建立肱骨近端骨折内固定模型中值得商榷的一些问题

吴晓明 王秋根

·述评·

建立肱骨近端骨折内固定模型中值得商榷的一些问题

吴晓明 王秋根

肱骨骨折,近端；内固定；模型

肱骨近端骨折是常见的老年骨质疏松性骨折,随着人口结构的老龄化和预期寿命的延长，其发病人数呈快速上升趋势[1]，但是无移位或轻微移位骨折在整个肱骨近端骨折中下降了近50%[2]。保守治疗对移位肱骨近端骨折疗效差[3]。近年来对移位肱骨近端骨折患者进行手术治疗的比例在欧美国家逐年上升[4]。切开复位锁定钢板内固定治疗移位肱骨近端骨折的总体疗效优于人工关节置换术[5]。

然而锁定钢板治疗骨质疏松性肱骨近端骨折并发症发生率高。相当比例的并发症形成原因与内固定失效有关，表现为：(1)锁定钢板难以对抗肩袖牵拉产生的持续内翻应力，术后易出现继发性肱骨头内翻移位，导致螺钉穿出肱骨头，肩胛盂磨损；(2)锁定钢板的螺钉作用方向与肩袖作用力平行，单独使用螺钉难以有效固定大结节骨折，术后大结节畸形发生率高[6-8]。

在理论上随着内固定作用部位的内移，中心固定的髓内钉较偏心固定的钢板具有更好的抗内翻移位的能力[9-10]。但是分析现有的文献可以发现，二者治疗肱骨近端骨折的总体疗效相似，近端锁定型肱骨交锁髓内钉未能有效降低并发症的发生率[11]。迄今为止对如何治疗骨质疏松性肱骨近端骨折仍缺乏共识。

最近的医工交叉结合研究的热点是通过生物力学实验对不同的内固定器材的机械特性进行检测和比较，以客观评判各自的优劣，并论证什么是理想的治疗骨质疏松性肱骨近端骨折的内固定器材[12]。但是如何设计和优化生物力学实验方法以便实验方案尽可能贴近临床实际情况值得商榷。

现将原文作者在治疗肱骨近端骨折中的一些体会结合文献复习，本着求真务实的态度，就原文作者在文章中提及的一些观点和方法展开讨论。

一、建立与临床实际情况接近的肱骨近端骨折模型

考虑到如果在实验中附加了大、小结节骨折后可能带来的更为复杂的力学情况，所以常用肱骨近端骨折内固定模型是通过在肱骨外科颈部位截骨以模仿2部分肱骨外科颈骨折，然后测试在仅依靠钢板或髓内钉固定的情况下肱骨头和肱骨干之间的稳定性。其优点是通过简化骨折模型，在单一骨折线存在的前提下，测试断端之间的轴向载荷、折弯载荷和扭转载荷等应力，实验的可行性和实验结果的可重复性好。为了模仿内侧距粉碎性骨折或复位不良导致内侧皮质支撑缺失的情况，可以在外科颈截骨后移除部分内皮质，造成内侧骨缺失的“fracture gap”模式，但是移除内侧骨皮质的程度，尚无统一标准,这导致了不同实验结果之间可比性差[13]。

保守治疗Neer 2部分肱骨外科颈骨折可以取得较好的疗效， Neer 3或者4部分肱骨近端骨折患者需要接受手术治疗。但是模拟这部分复杂肱骨近端骨折模型的生物力学实验较为少见。原文作者在实验设计时采用了经结节间沟截骨的肱骨近端4部分外科颈伴大结节骨折模型，这种骨折模型与常见的肱骨近端骨折存在较大不同，能否对此骨折模型加以优化以便更接近临床实际情况？比如：(1)在这部分患者的手术治疗时，如何恢复和维持肱骨内侧距的稳定是手术成功的关键点之一，是否考虑采用“fracture gap”模式以测试内侧皮质粉碎性骨折时内固定器材的表现？ (2)手术的另一关键点是肱骨大结节骨折的复位和固定，与传统的借助普通平片的观察有所不同， CT三维重建可以发现大结节骨折线往往位于结节间沟的外侧，恰位于锁定钢板的外侧缘，是否对经结节间沟的大结节截骨模形进行改变？

二、建立与规范手术操作相符合的骨折内固定模型

使用肱骨近端解剖锁定型钢板(PHILOS)治疗骨质疏松性肱骨近端骨折时一些手术要点已成共识：(1)一般使用5～7枚近端螺钉以尽可能多方向和多平面固定肱骨头；(2)远端一般选择4枚螺钉以增强钢板的抗拔出力；(3)使用缝线穿过肩袖的腱骨结合部来附加固定大、小结节骨折[7]；(4)重视内侧距的解剖复位和使用内侧距螺钉以避免术后出现肱骨头内翻[14]。但是这些手术上的关键点没有在原文作者的实验中有所遵循，带来的问题是不规范的手术操作特别是缺乏内侧距螺钉是否会降低锁定钢板的固定强度，进而影响实验的结果呢？

利用髓内钉治疗股骨近端骨折已成共识，虽然肱骨与股骨在外形上相类似，但是所处的不同力学环境导致其对手术治疗的要求截然不同，是否能利用髓内钉治疗肱骨近端骨折存在争议。利用髓内钉治疗肱骨近端骨折并发症发生率高的部分原因与早期髓内钉在设计上过多借鉴了股骨近端髓内钉的设计思路，而忽视了肱骨近端特有的解剖和生物力学特点有关。比如在本实验中使用了与股骨近端髓内钉相似的近端带4°弯曲度肱骨交锁髓内钉(TRIGEN，PHN，Smith & Nephew)，髓内钉的进针点位于肱骨头和大结节的交界处，也是实验时进行大结节截骨以模拟肱骨近端Neer 3部分大结节骨折的部位，在插入髓内钉时是否会加剧大结节骨折的移位？肱骨头和大结节的交界处是冈上肌肌腱的止点，在该部位插入髓内钉存在医源性肩袖损伤的可能。

目前倾向使用近端直型肱骨交锁髓内钉治疗肱骨近端骨折，其进针点内移至肱骨头顶点(相当于冈上肌的肌性部分)，从而避免了曲型髓内钉对冈上肌肌腱和大结节的损伤[15]。其潜在的另一优势是符合肱骨头骨量的分布：肱骨近端骨量分布不均匀，以肱骨近端关节软骨面下方和后内侧最为致密，前外侧最为稀疏[16]，肱骨近端外侧的骨量仅为中央骨量的11%～57%[17]。通过近端压配式方法固定至肱骨中央致密关节软骨下骨的髓内钉具有更好的初始稳定性，有学者称被致密软骨下骨包绕的髓内钉近端为固定肱骨近端骨折的第Ⅴ内固定点(the fifth anchoring point)[18]。

原文作者选用的髓内钉与目前的治疗理念和临床实际情况不相符合，实验设计上的缺陷降低了其实验结果对临床工作的指导意义。

三、建立与临床实际情况相符合的应力模型

生物力学实验除了检测内固定器材的物理学特性外，更主要的是模仿在生理载荷甚至是极限状态下内固定失败的模式，以便优化产品设计以降低并发症发生率。与锁定钢板内固定失效相关的并发症常表现为当内侧距粉碎性骨折或者复位不佳时，术后出现进行性的肱骨头内翻。其原因与缺乏有效的内侧支撑，单独使用锁定钢板难以对抗冈上肌牵拉产生的内翻应力有关。这提醒我们在建立复杂肱骨近端骨折内固定模型时，应当考虑作用在骨折断端之间复杂的力学因素，特别是冈上肌的作用，并在实验设计时有所反映。

锁定钢板的断裂往往发生在肱骨外科颈部位，相当于胸大肌和三角肌止点之间[19]，但是值得注意的是从未见有髓内钉断裂的临床报道，这是否意味着在缺乏内侧有效支撑的情况下，随着内固定部位的内移，中心性固定髓内钉较偏心性固定钢板具有更强的抗内翻折弯应力的能力？如果只有锁定钢板可以选择，长钢板是否较短钢板具有更好的抗内翻应力的能力？髓内钉上附加内侧距螺钉是否可以进一步降低并发症的发生？目前文献中相关生物力学实验的结论矛盾或缺如，难以解答这些临床工作中面临的困惑，我们希望有设计合理的实验研究结论来解答这些困惑，并指导临床工作。

诚如原文作者坦言其实验设计的缺陷在于：没有进行模拟生理条件下肩关节多向运动的生物力学情况。有很多复杂力学模型可以模仿肩关节多向运动。如果受客观条件限制，可以适当简化实验方案。比如内固定失效通常在术后早期发生，此时患者处于康复阶段，尚未恢复正常的肩关节多向运动，其肩关节活动以轻度的外展和上举为主。测试模仿这些活动时，作用在骨折断端的扭转力(torque),悬臂弯曲力(cantilever bending)等应力可能更为合理。

内固定要有足够的强度才能够中和骨折端产生的应力，以利于骨折的愈合。作用在肱骨外科颈的应力除了内翻折弯应力以外，肩关节活动时产生的扭转应力不能忽视。髓内钉的抗扭转能力弱于钢板固定，那么通过髓内钉远端和近端不同平面多枚螺钉交锁固定方式是否可以增强髓内钉的抗旋转能力，使得髓内钉的总体固定强度接近钢板固定？

极限载荷实验下得出的数值是评判内固定器材安全与否的关键指标，但是临床医师更关心在极限载荷的情况下内固定失败的模式是否与实际情况相符合，并借此评判实验方案是否合理，实验的结论是否客观。原文作者在研究中进行单一轴向拉伸实验并测量了极限拉伸载荷数值，对于肱骨近端骨折患者，这些实验是模仿什么样的日常活动呢？难以想象老年患者在伤后会从事携带重达450 kg左右重物的工作，其临床意义何在？与临床实际情况脱节的不合理的实验设计，降低了本研究的价值。

最近利用第3代肱骨近端直型锁定交锁髓内钉治疗移位的肱骨近端骨折的报道逐年增加[20-21]。理论上中央固定的髓内钉能提供更好的骨折端的初始稳定性，其对价是在插入髓内钉时对关节软骨面的破坏。荟萃分析显示使用近端直型髓内钉治疗肱骨近端骨折的总体疗效与锁定钢板相似。决定肱骨近端骨折治疗疗效的关键在于骨折的解剖复位[22]。所以客观和理性的评价锁定型钢板或髓内钉的优缺点有助于临床决策。如果经过设计严密的生物力学实验的结论是：交锁髓内钉可以提供与锁定钢板相近的固定强度，那么为什么要更改治疗手段，让患者承受损伤肱骨头软骨面和肩袖的风险，舍弃钢板而选择髓内钉呢？

以上是我们对 “肱骨近端交锁髓内钉和锁定接骨板治疗肱骨近端骨折的生物力学研究”一文的一些看法，其中的观点正确与否，希望能与原文作者及广大同仁进一步探讨，以求共同提高。

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(本文编辑：胡桂英)

吴晓明，王秋根.建立肱骨近端骨折内固定模型中值得商榷的一些问题[J/CD]. 中华肩肘外科电子杂志,2016,4(2):65-68.

10.3877/cma.j.issn.2095-5790.2016.02.001

201620上海交通大学附属第一人民医院创伤骨科 上海市急救创伤中心

王秋根，Email：wangqiugen@126.com

2015-04-05)