原文标题：How toenhance the stability
of locking plate fixation of proximal humerus fractures?An overview of current
biomechanical and clinical data

原文作者：Benedikt Schliemann , Dirk
Wahnert,Christina Theisen, Mirco Herbort, Clemens Ko sters, Michael J. Raschke,
AndreWeimann新疆医科大学第六附属医院创伤骨科任政

原文出处：Injury,Int. J. Care Injured
46 (2015) 1207C1214

对于肱骨近端骨折，标准治疗方式为锁定钢板固定，不过近年来大量研究指出，使用锁定钢板治疗肱骨近端骨折后的并发症发生率可高达49%。造成这么高并发症发生率最主要的两点原因分别是肱骨近端骨密度（BMD）低以及固定时缺乏内侧的有效支撑，从而造成固定不稳。

近年来的一系列临床研究及生物学研究均旨在如何避免这些问题。其中，在增加肱骨近端骨折锁定钢板固定稳定性上，大多数学者较为认同以下三项原则，它们分别是：在螺钉尖端低骨密度区域添加骨水泥以强化螺钉固定；使用内侧支撑螺钉（距螺钉）；若内侧柱粉碎则使用自体或同种异体骨移植。

近期来自德国的Benedikt在Injuy上发布了一篇指南型综述，文章回顾了近年来的肱骨近端锁定钢板固定的临床研究及生物力学研究，旨在为这类复杂骨折的处理提供一种相对标准化的治疗策略。

方法

选择以下任一关键词：“稳定性”、“内侧支撑”、“增强”、“骨水泥”、“骨移植”、“自体骨移植”及“同种异体骨移植”，与“肱骨近端骨折”结合作为检索词在Medline（美国医学索引）上进行检索，只纳入与之相关的英文文献。纳入的文献经筛选后主要可分为三组：（1）内侧支撑螺钉；（2）骨水泥强化固定；（3）骨移植强化固定。另外，这三组可进一步细分为临床研究及生物力学研究相关的亚组。

该文献内容主要从一下三方面进行阐述：（1）描述应用内侧支撑螺钉、骨水泥强化以及骨移植的基本原则；（2）阐明三种方法应用于肱骨近端骨折的合理性，然后详述所纳入文献对于这方面研究的结果及其相应临床意义。

结果

一、内侧支撑螺钉

Gardner教授等建议使用一些定量的标准来定义肱骨近端骨折是否具有稳定的内侧支撑，骨折满足以下条件我们认为其具备内侧支撑：（1）内侧柱完好无损、解剖复位且非粉碎性骨折（2）稳定型骨折，骨折线处骨干端插入肱骨头（3）交锁螺钉直接打入肱骨头近端内下象限软骨下骨5mm。正是由于内侧粉碎性骨折常见于复杂型的肱骨近端骨折，因而锁定钢板固定时内侧支撑螺钉的作用就尤为重要了（图1）。虽然螺钉只是打入肱骨头内下方，但其可有效对抗内翻畸形作用力，因而降低了继发的复位失败及随后的内翻塌陷的风险。

图1.
肱骨近端骨折锁定钢板固定时，内侧支撑螺钉（黑色箭头）维持肱骨内侧柱稳定性。

（1）生物力学研究

锁定钢板固定时内侧支撑螺钉加强固定的相关生物力学研究较少，截至目前，作者只检索到两篇研究锁定钢板固定加用内侧支撑螺钉的相关文献。也就是最近，Katthagen教授等在不稳定的两部分骨折模型上评估了内侧支撑螺钉的固定力量，打入两颗定向锁定矩螺钉，分别在旋转、轴向负荷、内收及外展负荷下进行刚度检测试验，结果显示在未联合应用内侧支撑螺钉进行固定时，不论哪一方向置钉其生物力学差异均不具有统计学意义，只有在同种异体皮质骨或松质骨移植后，固定的刚度、轴向及内收固定失效负荷才呈现显著增加，但在外展负荷扭转及刚度并未呈现这一效应。

恰恰相反，在Bai教授等的研究中，不稳定的两部分骨折模型采用额外距螺钉固定时，抗剪切力及轴向负荷力均显著增加，在内侧皮质完整的骨折中，加用的距螺钉并未起到加强固定的作用，同样，不管内侧皮质是否完整，加用的距螺钉也未起到相应的抗畸形力作用。

（2）临床研究

与生物力学那两篇文献矛盾结果不同的是，所有符合纳入条件的临床研究均显示肱骨近端骨折采取锁定钢板固定加用内侧支撑螺钉效果良好。

第一篇此类研究由Gardner教授等率先发表，其研究共纳入35例患者（平均年龄62岁）中，其中18例患者加用内侧支撑螺钉。结果显示，与未联合使用内侧支撑螺钉患者相比，加用内侧支撑螺钉患者的复位失败率显著降低（p
< 0.001）。另外在取得解剖复位稳定方面，作者认为使用内侧支撑螺钉是获得骨折内固定稳定复位的关键因素。

Zhang教授等人在另一项前瞻性随机研究中得出的结论与Gardner教授等的相一致，其研究共纳入72例（平均年龄63.2岁）使用锁定钢板固定时加用内侧支撑螺钉或锁定头螺钉处理肱骨近端骨折的患者，平均随访30.8个月以后，评估这些患者的临床及影响学改变。结果显示使用内侧支撑螺钉患者的Constant评分显著高于未使用患者（p=
0.01），且未使用内侧支撑螺钉患者的内固定失败率也要高于使用内侧支撑螺钉患者（23.1% vs. 3.4%, p =
0.036）。除此之外，作者也观察到，在三至四部分骨折块的患者中，复位失败率更高。因而，作者得出结论认为使用内侧支撑螺钉可加强肱骨近端骨折锁定钢板的机械稳定性，这一点在复杂性肱骨近端骨折患者中尤为重要，在内侧支撑螺钉的辅助下，内固定维持复位的时间更长。

近期也有一些相关的临床研究，Jung教授等发现锁定钢板固定时加用内侧支撑可取得良好效果，其作者对比了36例（平均年龄62.5岁）具备内侧支撑患者与27例（平均年龄61.7岁）不具备内侧支撑患者的相关数据，结果发现具备内侧支撑患者的肩关节Neer评分为85.7
±7.8，而不具备内侧支撑患者的Neer评分为78.0 ±14.2（p = 0.008）。肱骨近端骨折不具备内侧支撑者的并发症发生率也明显更高（37% vs.
11.1%, p = 0.014）。

二、骨水泥强化固定

骨水泥加强固定已经成功运用于肱骨近端骨折的处理上。磷酸钙和硫酸钙骨水泥均可用在肱骨近端骨折时填充于骨折间隙，尤其是干骺端骨折间隙的处理上。头螺钉采用骨水泥强化固定可在打钉前先打入骨水泥或者使用空心钉皆可，这两类方法都已在临床上取得良好效果（图2）。

图2.
空心钉加用骨水泥强化固定（A），术后影像（B）。

（1）生物力学研究

2002年Kwon教授等率先对磷酸钙用于肱骨近端骨折进行相关生物力学的研究，其研究为对尸体一侧肱骨分别对三叶草钢板、角刃钢板与克氏针，另一侧加用磷酸钙骨水泥，对比两侧的固定效果。结果显示，使用磷酸钙骨水泥加强固定的骨折块间活动显著下降，同时骨水泥加强固定后的扭矩极限和扭转刚度也显著提高。

表一为关于肱骨近端骨折锁定钢板联合骨水泥加强固定的生物力学研究，虽然这些研究的骨折模型、检测方式及负荷方向都不大相同，但其结果出奇一致：锁定钢板联合骨水泥加强固定用于肱骨近端骨折可取得良好的生物力学效果。

表一.
肱骨近端骨折锁定钢板联合骨水泥加强固定的生物力学研究

但使用骨水泥的一大隐患就是在其固化过程中会出现温度上升。温度的提高势必对骨及软骨造成损伤进而导致内植物的松动。Blazejak教授等在37摄氏度（模仿人体温度）水浴中对尸体肱骨近端骨折标本使用骨水泥加强固定的产热效能进行评估，其实验为每个螺钉加用0.5毫升PMMA进行加强固定，测量螺钉尖软骨下骨及关节表面温度。结果显示软骨下骨温度43.5
°C，关节表面温度38.6°C，未达到文献报道的导致骨细胞坏死或凋亡的温度临界值。此外，在Goetzen教授等的一项体外研究也指出2.8毫米空心钉骨水泥强化固定后取出空心钉是没有任何问题的，取出不需要更高的扭矩或其他特制的仪器。

（2）临床研究

Robinson教授及Page教授率先对25例肱骨近端骨折采用支撑钢板螺钉内固定联合磷酸钙强化固定的治疗结果进行了随访，结果显示在术后一年到两年的随访过程中，使用强化固定后所有病例复位良好，骨折愈合，效果满意。

目前只有两项临床研究评估骨水泥强化锁定钢板固定肱骨近端骨折的效果：

Egol教授等在处理肱骨近端骨折伴有干骺端缺损时的处理方式分别为缺损搁置不处理（39%）、松质骨植骨加强（32%）以及硫酸钙骨水泥加强固定（29%）。结果显示应用磷酸钙加强固定可减少骨折端的骨吸收。与使用松质骨植骨及搁置不处理相比，磷酸钙可有效减少螺钉对于骨质的破坏（p
= 0.009），另外，应用磷酸钙骨水泥加强固定的并发症也明显较少。

Somasundaram教授等使用硫酸钙骨水泥来填充干骺端骨缺损，强化锁定钢板螺钉的固定。2，结果显示1例患者（22例肱骨近端骨折）的骨折均愈合良好，且未见并发症及硫酸钙相关不良反应的发生。

到目前为止，没有对应锁定钢板联合空心和穿孔螺钉配合骨水泥加强固定的临床研究报道，另外，对于比较单独使用锁定钢板与螺钉加强固定的随机对照试验尚待进行。

三、植骨

Walch教授等最先使用髓内植骨治疗肱骨外科颈骨不连，对于肱骨内侧皮质不连续的骨折，髓内植骨可提供稳定的内侧支撑因而防止肱骨头内侧塌陷。

（1）生物力学研究

Mathison教授等首先对锁定钢板联合髓内植骨与单独使用锁定钢板的生物力学改变进行研究，用6具尸体标本进行这两种固定方式的比较，平均骨龄85.8岁。肱骨外科颈10mm楔形截骨模拟来内侧柱的粉碎性骨折.结果显示通过髓内带血管腓骨移植可将内固定失效负荷提高1.72倍（标准差0.54；p
= 0.02），结构刚度提高3.84倍（标准差1.92）。

Bae教授等的研究取得相似的结果，他们在7对尸体标本上对锁定钢板联合髓内植骨与单独使用锁定钢板的生物力学进行比较研究。结果显示锁定钢板联合髓内植骨强化固定的骨折位移显著减少，同时最大内固定失效负荷及固定刚度远远高于单独使用锁定钢板固定。肱骨内翻塌陷和钢板的折曲是单纯锁定钢板固定后常见的内固定失效形式，而骨移植加强固定失效主要由于肱骨头切出或移植的腓骨块骨折。

Chow教授等在8对尸体肱骨上也进行了同样的研究，其结果显示所有8根使用锁定钢板联合髓内植骨强化固定后的肱骨均未出现肱骨内翻塌陷畸形，而在8根单纯锁定钢板固定的肱骨中，有6根因内翻塌陷导致固定失败（p<
0.05）。

在最近的一项研究中，Katthagen教授等将制作不稳定肱骨两段骨折模型，将股骨头皮质骨及松质骨植入内侧骨折间隙加强锁定钢板的固定，同时联合使用内侧支撑螺钉，这么做的结果就是显著提高单纯使用锁定钢板固定的轴向刚度、内收刚度及内固定失效负荷（p
<
0.017）。不过在股骨头骨块移植恢复肱骨内侧骨质缺损时,需要皮质骨支撑远近端以保证稳定压合，相比之下，髓内植骨也可以安全有效地插入完成粉碎的内侧柱。

尽管以上研究的检测方式各异，但通过髓内带血管腓骨移植或内侧打压植骨后的固定刚度及固定失效负荷均远远高于单纯的锁定钢板固定。

（2）临床研究

Gardner教授等最先对7例肱骨近端骨折患者采用锁定钢板联合髓内带血管腓骨移植进行报道，他们对7名患者随访直至骨折愈合或未观察到复位丢失。其结果显示移植骨块在术后3个月到4个月就能与肱骨完全融合。但是，这7名患者中有3例在术后早期进行了翻修（一名患者因术后创面持续渗液，两名患者因关节屈曲小于110度进行关节镜松解术）。最终作者认为髓内植骨不但提供了肱骨内侧支撑，同时也可作为一个复位工具在术中使用。自Gardner教授研究之后，又有一系列四级研究发表，表二为目前锁定钢板联合自体骨或异体骨强化固定的相关临床研究。

表二.
锁定钢板联合自体骨或异体骨强化固定的相关临床研究

Zhu教授等的研究是唯一一项病例对照研究，实验组为18例肱骨近端四部分骨折患者，治疗方式为锁定钢板联合自体髂嵴骨移植加强固定，对照组为22例同类型骨折患者，治疗方式为单纯锁定钢板固定。平均随访25.4个月后，实验组在各个方向上的活动范围均明显高于对照组（p
<
0.001），同时实验组的VAS疼痛评分也低于对照组患者，SF-36生活质量表调查表得分实验组也明显高于对照组。此外，Hinds教授等指出锁定钢板联合骨内腓骨支撑植骨加强固定在老年患者与非老年患者间的差异并不具有统计学意义。

讨论

文献检索结果表明内侧支撑螺钉、骨水泥加强固定及移植骨的应用是目前最常用的三种加强锁定钢板固定稳定性的方式。当前的一些限制是有些研究相关的证据等级较低，同时这三种方式的前瞻性随机临床试验较少，但就目前各文献所得出的结论而言，在复杂肱骨近端骨折的处理上，这三种方式可帮助其取得良好的复位质量和可靠的临床效果。

肱骨近端骨折最常用的治疗方式便是锁定钢板，但其高并发症率，特别是在患有骨质疏松症的老年人中这一点尤为突出。虽然并不是每种并发症都需要进行翻修，但高达三分之一的患者术后需要翻修就让人难以接受了，这就使得研究一种新的方式来预防内固定失效迫在眉睫。Krappinger教授等发现年龄、局部的骨密度、解剖复位及内侧骨皮质的支撑恢复均可对内固定的牢靠性产生影响，因而目前的研究均从控制和改变这几个因素入手。

几乎所有的文献都认为内侧支撑螺钉对于维持复位的牢靠作用显著。首先，内侧支撑螺钉降低复位失败的发生量；其次，联合应用内侧支撑螺钉术后功能恢复良好。从生物力学的角度讲，内侧支撑螺钉在肱骨两部分骨折的结构刚度及内固定失效负荷仍然是有争议的，不过与肱骨复杂性骨折相比，肱骨两部分骨折的稳定性本身就较高，因而内侧支撑钢板在这类骨折中的效力就随之降低。但还有一个并不乐观的情况就是内侧支撑螺钉在更加复杂的肱骨近端骨折中应用的生物力学研究数量也不是很多。

虽然目前这些生物力学研究的检测方式并不相同，但不论哪一类型骨折，应用骨水泥加强固定均可提高固定的刚度、内固定失效负荷以及减少骨折块间的微动。骨水泥强化固定的病例报道指出骨水泥的应用安全性较高并不增加破坏软骨或骨质的风险，同时骨水泥强化固定后的并发症发生率也较低。

但需要注意的是，目前并没有足够的临床证据指出骨替代品可作为常规治疗方式，同时需要骨水泥加强固定的螺钉种类也没有明确的规范，一些学者推荐当螺钉打向肱骨前侧骨密度较低部位时需联合应用骨水泥加强固定，其他情况下只将骨水泥打至肱骨头中间部位即可。所以接下来的研究任务应是着重寻找股骨头中间的哪些具体部位可增加内固定的稳定性。

需要将手术切口开大以便于将移植骨插入肱骨近端，但骨移植越来越成为一种安全有效的加强锁定钢板固定稳定性的方式。应用骨移植强化固定的常见并发症（如血肿和感染）发生率并未见升高。目前一些研究的随访时间虽然较短，但文献中也未观察到复位失效情况的出现。生物力学研究结果也与临床研究结果一致，所以在锁定钢板基础上采用移植骨加强固定可提高固定的刚度及内固定失效负荷，同时可避免骨折块的移位。

总结

综上所述，内侧支撑螺钉、骨水泥加强固定及骨移植加强固定可提高使用锁定钢板处理肱骨近端骨折固定时的稳定性。虽然没有强有力的证据支持，但即便是在复杂型肱骨骨折中，这三种方式的应用均朝向取得及维持复位牢靠的方向发展。内侧支撑钢板并不需要扩大入路且未见不良事件发生，因而所有肱骨近端骨折患者都可常规应用以增强肱骨内侧柱的支撑作用。骨水泥及骨移植加强固定方面有着非常喜人的潜能，但就目前而言彻底在临床上实行还是不现实的，我们需要的是更多大样本及高质量的临床研究来证实其具体的作用。