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最新技术:股骨远端骨折的双钢板固定

 何东生 2023-01-31 发布于江西



  • 对于复杂的股骨远端骨折,单侧锁定加压钢板或逆行髓内钉可能无法实现骨折愈合的稳定环境。
  • 当前文献中已介绍了各种类型的双固定结构。双钢板结构和钉钢板结构是治疗股骨远端骨折的两种常见的双固定结构。
  • 在股骨远端粉碎性骨折、股骨远端骨折伴内侧骨缺损、假体周围骨折和股骨远端不愈合的研究中,采用了双固定结构。
  • 许多病例系列报告了股骨远端骨折双钢板固定的愈合率普遍较高,功能结果令人满意。
  • 在这篇综述中,我们介绍了股骨远端骨折双固定结构的最新技术,重点是双钢板和钢板钉结构。


股骨远端骨折占所有股骨骨折的3-6%,粉碎性骨折的比例低于10%。患有股骨远端骨折的人群年龄越来越大,超过一半发生在60岁以上的患者中。逆行髓内钉(rMN)和侧锁加压钢板(LCP)是治疗股骨远端骨折的常用手术方法。锁定钢板后的愈合困难并不罕见。不愈合率高达19%,植入失败率高达20%。根据粉碎程度、患者特征、翻修历史以及假体的可能介入程度,股骨远端骨折可能是具有挑战性的损伤,其死亡率和共病率与股骨近端骨折相当。

高能量损伤经常导致严重的干骺端粉碎、骨折延伸到关节表面、严重的骨缺损或远端短段,偏心载荷可能导致内翻,导致硬件故障和不连接。老年患者的骨折通常伴有骨质疏松,其中植入物锚固不足和螺钉购买不当可能会阻碍稳定性。对于假体周围骨折,随着假体植入物周围骨折的持续,剩余的小骨存量极大地限制了髁区螺钉的固定,并可能导致随后的不稳定性,而这些患者经常遇到的骨质量差会使这种情况恶化。此外,由于股骨远端骨折的老年患者越来越多,患者依从性有限和术后部分负重能力不足是越来越重要的因素。限制术后负重可以延长恢复期,增加并发症风险,并对患者的生活质量产生负面影响。

外科医生面临的挑战仍然是提供稳定的固定以支持生理负荷,直到愈合,同时允许愈伤组织形成所需的微动。在某些复杂的临床情况下,单侧LCP或rIMN可能无法达到这种平衡,这些都鼓励了双固定结构的发展。目标是通过提供稳定的愈合微环境来降低失败率,该微环境允许早期或立即的运动和负重范围。在这篇综述中,我们介绍了复杂股骨远端骨折的双固定结构的最新技术,例如年轻人群中的高能开放性骨折、老年人骨质疏松性骨折或假体周围骨折,重点是双钢板和钢板钉结构。


双板结构

1、基本原理和生物力学研究:

添加另一块锁定钢板的理由是,在复杂的股骨远端骨折中使用单块外侧钢板固定可能会造成不稳定的环境,从而导致不愈合或硬件故障,更刚性的固定(如双钢板)在足够长的时间内提供更好的稳定性,以允许股骨远端骨折(伴有广泛干骺端粉碎)、骨质疏松性骨折以及高能或开放性骨折的骨愈合。支持使用双钢板的生物力学证据来自使用粉碎性关节外骨折(AO基金会/骨科创伤协会33A3型)、粉碎性关节骨折(33C型)和假体周围股骨远端骨折模型的研究。

Fontenot等人报道,在33C型骨折模型中,当将内侧结构板添加到单个外侧板上时,轴向载荷下的刚度显著增加了70%。双板结构的扭转刚度是单侧板的2.6倍,比rIMN高5.4%,双板结构的平均失效载荷和结构存活率显著高于单侧板结构,固定稳定性也得到改善,双钢板在轴向和扭转载荷下的位移阻力大于单钢板在假体周围股骨远端骨折模型中,在弯曲和压缩载荷下,骨折间隙运动减少至总骨折尺寸的4.3%。这种运动水平被认为可以优化减少骨折间隙的二次骨折愈合。

2、双钢板治疗股骨远端骨折:

目前大多数股骨远端骨折双钢板治疗的临床研究是回顾性的或前瞻性的病例系列;很少有对比双钢板和单钢板的对照研究(表1)。已经使用了各种手术方法,大多数研究都涉及在外侧钢板之外放置内侧钢板,Ziran等人的研究使用了额外的前板。

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粉碎性骨折是外科医生在股骨远端骨折中选择双钢板的主要原因(表1)。Sanders等人报道了第一个股骨远端粉碎性骨折双钢板的回顾性病例系列。除了外侧的非锁定髁支撑板外,如果术中测试显示膝关节屈曲和伸展期间以及膝关节施加内翻和外翻载荷期间有运动,他们还应用了带骨移植的内侧板,他们得出结论,内侧皮质粉碎、远端髁状突短碎片和干骺端骨丢失是双钢板的适应症。Bai等人还使用术中内翻压力测试阳性作为双钢板的指征。Swentik等人对软组织损伤的程度、粉碎的严重程度和节段性干骺端缺损的存在进行了术中评估,Dugan等人使用双钢板治疗具有大骨缺损的开放性股骨髁上骨折。

表2显示了双层钢板的案例系列的主要结果,意外联合率为66.7至100%。Steinberg等人报告了骨折愈合的最短时间,其中除两个骨折外,所有骨折均在平均12周时通过X线片愈合,在11周时通过临床愈合;然而,该研究包括一些非粉碎性骨折。Metwaly等人的研究中,平均愈合时间最长(9个月),其中仅包括患有孤立性粉碎性骨折(33C2/3型)的骨质疏松老年患者。由于内侧皮质支柱的功能丧失,骨质疏松性骨的内侧柱愈合的可能性较小。在这些患者中补充内侧钢板可提供额外的稳定性,防止内翻塌陷。

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Sanders等人制定了评估功能结果的量表,该量表包括五个参数:膝关节活动范围(ROM)、疼痛、畸形、行走能力和重返工作岗位。功能结果分为优秀、良好、一般或较差。使用该量表,Sanders等人在其病例系列中报告,56%的患者功能良好,44%的患者功能正常。膝关节僵硬是导致功能结果良好和较差的主要原因,也是一系列开放性骨折的主要问题,严重骨缺损采用双钢板治疗,使用更先进的钢板技术的研究报告了更好的膝盖运动。三个病例系列报告无并发症。五个病例系列报告了患者层面的并发症发生率。Khalil和Ayoub(30岁)通过改良的Oleurud可伸展入路使用双钢板治疗股骨远端粉碎性骨折。33%的患者出现延迟愈合,50%的患者报告了与手术相关的并发症,包括伤口延迟愈合、表面感染和胫骨结节截骨术延迟愈合。Steinberg等人和Imam等人报告并发症发生率约为20%,Swentik等人将微创钢板接骨术(MIPO)用于内侧钢板,11名患者中仅报告了2例并发症(18.2%)。

表3显示了对照研究的主要结果,包括各种类型的股骨远端骨折。Zhang等人报道了一项随机对照研究,比较了32名33A2/3型骨折患者的外侧和内侧双钢板与单外侧钢板,关于随机化序列的产生和隐藏以及盲法的详细信息没有报道。两组在愈合时间、并发症发生率、膝关节ROM和Neer膝关节评分方面无显著差异。两组的平均结合时间均为17周。

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回顾性研究中,双钢板和单钢板之间的比较可能存在偏差,因为双钢板患者的临床情况更为复杂。Bai等人发现,双钢板组更经常需要骨移植,但两组在骨愈合时间和功能结果方面没有显著差异。Sun等人报告两种治疗的愈合率均>90%,愈合时间或膝关节功能无显著差异。相比之下,Bologna等人发现,钢板组的愈合率(100%vs 30.8%)明显更高,愈合时间更短(7周vs 12.5周)在内侧皮质不连续和不完整的患者中,双钢板与单钢板相比,可显著缩短骨愈合时间,改善膝关节功能。

3、股骨假体周围远端骨折的双钢板治疗:

假体周围骨折可能对稳定的固定构成重大挑战,骨折线有时被假体覆盖。由于缺乏标志物,很难获得精确的解剖复位,膝盖周围的血液供应可能受损,局部骨质疏松是常见的。全膝关节置换术(TKA)的股骨组件在生物力学上削弱了周围的股骨髁上区域。在这种情况下,双重钢板可以将骨折碎片保持在原位,直到形成老茧,并提供足够的稳定性。图1显示了一位87岁的女性,她在一次简单的跌倒后,左侧股骨远端骨折并内侧粉碎。患者接受了外侧和内侧双钢板治疗,1年后骨折愈合,植入物原位稳定。

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图1一位87岁女性的常规X光片(A,由于技术困难,仅在一架飞机上)。CT扫描显示远端多骨折假体周围关节外股骨骨折伴内侧粉碎,伴有严重骨质疏松,皮质骨薄,小梁稀疏。由于患者的骨折模式、骨质量差、肥胖和依从性受损,决定使用双侧4.5 mm VA-LCP髁板和内侧小钢板的双钢板技术,允许从两侧将许多螺钉插入远端关节部分(B)。在前方应用外固定器后,经皮应用4.5 mm VA-LCP髁板,并用与关节平行的标称螺钉初步固定。使用Whirly Bird装置(C)将钢板近端压缩至骨。用锁定连接板将长板近端固定在轴上。然后,对第二个直的3.5 LCP进行预处理(弯曲、扭转),并通过微创远端入路向内侧应用。近端的两颗螺钉经皮插入(D)。术后X光片显示骨折复位良好且排列整齐,用两块钢板桥接干骺端粉碎物使骨折稳定。侧弯钢板在前后视图和侧视图中均居中,远端钢板中的所有螺钉均以标称角度或接近标称角度定向。考虑到患者的年龄和合并症(如痴呆症),允许她使用助行器(e)负重。1年后,骨折愈合,植入物原位稳定。她恢复了受伤前的行走(F)。

Cicek等人回顾了22例初次TKA术后Su III型假体周围股骨远端骨折的骨质疏松患者(表1和20名(91%)患者在平均18.5周时实现了X线结合。生理性外翻矫正持续进行,未发现内翻畸形,表明内侧板提供了抵抗内翻应力的能力,这导致了患者的早期动员和康复。平均无疼痛负重时间为4.9个月,只有两名(9.1%)患者因不愈合和复位损失而需要翻修。Beeres等人最近的一项研究使用了股骨腹内侧螺旋形钢板的MIPO。螺旋板预先在标准股骨锯骨上进行了切割。在他们的6名股骨远端假体周围和假体间骨折患者中,5名患者实现了术后直接完全负重,平均9个月时进行了射线照相巩固。

4、股骨远端不愈合和畸形愈合的双钢板治疗:

Holzman等人假设,单个侧板产生了不稳定的微环境,导致不愈合。他们回顾了23例通过额外的内侧锁定钢板和自体骨移植与外侧钢板原位处理的不愈合,或者在感染性不愈合或外侧钢板失败的情况下,放置新的外侧钢板(表1)。他们的治疗算法在12个月内实现了95.2%的放射治疗结合率(表2)。19名(95%)X线联合患者恢复了完全或部分负重。六名(30%)患者出现并发症,包括一名持续性不愈合、四名有症状的硬件和一名浅表伤口破裂。

相比之下,Rajasekaran等人承认股骨远端不愈合的多因素性质,他们的逐步治疗算法基于四个参数:股骨远端骨存量、骨折对齐、中间空隙和固定稳定性。在翻修固定和对齐矫正后,只有当内侧缺损>2cm时,才需要使用额外的内侧钢板和骨移植来机械恢复内侧连续性。在使用该算法治疗的62名患者中,有6名患者接受了额外的内侧板和骨移植。两名患者在6个月内愈合,4名患者在7个月内。膝关节ROM范围为105°至110°。Beeres等人在5名因骨不连和硬件故障而需要再次手术的患者中,在股骨腹内侧应用了额外螺旋形钢板的MIPO。该技术允许术后立即部分负重。四名患者在平均16周后实现完全负重。

He等人的前瞻性研究招募了15名股骨远端骨折手术后股骨远端内翻畸形愈合的患者,内翻畸形的矫正是通过股骨远端内侧开放楔形截骨术。在内侧放置6孔或8孔LCP以支撑开放的截骨间隙,然后在侧面放置额外的10孔或更长的LCP或侵入性较小的稳定系统。侧板充当固定角度装置,以抵消截骨术产生的大部分不稳定性。稳定性的改善使计划的负重时间在8至12周之间,并防止矫正失败。在所有患者中,内翻和屈曲对齐不良以及肢体差异均得到充分纠正。骨愈合在平均4.1个月内实现。患者在24个月时的平均膝关节ROM为3.4–112.55°,也取得了良好的功能结果,无固定失败或二次手术记录。

5、双钢板问题:
尽管患者和骨折特征以及所采用的手术技术存在显著的异质性,但大多数研究得出结论,在某些复杂的临床情况下,双钢板增加了固定结构的刚性,促进了移植物嵌塞,防止了内翻塌陷,并促进了愈合而不减少复位。双层钢板的主要问题是进一步的软组织剥离和骨膜血液供应受损,这可能会导致更高的感染风险。然而,最近的一项尸体研究表明,额外的内侧钢板不会导致股骨远端的明显断流。大多数血管损伤仅发生在外侧钢板上。额外的内侧钢板仅导致动脉贡献额外减少4.2%,而单个外侧钢板的动脉贡献减少21.2%。软组织剥离的量可以通过更微创的手术来限制,以避免过度的疤痕形成和膝盖僵硬,尸体研究证明了股骨内侧MIPO的安全性和可行性。当在股骨远端60%长度处进行手术时,从大转子尖端到膝盖外侧关节线测量时,股浅动脉或股深动脉没有破裂。少数研究已将MIPO用于内侧钢板,并报告没有明显增加血管损伤的风险。

双层钢板的另一个主要问题是:过多的结构刚度可能会导致愈合延迟或不愈合。可通过选择合适的钢板尺寸来调整结构刚度,以平衡固定,小碎片钢板最常用作中间钢板。通常的做法是在胫骨近端使用带有小碎片钢板的双钢板,考虑到胫骨近端和股骨远端之间的膝关节负荷转移,这种钢板技术在股骨远端也是足够的;然而,这仍然是一个假设,需要进一步研究。

钉板结构

1、基本原理和生物力学研究:

钢板的另一种选择是钉板结构,它包括放置rMN和补充侧板。尽管对手术顺序没有共识,但在目前的所有研究中,首先插入rMN,然后放置侧板。Liporace和Yoon假设放置rMN首先使股骨的承重轴向内侧移动,并靠近股骨的解剖轴。横向锁定板提供了额外的稳定性。通过将钉和钢板向远端连接,同时跨越股骨的整个长度,力在骨和植入物之间更平稳地传递。这种结构提供了稳定性和微运动的平衡,最大限度地提高了治愈和早期恢复功能的可能性。图2显示了一位84岁的女性,她左侧假体周围远端股骨骨折,并通过钉板结构成功治疗。

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图2:受伤的X光片。由于蝶形骨碎片,内侧柱缺失。有一条低侧柱“逃逸”骨折线,很难用侧板固定(a)。在恢复冠状面和矢状面对齐后,使用VA-LCP髁板固定对齐和轴。螺钉被放置在钉子的路径之外。单皮质螺钉置于骨干(B)。放置逆行股骨髓内钉。内侧皮质替代物被指甲覆盖(C)。术后成像。手术后,患者可立即进行耐受性负重(D)。术后4个月随访X光片(D)。

在33A3型股骨骨折模型中,在扭转和轴向载荷作用下,钉板结构比侧板或rMN单独更耐移位。在33C型股骨骨折模型中,钉和钢板的失效循环次数最多,尽管不优于双钢板结构,但明显优于单侧板。

2、钉板结构的临床研究:

几个病例系列在不同的临床情况下使用了钉和钢板结构,并报告了总的高愈合率。Liporace和Yoon使用钉和钢板结构对6名天然股骨远端骨折患者和9名假体周围股骨远端骨折的患者进行了一期骨折固定。除了一名患者死于无关的共病外,所有骨折都继续愈合。患者能够立即承受体重,并且所有患者都保持活动状态,主要是使用辅助设备,没有硬件故障,两名患者出现并发症。一名天然骨折患者随后接受了与固定结构无关的同侧TKA,一名患者的浅表伤口感染通过口服抗生素得以解决。

Knabur等人发表了一份关于假体周围骨折钉板结构的技术指南和案例系列,患者要么骨质疏松,要么超重/肥胖,要么两者兼有。骨折采用静态锁定的rMN和侧向扩张至扩张锁定钢板治疗,无需自体移植或同种异体移植。患者被限制负重约4周,然后进行部分负重,平均随访20.6个月后,所有患者均接受了X线检查,能够独立行走或使用辅助设备行走。Hussain等人将钉板结构应用于9名全髋关节置换术和TKA之间股骨远端非粉碎性骨折患者,术后立即使用助行器负重。所有骨折均在平均20周时愈合,内翻/外翻角度在生理限度内。5名(56%)患者保持了伤前的独立水平,4名(44%)患者失去了一个独立水平,仅一例术后深静脉血栓形成被认为是安全的。

几个病例系列已经证明了在原位rMN中补充外侧板治疗股骨不愈合的有效性,这些研究中股骨不愈合的数量从5到25不等。所有研究均报告了100%的愈合率,平均愈合时间为3.9至7.3个月。Birjandinejad等人的最大系列回顾了38例患者,包括25例股骨不愈合和13例胫骨不愈合。所有股骨不愈合和除两个胫骨不愈合外的所有胫骨不愈合在平均4.78个月时实现愈合。最近的一个病例系列报告了10名股骨远端不愈合患者的最短平均愈合时间(3.9个月),这些患者采用钉板结构和自体骨移植治疗。在这项研究中,8名(80%)患者在修复后能立即耐受负重;其余两人分别在8周和12周时开始负重。没有失准,唯一的并发症是两名患者的伤口感染。

3、钉板结构的优点和局限性:

少量研究表明,钉板结构可能是治疗天然和假体周围股骨远端骨折以及股骨远端不愈合的可行选择。与双钢板相比,钉板结构可减少软组织损伤和失血,从而降低感染风险。该结构允许在骨折部位进行更平滑的负荷转移,在某些情况下,允许术后立即负重。这可能会对患者的生活质量产生显著的积极影响。由于假体组件的存在通常会降低骨质量,因此钉板结构对于假体周围骨折尤其有利。

与双层钢板相比,钉和钢板结构的一个潜在优势是,如果需要,在钉的存在下,可以在完全愈合之前移除侧板。尽管如此,在关节粉碎的情况下,双钢板仍然比钉和钢板结构具有优势。此外,在膝关节假体存在的情况下,可能无法插入rMN。只有当膝关节组件具有开口盒且rIMN必须在原位符合膝关节组件髁间切口的尺寸时,钢板和钉结构才可行。通过互锁螺钉将指甲与钢板连接的潜在益处正在讨论中,需要进一步研究。假设是,如果钉和钢板之间存在连接,则钉和钢板间的载荷分布更加均匀,这可能有利于骨折愈合,并避免其中一个装置的过早结构失效。


其他双固定结构

在一些病例系列中使用了双固定结构的其他变体,Bergin等人在10名伴有广泛骨丢失和不愈合重建的复杂骨折患者中,除了使用外侧骨外钢板外,还使用了骨内钢板,其中7名患者位于股骨远端。将骨内钢板置于骨折、缺损或不愈合的中心位置后,将骨外钢板定位并稳定。将骨内板压向内侧皮质,为内侧柱提供额外支撑。这两块板是互锁的,它们的距离决定了建筑的极限强度。这项技术可能在技术上要求很高,而且耗时,但结果令人满意。八(80%)个骨折在没有进一步干预的情况下愈合,两(20%)个骨折分别在一次额外手术后愈合。

Spitler等人使用与外侧锁定板互锁的髓内棒来补偿股骨内侧皮质的结构缺陷,该构造可以采用板优先或杆优先技术。在他们的系列研究中,8名急性骨折患者中的7名和8名不愈合患者在没有计划外再次手术的情况下治愈。Carnavos等人使用rMN和压缩髁螺栓的组合治疗关节内股骨远端骨折,在rIMN之前插入压缩螺栓以固定髁间骨折。所有骨折均在中位15周时顺利愈合,术后平均6.35周开始部分负重,14.6周开始完全负重。


结论和展望

1、总结:

对于复杂的股骨远端骨折和不愈合,越来越需要双固定结构,在这种情况下,单靠侧板或rMN不足以维持愈合所需的稳定性,这一趋势是由日益老龄化的人口和高活动需求推动的。双钢板固定结构的高承载能力提供了促进愈合的稳定微环境,并允许早期或立即负重,这对那些不能遵循部分负重方案的患者尤其有吸引力。目前文献中介绍的各种类型的双固定结构已显示出良好的临床结果,如高愈合率和令人满意的功能,双钢板固定的概念很有希望,但需要进一步研究。

2、展望:

目前的大多数研究都是病例系列和回顾性设计,由于缺乏可供选择的治疗方法,因此很难确定可从双固定结构中获益的骨折或不愈合类型,也很难确定满足临床情况需要的合适结构,未来的前瞻性对照研究应包括高危患者,并比较各种可用的治疗方法。他们还应标准化甚至比较可能影响结果的手术方法和辅助治疗的使用,特别是骨移植的使用。

在选择双固定结构和器械尺寸时必须考虑的一个因素是,由于固定结构附近的潜在应力升高,植入物周围骨折的风险。每个双固定结构都需要“充分”平衡,以促进骨愈合,在这方面,“适当”的含义需要社区进一步澄清和达成共识。由于载荷是通过两个装置传递的,这些装置的尺寸以及在钉板结构的情况下,它们之间的连接决定了哪个装置传递了多少载荷以及失效模式。未来的发展还涉及解剖形状和适合双固定结构的植入物,例如用于双钢板的专用股骨远端内侧钢板、作为单钢板的远端内侧钢板或用于股骨远端骨折的专用钉板结构。

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