complications in the stabilization of per- and subtrochanteric femoral fractures by means of PFN]. Unfallchirurg. 2002;105(10):881‐885. doi:10.1007/s00113-002-0416-5

3.Tyllianakis M, Panagopoulos A, Papadopoulos A, Papasimos S, Mousafiris K. Treatment of extracapsular hip fractures with the proximal femoral nail (PFN): long term results in 45 patients. Acta Orthop Belg. 2004;70(5):444‐454.

4.Papasimos S, Koutsojannis CM, Panagopoulos A, Megas P, Lambiris E. A randomised comparison of AMBI, TGN and PFN for treatment of unstable trochanteric fractures. Arch Orthop Trauma Surg. 2005;125(7):462‐468. doi:10.1007/s00402-005-0021-5

5.Hohendorff B, Meyer P, Menezes D, Meier L, Elke R. Behandlungsergebnisse und Komplikationen nach PFN-Osteosynthese [Treatment results and complications after PFN osteosynthesis]. Unfallchirurg. 2005;108(11):. doi:10.1007/s00113-005-0962-8。

6.Pires RE, Santana EO Jr, Santos LE, Giordano V, Balbachevsky D, Dos Reis FB. Failure of fixation of trochanteric femur fractures: Clinical recommendations for avoiding Z-effect and reverse Z-effect type complications. Patient Saf Surg. 2011;5:17. Published 2011 Jun 22. doi:10.1186/1754-9493-5-17

7.Henschel J, Eberle S, Augat P. Load distribution between cephalic screws in a dual lag screw trochanteric nail. J Orthop Surg Res. 2016;11:41. Published 2016 Apr 1. doi:10.1186/s13018-016-0377-y

8.Gadegone WM, Shivashankar B, Lokhande V, Salphale Y. Augmentation of proximal femoral nail in unstable trochanteric fractures. SICOT J. 2017;3:12. doi:10.1051/sicotj/2016052

9.Smeets SJM, Kuijt G, van Eerten PV. Z-effect after intramedullary nailing systems for trochanteric femur fractures. Chin J Traumatol. 2017;20(6):333‐338. doi:10.1016/j.cjtee.2017.05.002

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