第 3 代 Gamma 钉拉力螺钉钉尾距股骨外侧皮质距离与术后拉力螺钉移位或切出关系研究

Abstract

Objective

To confirm the association between tail femur distance (TFD) and lag screw migration or cutting-out in the treatment of intertrochanteric fracture with the third generation of Gamma nail (TGN).

Methods

The clinical data of 124 cases of intertrochanteric fracture treated with TGN internal fixation and followed up more than 18 months between January 2012 and December 2015 were reviewed and analyzed. There were 52 males and 72 females, with an age of 46-93 years (mean, 78.5 years). According to AO/Association for the Study of Internal Fixation (AO/ASIF) classification, 43 cases were type 31-A1, 69 cases were type 31-A2, and 12 cases were type 31-A3. The time from injury to operation was 1-10 days (mean, 2.9 days). According to the fracture healing of the patients, the patients were divided into the healing group and failure group. The age, gender, height, bone mineral density (BMD), fracture AO/ASIF classification, the time from injury to operation, and the TFD value at 1 day after operation were recorded and compared. The risk factors for the migration or cutting-out of lag screw were analyzed by logistic regression.

Results

There were 111 cases in healing group, the healing time was 80-110 days (mean, 95.5 days). There were 13 cases in failure group, including 2 cases of lag screw cutting-out and 11 cases of significant migration. Except for the TFD value at 1 day after operation in failure group was significantly higher than that in the healing group(t=5.14, P=0.00), there was no significant difference in gender, age, height, BMD, fracture of AO/ASIF classification, and the time from injury to operation (P>0.05) between 2 groups. logistic regression analysis showed that TFD value was a risk factor for the migration or cutting-out of lag screw (B=1.22, standardized coefficient=0.32, Wald χ²=14.66, P=0.00, OR=3.37).

Conclusion

The patients with higher TFD value had higher risk of postoperative lag screw migration or cutting-out. This result indicates that the appropriate length of the lag screw is helpful to reduce TFD value and prevent postoperative lag screw migration or cutting-out.

第 3 代 Gamma 钉（the third generation of Gamma nail，TGN）操作简单，固定可靠，符合下肢生物力学，滑动加压可促进骨折断端加压，交锁固定可维持相对恒定的颈干角，已成为股骨粗隆间骨折的主要治疗方式之一^[1-3]。但是，TGN 内固定术后可能出现拉力螺钉在股骨头内移位或切出，造成骨折移位、髋内翻、肢体短缩、疼痛等并发症，严重影响患者术后功能恢复及生活质量^[2]。拉力螺钉在股骨内的位置直接决定患者行走时 TGN 的生物力学表现，位置不佳的拉力螺钉容易发生移位或切出^[4-5]。国内外研究证实 TGN 内固定术后，患肢负重时股骨外侧皮质产生强大的拉伸应力，直接影响内固定的稳定程度^[6-8]；而且 TGN 内固定术后，股骨外侧皮质需承担部分通过拉力螺钉传递的负荷；股骨外侧皮质与拉力螺钉的稳定关系密切。而国内外研究仍集中于尖顶距（tip apex distance，TAD）大小^[9-10]、拉力螺钉方向与股骨颈前倾角方向是否一致等^[11-12]，关于拉力螺钉与股骨外侧皮质的关系报道较少。本研究回顾了 2012 年 1 月—2015 年 12 月我院收治的 124 例股骨粗隆间骨折行闭合复位 TGN 内固定、并完成 18 个月临床随访的患者临床资料，分析拉力螺钉钉尾距股骨外侧皮质距离（tail femur distance，TFD）与术后拉力螺钉移位或切出的关系，以期为临床手术的改进提供理论依据。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 一般资料

纳入 2012 年 1 月—2015 年 12 月年收治的行闭合复位 TGN 内固定且随访 18 个月以上的股骨粗隆间骨折患者，排除因跌倒所致内固定失效者、非骨质疏松性病理性骨折者，共 124 例患者符合标准纳入研究。

本组男 52 例，女 72 例；年龄 46～93 岁，平均 78.5 岁。均为闭合性骨折，左侧 43 例，右侧 81 例。致伤原因：交通事故伤 6 例，砸伤 10 例，跌伤 108 例。骨折根据国际内固定研究协会（AO/ASIF）分型：31-A1 型 43 例，31-A2 型 69 例，31-A3 型 12 例。伤后至手术时间 1～10 d，平均 2.9 d。术前合并脑血管病变（陈旧性脑梗死、老年性脑改变）105 例，糖尿病 77 例，心血管系统疾病（冠心病、高血压）94 例，呼吸系统疾病（慢性阻塞性肺疾病）82 例，慢性肾功能衰竭 1 例，合并其他骨折 6 例。

1.2. 治疗方法

所有患者均行闭合复位 TGN（Stryker 公司，美国）内固定治疗，术前准备及手术按常规操作。在 C 臂 X 线机透视下闭合复位股骨粗隆间骨折，插入导丝，扩髓，插入 130° 髓内钉，根据患者身高选取 170 mm 或 180 mm 长度，在 C 臂 X 线机正侧位透视下将 TGN 拉力螺钉植入股骨头正位下半部和侧位中间 1/3 处。植入拉力螺钉后，松开纵向牵引减少骨折差距，加压至骨折线消失，植入防旋钉，然后植入 1 个远端动态锁定螺钉。术后皮下注射 2 周预防性低分子量肝素，术前 30 min 静脉滴注头孢呋辛钠 1.5 g，术后 24 h 静脉滴注头孢呋辛钠 1.5 g 1 次；术后立即开始抗骨质疏松治疗；术后第 2 天开始进行肌力及关节功能锻炼，术后 12 周患者开始部分负重训练。

1.3. 研究分组及检测指标

所有患者均随访至 18 个月，根据患者骨折愈合情况进行分组。其中骨折正常愈合、术后 18 个月可正常行走患者纳入正常愈合组。发生以下情况则纳入固定失败组：① 拉力螺钉明显移位：18 个月内发生髋关节活动或行走时疼痛者需复查髋关节正侧位 X 线片，若拉力螺钉顶点在股骨头移位超过 5 mm 或颈干角变化>5°，则诊断为拉力螺钉明显移位，限制负重，卧床保守治疗 4 周^[13-14]；② 拉力螺钉切出：若拉力螺钉切出股骨头，诊断为拉力螺钉切出，行人工股骨头置换手术。

记录并比较两组患者年龄、性别、身高、骨骼矿物质密度（bone mineral density，BMD）、骨折 AO/ASIF 分型、受伤至手术时间以及术后 1 d TFD 值。TFD 测量方法：于术后 1 d 双髋正位 X 线片上测量钉尾下边缘顶点与股骨外侧皮质的距离。

1.4. 统计学方法

采用 SPSS21.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验；计数资料组间比较采用 χ²检验或 Mann-Whitney 检验。采用 logistic 回归对年龄、性别、身高、BMD、骨折 AO/ASIF 分型、受伤至手术时间及 TFD 值进行影响因素分析，筛选内固定失败的危险因素。检验水准 α=0.05。

2. 结果

本研究正常愈合组 111 例，愈合时间 80～110 d，平均 95.5 d。固定失败组 13 例，其中拉力螺钉切出 2 例、明显移位 11 例，发生于术后 12 周内 12 例、术后 15 周 1 例，经相应治疗后切割移位无进一步增加，骨折愈合。除固定失败组术后 1 d TFD 值显著高于正常愈合组，差异有统计学意义（t=5.14，P=0.00）外，两组患者性别、年龄、身高、BMD、骨折 AO/ASIF 分型及受伤至手术时间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1。logistic 回归分析显示，TFD 值是拉力螺钉明显移位或切出的危险因素（B=1.22，标准化系数=0.32，Wald χ²值=14.66，P=0.00，OR=3.37）。固定失败组 1 例患者钉尾下边缘顶点位于股骨外侧皮质内侧，TFD=–2.2 mm。拉力螺钉与股骨外侧皮质关系的典型病例见图 1。

表 1.

Comparison of clinical data between 2 groups

两组患者临床资料比较

变量 Variable	例数 n	正常愈合组 Healing group	固定失败组 Failure group	统计值 Statistic
性别
男	52	48	4	χ2= 0.36
女	72	63	9	P= 0.56
年龄（岁）		78.3±8.2	80.8±4.1	t= 0.29 P= 0.77
身高（cm）		158.0±11.0	162.1±7.7	t= 0.45 P= 0.65
BMD (g/cm3)		–2.8±0.6	–2.6±0.5	t= 0.23 P= 0.81
受伤至手术时间（d）		2.9±2.3	2.9±1.5	t=–0.08 P= 0.93
骨折 AO/ASIF 分型
31-A1	43	37	6	χ2= 1.78
31-A2	69	64	5	P= 0.41
31-A3	12	10	2
术后 1 d TFD（mm）		3.10±1.30	5.15±2.11	t= 5.14 P= 0.00

图 1.

The typical cases of the relationship between the tension screw and the lateral cortex of the femur

拉力螺钉与股骨外侧皮质关系的典型病例

a. 拉力螺钉尾端下缘位于股骨外侧皮质内部，TFD=–2.2 mm；b. 拉力螺钉尾端下缘突出股骨外侧皮质，TFD=1.9 mm；c. 拉力螺钉尾端下缘突出股骨外侧皮质，TFD=5.5 mm

a. The lower margin of the tail end of the pull screw was located inside the lateral cortex of the femur, TFD=–2.2 mm; b. The lower margin of the tail end of the pull screw was protruded the lateral cortex of the femur, TFD=1.9 mm; c. The lower margin of the tail end of the pull screw was protruded the lateral cortex of the femur, TFD=5.5 mm

3. 讨论

TGN 已广泛应用于治疗股骨粗隆间骨折，而拉力螺钉移位或切出在 TGN 固定后也偶有发生。本研究统计 124 例患者，移位或切出 13 例，比率为 10.5%。陈太勇等^[15]研究股骨近端髓内钉（proximal femoral nail，PFN）治疗股骨粗隆间骨折术后翻修的原因，发现 432 例患者中拉力螺钉穿出股骨头外 2 例，拉力螺钉切出股骨头颈外 11 例，切出率约 3%，其切出率较低，可能是由于 PFN 需要在股骨头内同时打入 2 枚螺钉，具备较强的抗切出能力^[16]。Mingo-Robinet 等^[13]进行了一项回顾性研究，发现在不稳定性转子间骨折的治疗中，TGN 拉力螺钉固定不良比率达 17%，切出风险较第 2 代 Gamma 钉更高。本研究中未发现年龄、性别、身高、BMD、骨折类型及受伤至手术时间增加拉力螺钉切出风险，这可能是由于固定失败组样本例数较少，未能发现显著性差异；也可能是由于粗隆间骨折患者多为高龄伴严重骨质疏松，其骨折稳定性更加依赖于拉力螺钉的位置以及下肢力线的良好重建，而其他因素的影响相对减弱。

TGN 拉力螺钉在股骨内的位置与拉力螺钉移位或切出密切相关。其中 TAD、拉力螺钉方向等指标有较多报道和确切结论。本研究发现 TFD 也同样重要，我们发现发生拉力螺钉切出的患者 TFD 值较正常愈合患者更高，风险评估也提示较大的 TFD 值会导致较高的切出率。这可能是由于 TGN 的力学特性造成的：首先，过长的钉尾会导致 TGN 整体力线偏向外侧，使得拉力螺钉力臂增加，导致股骨外侧皮质的拉伸应力和内侧皮质压缩应力同时升高，增加内固定失败风险^{[7, 17-18]}。其次，患肢负重时与钉尾部下缘相接触的股骨外侧皮质压缩应力升高^{[7, 19]}，这可能是拉力螺钉的负荷未能完全沿主钉传导向股骨远端，部分负荷向钉尾传导的结果，若钉尾距外侧皮质距离较长，则更容易发生撞击和应力升高，增加内固定失败风险。第三，TGN 允许拉力螺钉与骨折近端沿着滑槽顺防旋钉向外下走行，骨折断端滑动加压，增加稳定性^[3]。但是，较长的 TFD 意味着拉力螺钉的滑槽大部分位于防旋钉远端，滑动加压距离较短，容易造成滑动加压失效，造成骨折近端垂直剪切应力增加，发生拉力螺钉向上移位或切出。第四，本研究中发现 1 例钉尾下边缘顶点位于股骨外侧皮质内侧，TFD 值为负。这可能是由于拉力螺钉向外侧滑移时被股骨外侧皮质阻挡，造成滑动加压失效，最终导致拉力螺钉移位。

本研究发现，术中对拉力螺钉长度计算不准确是造成 TFD 值过高的主要原因。术中植入拉力螺钉后，需松开纵向牵引减少骨折差距，然后对骨折断端加压，如果预先选择了较长的拉力螺钉，则会导致 TFD 增高。在另一种情况下，骨折复位良好，无需过多加压，此时若不慎选择了较短的拉力螺钉，又追求较小的 TAD 值，则会导致拉力螺钉向股骨头内拧入过多，钉尾下边缘顶点位于股骨外侧皮质内侧，TFD 值为负。这些均会增加术后拉力螺钉移位或切出的风险。

综上述，本研究显示 TFD 值较高患者术后拉力螺钉移位或切出的风险增加，因此术中应谨慎选择合适长度的拉力螺钉，控制 TFD 值，防止术后拉力螺钉移位或切出、内固定失败。