动力髋螺钉、股骨近端防旋髓内钉和第3代Gamma钉置入内固定后生物力学性能与临床效果的比较

doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.48.012

摘要/Abstract

摘要：

背景：如何选择最适合的内固定方法治疗复杂的股骨转子间骨折，是骨科医生经常面临的问题。
目的：比较动力髋螺钉、股骨近端防旋髓内钉、Gamma3三种内固定器械的生物力学性能和临床疗效。
方法：制作18具成人股骨标本制成转子间骨折模型，以动力髋螺钉、Gamma3、股骨近端防旋髓内钉固定，用实验应力分析方法，比较其生物力学性能。另外回顾分析392例股骨转子间骨折患者采用以上3种内固定方法的临床效果。
结果与结论：应力分析结果证明，Gamma3和股骨近端防旋髓内钉的力学性能优于动力髋螺钉(P < 0.05)，Gamma3与股骨近端防旋髓内钉无明显差别。临床试验结果显示，动力髋螺钉组患者术中平均失血量最多、内固定后并发症发生率最高(P < 0.05)。内固定后髋关节早期Harris评分股骨近端防旋髓内钉组和Gamma3组优于动力髋螺钉组(P < 0.05)，远期评分3组差异无显著性意义(P >0.05)。提示A2型骨折不推荐使用动力髋螺钉；A2型伴随明显骨质疏松和A3型应采用股骨近端防旋髓内钉或Gamma3。股骨近端防旋髓内钉、Gamma3内固定器械生物力学性能优良，临床证实是目前比较理想的方法。

关键词: Gamma3, 股骨近端防旋髓内钉, 动力髋螺钉, 股骨转子间骨折, 生物力学, 内固定

Abstract:

BACKGROUND: How to choose an appropriate internal fixation method for the treatment of intertrochanteric fracture of femur is a common problem in clinic.
OBJECTIVE: To compare the biomechanical functions and clinical effects of dynamic hip screw (DHS), proximal femur nail antirotation (PFNA) and the third generation Gamma nail (Gamma3).
METHODS: A total of 18 fresh specimens of proximal femur were prepared into models of intertrochanteric fracture, which were fixed with DHS, PFNA and Gamma3. The different internal fixation methods were tested and proved by means of experiment stress analysis. Clinical effects of 392 cases of intertrochanteric fracture of femur undergoing fixation with the above three methods were retrospectively analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: The stress analysis proved that the biomechanical functions of Gamma3 and PFNA were better than DHS (P < 0.05). There was no obvious difference between Gamma3 and PFNA. The DHS group had the most average intraoperative bleeding and greatest incidence of complications related with internal instrument (P < 0.05). The Harris score of the PFNA and Gamma3 groups in earlier period was better than the DHS group (P < 0.05). There was no obvious difference in the long-term scores between the three groups (P > 0.05). DHS is not recommended for the treatment of the type-A2 intertrochanteric fractures. PFNA and Gamma3, which present excellent biomechanical nature and clinical effects, especially are suitable for the osteoporotic patients of type-A2 or type-A3 intertrochanteric fractures.

中图分类号:

R318

钱忠来，徐耀增，王现彬，耿德春，唐天驷. 动力髋螺钉、股骨近端防旋髓内钉和第3代Gamma钉置入内固定后生物力学性能与临床效果的比较[J]. 中国组织工程研究, 2010, 14(48): 8974-8979.

Qian Zhong-lai, Xu Yao-zeng, Wang Xian-bin, Geng De-chun, Tang Tian-si. Comparison of biomechanical and clinical effects among dynamic hip screw, proximal femur nail antirotation and Gamma3[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2010, 14(48): 8974-8979.

参考文献

引言

材料方法

讨论

股骨转子间骨折多发于老年人，常合并有骨质疏松，多为粉碎性，手术后易发生内置物松动、髋内翻、头颈切割等并发症；且高龄患者多合并慢性疾病，脏器功能低下，对手术的耐受性差，应选用失败率低的内固定方法；另一方面，对于逆转子间骨折及波及到转子下的骨折，在使用DHS治疗时传统的髋部拉力螺钉没有通过其骨折线，滑动加压不仅不能消除骨折端复位不良或骨质吸收所留下的空隙，反而促使骨折端分离，而且髓外固定情况下压应力不能通过股骨矩传导，内固定物上应力集中，明显增加了DHS的失败率^[5-7] 。Windolf等^[8]报道其失败率高达56%。因此一些学者建议使用髓内固定来治疗这类骨折，从生物力学角度上讲，位于头颈部的拉力螺钉与位于股骨髓腔内的主钉能够提供坚强的支撑，同时减少了内固定物所受的张应力^[9-11] 。文献报道髓内装置治疗逆转子间骨折并发症的发生率为8.3%^[12] ，有研究随访43例使用长的Gamma钉治疗的转子间伴有转子下骨折的患者，无不愈合，无感染、螺钉的切出及内固定的断裂^[3] 。
DHS是临床常用的内固定系统之一，其为髓外固定，力臂长，弯矩大。在固定A2型不稳定骨折时，因不能通过股骨矩传递压应力，应力集中在内固定上，故常发生螺钉弯曲现象^[13] 。Abalo等^[14]认为DHS虽然有动静力加压作用且结构牢固，但它无有效的抗旋转作用。PFNA和Gamma3为中心性固定，力臂短，负荷通过内固定物传递到骨折远端，且Gamma3和PFNA都采用了防止切割股骨头，增加把持力和防旋设计，在骨折端起到了有效的抗旋转作用，达到了坚强内固定的目的，利于早期功能锻炼^[15-17] 。而且临床实践证明髓内固定较髓外固定更符合微创原则。本文经生物力学测试后证实，对于各型股骨转子间骨折，髓内固定的抗压缩、抗破坏能力、股骨头的抗变形能力及抗扭力学性能(数据未列出)均明显好于髓外固定^[18-20] 。DHS能提供超过体质量4倍的极限载荷，而PFNA和Gamma3能提供超过体质量6倍的极限载荷(以平均体质量60 kg为标准)，均能为功能锻炼提供较坚强的固定^[21]。Rydell^[22]报道步行时股骨头承担的负荷为体质量的2.5倍，爬楼梯时刻增加到体质量的7倍，因此DHS术后功能锻炼时需要采取一定的保护，避免过早下地负重；而本文表明PFNA和Gamma3失效载荷较大，允许内固定后早期下地部分负重。
Strauss等^[23]认为治疗骨质疏松性不稳定骨折时，螺旋刀片型拉力螺钉比标准的滑动髋螺钉具有生物力学优势。本文认为具有螺旋刀片型拉力螺钉的PFNA比具有标准髋螺钉的Gamma3具有生物力学优势，但两者无明显差别，究其原因螺旋刀片不需要先行钻孔，而是直接捶击方式打入股骨头颈内，减少松质骨的丢失。更重要的是，螺旋刀片打入骨质时挤压周围的松质骨，使本来较疏松的松质骨变得更加密集、扎实，移除的骨量少，抗拔除力明显提高。螺旋刀片的骨质通道为长方形，不是螺钉旋入时的圆形，加上螺旋刀片锁定后自身不再旋转，因此有较好的抗旋转作用，有效防止了股骨头的旋转，也不易自行退钉^[24] ，而标准的髋螺钉并没有这种优势^{[9, 25]} 。
左立新等^[26]将直接影响手术成败的骨质疏松程度引入指导高龄转子间骨折治疗方法选择和术后评估。Singh指数作为临床常用的骨质疏松程度评估方法研究结果显示三部分、四部分骨折、Singh指数在4级以下者, 采用DHS、PFN内固定失败率分别为61.49% 和27.95%。王建辉等^[27]对分别用PFN和DHS治疗股骨转子间骨折患者106例和115例分析，结果显示DHS组的术中、术后并发症为16.5%，明显高于PFN组(7.5%)，认为除了与患者骨质疏松、患肢过早负重有关之外，与骨折端存在潜在旋转性及剪切力有关，PFN防旋螺钉的设计降低了该并发症的发生。
3种治疗方式在长期的临床疗效方面无明显差异，使用PFNA和Gamma3，患者术后能立即负重行走，这明显降低了住院期间并发症的发生率，早期的临床疗效优于使用DHS治疗的患者。A1型稳定性骨折，DHS组并发症的发生率与PFNA组和Gamma3组相仿，3种内固定均可选择；A2型不稳定性骨折，DHS组并发症的发生率明显高于PFNA组和Gamma3组，不推荐使用DHS；A3型逆转子间骨折，DHS组并发症的发生率高达56%，不适合DHS。
PFNA和Gamma3生物力学性质优良，对各型股骨转子间骨折都能提供牢靠固定、早期临床疗效优于传统DHS，尤其对于合并骨质疏松的A2和A3型股骨转子间骨折应作为首选^[28-30] 。

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