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股骨颈骨折的基础与临床研究

刘月驹  
【摘要】:股骨颈骨折是临床上常见的骨折之一,其中约80%为移位的骨折。随着外科技术的发展和内固定材料的改进,我们在股骨颈骨折的治疗方面取得了一定的进步,但其骨折不愈合率和股骨头坏死率仍较高,分别在10%和30%左右;另一方面,虽然髋关节置换术为股骨颈骨折的治疗提供了另外一个选择,但是在内固定术、全髋关节置换术和半髋关节置换术的具体选择上缺乏一个量化的方案,术式选择更多地受到术者主观因素的影响,因此股骨颈骨折属于“尚未解决的骨折”。 我们采用一期髂骨条95°移植结合三枚空心螺钉固定方法对股骨颈骨折患者进行早期干预,并取得了良好的效果。由于髂骨条本身形状不规则,术中植入困难,且易合并供区疼痛等并发症,我们和中国科学院金属所联合攻关,开发可降解镁支架,其在降解的同时促进新骨形成,具有替代自体骨移植的前景;为实现股骨颈骨折术式选择的规范化,我们首次设计了针对18岁以上患者的股骨颈骨折术式选择量化评分表,并应用此表分别进行了回顾性研究和前瞻性研究。 第一部分镁支架95°角植入固定股骨颈骨折的生物力学研究 目的:比较应用髂骨条和镁支架95°角植入结合3枚空心钉固定股骨颈骨折的生物力学效果,为临床应用提供力学依据。 方法:选用10具经甲醛防腐处理的成年尸体标本,均为男性,年龄60~72岁,平均64岁。采用osteocore3双能X-射线全身骨密度测量仪对10具标本的股骨近端行骨密度检查。取下股骨及同侧的髂前上棘,剥离附着于其上的软组织,随机分入实验组和对照组。分别用摆锯沿股骨颈中段并垂直于股骨颈轴线将其锯断造成骨折模型。解剖复位后,对照组采用3枚空心钉固定结合髂骨条95°移植,实验组采用3枚空心钉固定及镁支架95°移植,髂骨条和镁支架均从大转子向股骨头前下方置入,与空心钉成30°角,过骨折线约1.5cm。所有标本均进行扭转实验、垂直压缩实验、循环实验及最大垂直载荷实验。扭转实验中,给予股骨头垂直加载应力至10N后,以0.5°/S的速度将股骨头顺时针扭转5°,记录其扭转3°,5°时的扭矩。垂直压缩实验中,以20N/S的速度垂直向下给予股骨头加载应力至1000N,记录700N,1000N时生物力学机显示的位移数值。循环实验,以频率2HZ,给予股骨头加载700N的交变压应力,加载方式为正弦波加载,做1000个循环。最后以20N/s的速度对标本进行垂直加载应力,直至内固定失败,记录内固定失败时的应力。所有数据均应用SPSS13.0统计软件进行统计学处理,采用配对t检验,P0.05为差异具有统计学意义。 结果:左侧股骨近端标本的骨密度为0.865±0.148g/cm2,右侧为0.890±0.144g/cm2,左、右侧标本的骨密度差异无统计学意义(p0.05)。循环实验前:扭转实验中股骨头顺时针扭转3°时,实验组及对照组的扭矩分别为11.340±1.418Nm和9.432±1.437Nm,扭转5°时分别为14.928±1.402Nm和14.001±1.274Nm,两组比较差异均有统计学意义(p0.05);垂直压缩实验中,在700N、1000N的载荷下,实验组的位移分别为0.324±0.020mm、0.416±0.012mm,对照组的位移分别为0.318±0.012mm、0.411±0.025mm,两组比较差异均无统计学意义(p0.05)。所有标本均成功完成了循环实验,无疲劳骨折、内固定失败出现。循环实验后:扭转实验中股骨头顺时针扭转3°时,实验组及对照组的扭矩分别为10.568±1.614Nm和10.009±1.323Nm,扭转5°时分别为14.990±1.417Nm和13.840±1.200Nm,两组比较差异均有统计学意义(p0.05);垂直压缩实验中,在700N、1000N的载荷下,实验组的位移分别为0.264±0.018mm、0.348±0.022mm,对照组的位移分别为0.273±0.019mm、0.368±0.015mm,两组比较差异均无统计学意义(p0.05)。在最大载荷方面,实验组的最大载荷为2693.6±354.8N,对照组为2578.8±268.9N,两组比较差异无统计学意义(P0.05)。 结论:镁支架的生物力学稳定性优于单纯髂骨条移植,为其下一步临床应用提供了理论依据。 第二部分镁支架的降解和成骨的动物实验研究 目的:观察镁支架的降解和成骨性能 方法:将相同饲养条件下的6月龄的雄性新西兰大白兔12只(平均体重2.5-2.8kg)随机分成两组,分别置入镁支架和羟基磷灰石支架。置入部位均为新西兰大白兔右侧股骨髁。以30mg/kg的剂量于耳缘静脉注射30%戊巴比妥钠,待麻醉起效后术区备皮,常规消毒,铺无菌巾单。做右膝前外侧切口,长约1cm,切开皮肤皮下组织,向两侧牵开肌组织,显露股骨髁,选择直径6mm钻头,用电钻自股骨外髁上方5mm处向内髁钻孔,深约5mm。钻孔时,不断用冷盐水冲洗,以避免骨质热灼伤。生理盐水冲洗所钻孔道,将骨屑彻底冲出后,置入镁支架,逐层缝合伤口,无菌敷料包扎。分别于术前、术后1周、2周、3周、1个月、2个月、3个月行X线检查和Simens64排螺旋CT检查,以观察支架降解程度、有无气体生成以及新骨形成情况。分别于术前、术后1周、2周、3周、1个月、2个月、3个月自新西兰大白兔耳缘静脉取血,采用奥林巴斯AU5400全自动生化分析仪检测血镁离子浓度、丙氨酸转氨酶(alanineaminotransferase,ALT)、肌酐(serum creatinine、CREA)、和血尿素氮(bloodurea nitrogen,BUN)。术后3个月处死动物,取动物的心脏,肝脏,脾脏和肾脏做HE染色,普通光镜下观察其有无实质性病变。取下带有内置物的骨组织及其周围组织,先后行Micro-CT和硬组织切片检查,分析支架降解和新骨形成的情况。采用t检验进行统计学分析,P﹤0.05为有统计学意义。 结果:实验组新西兰大白兔的X线检查在术后2周可见气体产生,术后2个月时气体消失。术后对照组新西兰大白兔X线检查均未见气体形成。术后实验组和对照组的血镁浓度、ALT、BUN和CREA水平均未见升高,两组之间无统计学差异(P﹥0.05)。术后三个月处死动物后,实验组和对照组新西兰大白兔的心、肝、脾、肾的大体表现正常,HE染色病理切片检查未见异常改变。MicroCT和硬组织切片检查发现镁支架周围的新骨生成比羟基磷灰石周围明显增多,随着镁支架的降解新骨逐层张入支架内部,从内向外降解成骨较少;羟基磷灰石支架周围成骨较少,且新生骨零星分布于其表面,羟基磷灰石支架无降解发生。 结论:本实验初步证实了镁支架具有良好的降解性能和成骨作用,是一种有前途的促进骨折愈合的可降解材料。 第三部分成人股骨颈骨折术式量化评分表的制定及其初步临床应用 目的:设计股骨颈骨折术式量化评分表,并按此表对股骨颈骨折手术患者进行回顾性分析,评价其和临床实践的一致性和指导意义。 方法:根据股骨颈骨折术式量化评分表,对在2007年1月至2010年4月因股骨颈骨折行手术治疗的700例患者进行回顾性分析,其中符合评分表纳入标准且资料完整者有502例。按评分高低和实际治疗方法将其分成四组:低分内固定组(281例)、全髋组(94例)、半髋组(119例)和高分内固定组(8例),每组内以是否按照评分表治疗进一步分成一致组和不一致组。比较组间的手术时间、出血量、输血量、感染率、翻修率、死亡率及Harris评分等指标。 结果:随访时间平均为3.2年(1.0~4.5年),一致性检验Kappa值为0.549,说明评分表和临床治疗具有一致性。低分内固定组:一致组的不愈率(1.2%)、股骨头坏死率(7.4%)和再手术率(7.0%)低于不一致组(17.9%、33.3%、41.0%)(P0.05),一致组的Harris评分[(86.4±9.9)分]和优良率(79.8%)优于不一致组[(74.8±10.8)分、(35.9%)](P0.05)。全髋组:一致组的翻修率(1.6%)低于不一致组的翻修率(18.2%)(P0.05),一致组的Harris评分[(92.0±6.3)分]和优良率(96.7%)优于不一致组[(85.9±11.6)分、(75.8%)](P0.05)。半髋组:一致组的翻修率(5.5%)低于不一致组的翻修率(18.8%)(P0.05)。 结论:成人股骨颈骨折术式量化评分表和临床治疗具有一致性,对于内固定,全髋关节置换,半髋关节置换手术方式的选择具有较明显的指导意义。 第四部分成人股骨颈骨折术式量化评分表的前瞻性研究(附375例分析) 目的:研究按照评分表治疗的患者的术后两年翻修率是否低于Meta分析的标准 方法:375例成人股骨颈骨折按照股骨颈骨折术式量化评分表进行打分后,242例行内固定治疗(1-11分,低分内固定组);60例行全髋关节置换治疗(12-17分,全髋组);55例行半髋关节置换治疗(18-22分,半髋组);18例行内固定治疗(23-25分,高分内固定组)。在患者术后6周、1年、2年进行随访,记录其翻修率,并发症发生率、髋关节功能(HHS评分)和死亡率。所有数据采用SPSS13.0进行统计学分析,P<0.05为有统计学意义。 结果:低分内固定组、全髋组和半髋组患者的术后两年翻修率分别为15.3%,5.0%和5.5%,低于目前Meta分析的标准(内固定和关节置换翻修率分别为35%和16%)。 结论:股骨颈骨折术式量化评分表有助于手术方式的选择,并能提高治疗效果。


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