吳曉明 王秋根

·述評(píng)·

建立肱骨近端骨折內(nèi)固定模型中值得商榷的一些問題

吳曉明 王秋根

肱骨骨折,近端；內(nèi)固定；模型

肱骨近端骨折是常見的老年骨質(zhì)疏松性骨折,隨著人口結(jié)構(gòu)的老齡化和預(yù)期壽命的延長(zhǎng)，其發(fā)病人數(shù)呈快速上升趨勢(shì)[1]，但是無移位或輕微移位骨折在整個(gè)肱骨近端骨折中下降了近50%[2]。保守治療對(duì)移位肱骨近端骨折療效差[3]。近年來對(duì)移位肱骨近端骨折患者進(jìn)行手術(shù)治療的比例在歐美國(guó)家逐年上升[4]。切開復(fù)位鎖定鋼板內(nèi)固定治療移位肱骨近端骨折的總體療效優(yōu)于人工關(guān)節(jié)置換術(shù)[5]。

然而鎖定鋼板治療骨質(zhì)疏松性肱骨近端骨折并發(fā)癥發(fā)生率高。相當(dāng)比例的并發(fā)癥形成原因與內(nèi)固定失效有關(guān)，表現(xiàn)為：(1)鎖定鋼板難以對(duì)抗肩袖牽拉產(chǎn)生的持續(xù)內(nèi)翻應(yīng)力，術(shù)后易出現(xiàn)繼發(fā)性肱骨頭內(nèi)翻移位，導(dǎo)致螺釘穿出肱骨頭，肩胛盂磨損；(2)鎖定鋼板的螺釘作用方向與肩袖作用力平行，單獨(dú)使用螺釘難以有效固定大結(jié)節(jié)骨折，術(shù)后大結(jié)節(jié)畸形發(fā)生率高[6-8]。

在理論上隨著內(nèi)固定作用部位的內(nèi)移，中心固定的髓內(nèi)釘較偏心固定的鋼板具有更好的抗內(nèi)翻移位的能力[9-10]。但是分析現(xiàn)有的文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，二者治療肱骨近端骨折的總體療效相似，近端鎖定型肱骨交鎖髓內(nèi)釘未能有效降低并發(fā)癥的發(fā)生率[11]。迄今為止對(duì)如何治療骨質(zhì)疏松性肱骨近端骨折仍缺乏共識(shí)。

最近的醫(yī)工交叉結(jié)合研究的熱點(diǎn)是通過生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)不同的內(nèi)固定器材的機(jī)械特性進(jìn)行檢測(cè)和比較，以客觀評(píng)判各自的優(yōu)劣，并論證什么是理想的治療骨質(zhì)疏松性肱骨近端骨折的內(nèi)固定器材[12]。但是如何設(shè)計(jì)和優(yōu)化生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法以便實(shí)驗(yàn)方案盡可能貼近臨床實(shí)際情況值得商榷。

現(xiàn)將原文作者在治療肱骨近端骨折中的一些體會(huì)結(jié)合文獻(xiàn)復(fù)習(xí)，本著求真務(wù)實(shí)的態(tài)度，就原文作者在文章中提及的一些觀點(diǎn)和方法展開討論。

一、建立與臨床實(shí)際情況接近的肱骨近端骨折模型

考慮到如果在實(shí)驗(yàn)中附加了大、小結(jié)節(jié)骨折后可能帶來的更為復(fù)雜的力學(xué)情況，所以常用肱骨近端骨折內(nèi)固定模型是通過在肱骨外科頸部位截骨以模仿2部分肱骨外科頸骨折，然后測(cè)試在僅依靠鋼板或髓內(nèi)釘固定的情況下肱骨頭和肱骨干之間的穩(wěn)定性。其優(yōu)點(diǎn)是通過簡(jiǎn)化骨折模型，在單一骨折線存在的前提下，測(cè)試斷端之間的軸向載荷、折彎載荷和扭轉(zhuǎn)載荷等應(yīng)力，實(shí)驗(yàn)的可行性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性好。為了模仿內(nèi)側(cè)距粉碎性骨折或復(fù)位不良導(dǎo)致內(nèi)側(cè)皮質(zhì)支撐缺失的情況，可以在外科頸截骨后移除部分內(nèi)皮質(zhì)，造成內(nèi)側(cè)骨缺失的“fracture gap”模式，但是移除內(nèi)側(cè)骨皮質(zhì)的程度，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這導(dǎo)致了不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間可比性差[13]。

保守治療Neer 2部分肱骨外科頸骨折可以取得較好的療效， Neer 3或者4部分肱骨近端骨折患者需要接受手術(shù)治療。但是模擬這部分復(fù)雜肱骨近端骨折模型的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)較為少見。原文作者在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)采用了經(jīng)結(jié)節(jié)間溝截骨的肱骨近端4部分外科頸伴大結(jié)節(jié)骨折模型，這種骨折模型與常見的肱骨近端骨折存在較大不同，能否對(duì)此骨折模型加以優(yōu)化以便更接近臨床實(shí)際情況？比如：(1)在這部分患者的手術(shù)治療時(shí)，如何恢復(fù)和維持肱骨內(nèi)側(cè)距的穩(wěn)定是手術(shù)成功的關(guān)鍵點(diǎn)之一，是否考慮采用“fracture gap”模式以測(cè)試內(nèi)側(cè)皮質(zhì)粉碎性骨折時(shí)內(nèi)固定器材的表現(xiàn)？ (2)手術(shù)的另一關(guān)鍵點(diǎn)是肱骨大結(jié)節(jié)骨折的復(fù)位和固定，與傳統(tǒng)的借助普通平片的觀察有所不同， CT三維重建可以發(fā)現(xiàn)大結(jié)節(jié)骨折線往往位于結(jié)節(jié)間溝的外側(cè)，恰位于鎖定鋼板的外側(cè)緣，是否對(duì)經(jīng)結(jié)節(jié)間溝的大結(jié)節(jié)截骨模形進(jìn)行改變？

二、建立與規(guī)范手術(shù)操作相符合的骨折內(nèi)固定模型

使用肱骨近端解剖鎖定型鋼板(PHILOS)治療骨質(zhì)疏松性肱骨近端骨折時(shí)一些手術(shù)要點(diǎn)已成共識(shí)：(1)一般使用5～7枚近端螺釘以盡可能多方向和多平面固定肱骨頭；(2)遠(yuǎn)端一般選擇4枚螺釘以增強(qiáng)鋼板的抗拔出力；(3)使用縫線穿過肩袖的腱骨結(jié)合部來附加固定大、小結(jié)節(jié)骨折[7]；(4)重視內(nèi)側(cè)距的解剖復(fù)位和使用內(nèi)側(cè)距螺釘以避免術(shù)后出現(xiàn)肱骨頭內(nèi)翻[14]。但是這些手術(shù)上的關(guān)鍵點(diǎn)沒有在原文作者的實(shí)驗(yàn)中有所遵循，帶來的問題是不規(guī)范的手術(shù)操作特別是缺乏內(nèi)側(cè)距螺釘是否會(huì)降低鎖定鋼板的固定強(qiáng)度，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果呢？

利用髓內(nèi)釘治療股骨近端骨折已成共識(shí)，雖然肱骨與股骨在外形上相類似，但是所處的不同力學(xué)環(huán)境導(dǎo)致其對(duì)手術(shù)治療的要求截然不同，是否能利用髓內(nèi)釘治療肱骨近端骨折存在爭(zhēng)議。利用髓內(nèi)釘治療肱骨近端骨折并發(fā)癥發(fā)生率高的部分原因與早期髓內(nèi)釘在設(shè)計(jì)上過多借鑒了股骨近端髓內(nèi)釘?shù)脑O(shè)計(jì)思路，而忽視了肱骨近端特有的解剖和生物力學(xué)特點(diǎn)有關(guān)。比如在本實(shí)驗(yàn)中使用了與股骨近端髓內(nèi)釘相似的近端帶4°彎曲度肱骨交鎖髓內(nèi)釘(TRIGEN，PHN，Smith & Nephew)，髓內(nèi)釘?shù)倪M(jìn)針點(diǎn)位于肱骨頭和大結(jié)節(jié)的交界處，也是實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行大結(jié)節(jié)截骨以模擬肱骨近端Neer 3部分大結(jié)節(jié)骨折的部位，在插入髓內(nèi)釘時(shí)是否會(huì)加劇大結(jié)節(jié)骨折的移位？肱骨頭和大結(jié)節(jié)的交界處是岡上肌肌腱的止點(diǎn)，在該部位插入髓內(nèi)釘存在醫(yī)源性肩袖損傷的可能。

目前傾向使用近端直型肱骨交鎖髓內(nèi)釘治療肱骨近端骨折，其進(jìn)針點(diǎn)內(nèi)移至肱骨頭頂點(diǎn)(相當(dāng)于岡上肌的肌性部分)，從而避免了曲型髓內(nèi)釘對(duì)岡上肌肌腱和大結(jié)節(jié)的損傷[15]。其潛在的另一優(yōu)勢(shì)是符合肱骨頭骨量的分布：肱骨近端骨量分布不均勻，以肱骨近端關(guān)節(jié)軟骨面下方和后內(nèi)側(cè)最為致密，前外側(cè)最為稀疏[16]，肱骨近端外側(cè)的骨量?jī)H為中央骨量的11%～57%[17]。通過近端壓配式方法固定至肱骨中央致密關(guān)節(jié)軟骨下骨的髓內(nèi)釘具有更好的初始穩(wěn)定性，有學(xué)者稱被致密軟骨下骨包繞的髓內(nèi)釘近端為固定肱骨近端骨折的第Ⅴ內(nèi)固定點(diǎn)(the fifth anchoring point)[18]。

原文作者選用的髓內(nèi)釘與目前的治療理念和臨床實(shí)際情況不相符合，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的缺陷降低了其實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)臨床工作的指導(dǎo)意義。

三、建立與臨床實(shí)際情況相符合的應(yīng)力模型

生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)除了檢測(cè)內(nèi)固定器材的物理學(xué)特性外，更主要的是模仿在生理載荷甚至是極限狀態(tài)下內(nèi)固定失敗的模式，以便優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)以降低并發(fā)癥發(fā)生率。與鎖定鋼板內(nèi)固定失效相關(guān)的并發(fā)癥常表現(xiàn)為當(dāng)內(nèi)側(cè)距粉碎性骨折或者復(fù)位不佳時(shí)，術(shù)后出現(xiàn)進(jìn)行性的肱骨頭內(nèi)翻。其原因與缺乏有效的內(nèi)側(cè)支撐，單獨(dú)使用鎖定鋼板難以對(duì)抗岡上肌牽拉產(chǎn)生的內(nèi)翻應(yīng)力有關(guān)。這提醒我們?cè)诮?fù)雜肱骨近端骨折內(nèi)固定模型時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮作用在骨折斷端之間復(fù)雜的力學(xué)因素，特別是岡上肌的作用，并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)有所反映。

鎖定鋼板的斷裂往往發(fā)生在肱骨外科頸部位，相當(dāng)于胸大肌和三角肌止點(diǎn)之間[19]，但是值得注意的是從未見有髓內(nèi)釘斷裂的臨床報(bào)道，這是否意味著在缺乏內(nèi)側(cè)有效支撐的情況下，隨著內(nèi)固定部位的內(nèi)移，中心性固定髓內(nèi)釘較偏心性固定鋼板具有更強(qiáng)的抗內(nèi)翻折彎應(yīng)力的能力？如果只有鎖定鋼板可以選擇，長(zhǎng)鋼板是否較短鋼板具有更好的抗內(nèi)翻應(yīng)力的能力？髓內(nèi)釘上附加內(nèi)側(cè)距螺釘是否可以進(jìn)一步降低并發(fā)癥的發(fā)生？目前文獻(xiàn)中相關(guān)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論矛盾或缺如，難以解答這些臨床工作中面臨的困惑，我們希望有設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)論來解答這些困惑，并指導(dǎo)臨床工作。

誠(chéng)如原文作者坦言其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的缺陷在于：沒有進(jìn)行模擬生理?xiàng)l件下肩關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)情況。有很多復(fù)雜力學(xué)模型可以模仿肩關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)。如果受客觀條件限制，可以適當(dāng)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)方案。比如內(nèi)固定失效通常在術(shù)后早期發(fā)生，此時(shí)患者處于康復(fù)階段，尚未恢復(fù)正常的肩關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)，其肩關(guān)節(jié)活動(dòng)以輕度的外展和上舉為主。測(cè)試模仿這些活動(dòng)時(shí)，作用在骨折斷端的扭轉(zhuǎn)力(torque),懸臂彎曲力(cantilever bending)等應(yīng)力可能更為合理。

內(nèi)固定要有足夠的強(qiáng)度才能夠中和骨折端產(chǎn)生的應(yīng)力，以利于骨折的愈合。作用在肱骨外科頸的應(yīng)力除了內(nèi)翻折彎應(yīng)力以外，肩關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不能忽視。髓內(nèi)釘?shù)目古まD(zhuǎn)能力弱于鋼板固定，那么通過髓內(nèi)釘遠(yuǎn)端和近端不同平面多枚螺釘交鎖固定方式是否可以增強(qiáng)髓內(nèi)釘?shù)目剐D(zhuǎn)能力，使得髓內(nèi)釘?shù)目傮w固定強(qiáng)度接近鋼板固定？

極限載荷實(shí)驗(yàn)下得出的數(shù)值是評(píng)判內(nèi)固定器材安全與否的關(guān)鍵指標(biāo)，但是臨床醫(yī)師更關(guān)心在極限載荷的情況下內(nèi)固定失敗的模式是否與實(shí)際情況相符合，并借此評(píng)判實(shí)驗(yàn)方案是否合理，實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是否客觀。原文作者在研究中進(jìn)行單一軸向拉伸實(shí)驗(yàn)并測(cè)量了極限拉伸載荷數(shù)值，對(duì)于肱骨近端骨折患者，這些實(shí)驗(yàn)是模仿什么樣的日?；顒?dòng)呢？難以想象老年患者在傷后會(huì)從事攜帶重達(dá)450 kg左右重物的工作，其臨床意義何在？與臨床實(shí)際情況脫節(jié)的不合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，降低了本研究的價(jià)值。

最近利用第3代肱骨近端直型鎖定交鎖髓內(nèi)釘治療移位的肱骨近端骨折的報(bào)道逐年增加[20-21]。理論上中央固定的髓內(nèi)釘能提供更好的骨折端的初始穩(wěn)定性，其對(duì)價(jià)是在插入髓內(nèi)釘時(shí)對(duì)關(guān)節(jié)軟骨面的破壞。薈萃分析顯示使用近端直型髓內(nèi)釘治療肱骨近端骨折的總體療效與鎖定鋼板相似。決定肱骨近端骨折治療療效的關(guān)鍵在于骨折的解剖復(fù)位[22]。所以客觀和理性的評(píng)價(jià)鎖定型鋼板或髓內(nèi)釘?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)有助于臨床決策。如果經(jīng)過設(shè)計(jì)嚴(yán)密的生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：交鎖髓內(nèi)釘可以提供與鎖定鋼板相近的固定強(qiáng)度，那么為什么要更改治療手段，讓患者承受損傷肱骨頭軟骨面和肩袖的風(fēng)險(xiǎn)，舍棄鋼板而選擇髓內(nèi)釘呢？

以上是我們對(duì) “肱骨近端交鎖髓內(nèi)釘和鎖定接骨板治療肱骨近端骨折的生物力學(xué)研究”一文的一些看法，其中的觀點(diǎn)正確與否，希望能與原文作者及廣大同仁進(jìn)一步探討，以求共同提高。

[1] Palvanen M, Kannus P, Niemi S, et al. Update in the epidemiology of proximal humeral fractures[J]. Clin Orthop Relat Res, 2006，442:87-92.

[2] Roux A, Decroocq L, El Batti S, et al. Epidemiology of proximal humerus fractures managed in a trauma center[J]. Orthop Traumatol Surg Res, 2012, 98(6): 715-719.

[3] Olerud P, Ahrengart L, S?derqvist A, et al. Quality of Life and functional outcome after a 2-part proximal humeral fracture: a prospective cohort study on 50 patients treated with a locking plate[J]. J Shoulder Elbow Surg, 2010， 19(6): 814-822.

[4] Bell JE, Leung BC, Spratt KF, et al. Trends and variation in incidence, surgical treatment, and repeat surgery of proximal humeral fractures in the elderly[J]. J Bone Joint Surg Am, 2011，93(2):121-131.

[5] Gupta AK, Harris JD, Erickson BJ, et al. Surgical management of complex proximal humerus fractures—a systematic review of 92 studies including 4500 patients[J]. J Orthop Trauma,2015，29(1):54-59.

[6] Owsley KC，Gorczyca JT. Fracture displacement and Screw Cutout after open reduction and locked plate fixation of proximal humeral Fractures[J]. J Bone Joint Surg Am, 2008，90(2):233-240.

[7] Schliemann B, Siemoneit J, Theisen Ch, et al. Complex fractures of the proximal humerus in the elderly—outcome and complications after locking plate fixation[J]. Musculoskelet Surg, 2012，96(1):S3-S11.

[8] Clavert P, Adam P, Bevort A, et al. Pitfalls and complications with locking plate for proximal humerus fracture[J]. J Shoulder Elbow Surg, 2010，19(4):489-494.

[9] Boileau P,D′Ollonne T,Clavert P,et al. Intramedullary nail for proximal humerus fractures: an old concept revisited[M].Montpellier:Springer-verlay mailand,2010:201-204.

[10] Young AA, Hughes JS. Locked intramedullary nailing for treatment of displaced proximal humerus fractures[J]. Orthop Clin North Am,2008，39(4):417-428.

[11] Konrad G, Audige L, Lambert S,et al. Similar outcomes for nail versus plate fixation of three-part proximal humeral fractures[J]. Clin Orthop Relat Res,2012，470(2):602-609.

[12] Bonyun M1, Nauth A, Egol KA, et al. Hot topics in biomechanically directed fracture fixation[J]. J Orthop Trauma, 2014，28(1):S32-S35.

[13] Cruickshank D, Lefaivre KA, Johal H, et al. A scoping review of biomechanical testing for proximal humerus fracture implants[J].BMC Musculoskelet Disord,2015,16:175.

[14] Gardner MJ, Weil Y, Barker JU, et al. The importance of medial support in locked plating of proximal humerus fractures[J]. J Orthop Trauma,2007,21(3):185-191.

[15] 吳曉明,吳劍宏,王秋根.肱骨近端骨折髓內(nèi)釘治療的老概念與新方法——第三代肱骨近端髓內(nèi)釘?shù)脑O(shè)計(jì)理念和臨床實(shí)踐[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2015,17(10):915-920.

[16] Tingart MJ, Bouxsein ML, Zurakowski D, et al. Three dimensional distribution of bone density in the proximal humerus[J]. Calcif Tissue Int, 2003,73(6):531-536.

[17] Nakatsuchi Y. Osteoporosis of the proximal humerus: comparison of bone-mineral density and mechanical strength with the proximal femur[J]. J Shoulder Elbow Surg,1993,2(2):78-84.

[18] Günther CM, Müller PE, Mutschler W, et al.Straight proximal humeral nails are surrounded by more bone stock in comparison to bent nails in an experimental cadaveric study[J]. Patient Saf Surg,2014,8:18.

[19] 桑偉林,吳曉明.臨床病例討論——鎖定鋼板治療肱骨近端骨折要重視內(nèi)側(cè)支撐[J].中華創(chuàng)傷骨科雜志,2011,13(3):299-300.

[20] Hatzidakis AM, Shevlin MJ, Fenton DL, et al. Angular-stable locked intramedullary nailing of two part surgical neck fractures of the proximal part of the humerus. A multicenter retrospective observational study[J]. J Bone Joint Surg Am,2011, 93(23):2172-2179.

[21] Cuny C, Goetzmann T, Dedome D, et al. Antegrade nailing evolution for proximal humeral fractures, the Telegraph IV(?): a study of 67 patients[J]. Eur J Orthop Surg Traumatol,2015,25(2):287-295.

[22] Wang G, Mao Z, Zhang L, et al.Meta-analysis of locking plate versus intramedullary nail for treatment of proximal humeral fractures[J]. J Orthop Surg Res, 2015,10:122.

(本文編輯：胡桂英)

吳曉明，王秋根.建立肱骨近端骨折內(nèi)固定模型中值得商榷的一些問題[J/CD]. 中華肩肘外科電子雜志,2016,4(2):65-68.

10.3877/cma.j.issn.2095-5790.2016.02.001

201620上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院創(chuàng)傷骨科 上海市急救創(chuàng)傷中心

王秋根，Email：wangqiugen@126.com

2015-04-05)