髓内钉周围股骨植入物周围骨折的多中心病例系列研究

《Journal of Personalized Medicine》：Peri-Implant Femoral Fractures Around Intramedullary Nails: A Multicenter Case Series

　　

背景：股骨骨折髓内钉固定术后发生的植入物周围骨折（peri-implant fractures）在老年骨科创伤患者中日益受到关注。此类骨折因骨质疏松骨内载荷传导改变、合并症负担及复杂骨折形态而构成显著的临床挑战。最佳治疗方案尚不明确，且骨质疏松治疗等二级预防策略应用不足。材料与方法：本回顾性多中心研究分析了2015年至2022年间11例股骨髓内钉固定后发生植入物周围骨折的患者。收集的数据包括人口学资料、合并症、骨折特征、植入物细节、术后康复方案、并发症及通过WOMAC和SF-12评分测量的功能结局。结果：患者平均年龄为85岁，骨折最常发生于钉的远端和近端钉尖处。心血管合并症普遍存在，平均Charlson合并症指数（CCI）为4.27。近半数骨折继发于跌倒等低能量创伤。45.5%的患者发生并发症，包括感染、心肌梗死、假体周围骨折及1例死亡。在可获得术后评估的病例中，WOMAC平均评分为49.0（n=10），SF-12躯体成分评分平均为25.0（n=11）。功能结局普遍较差，仅1例患者接受抗骨质疏松治疗。样本量小，无法可靠识别植入物相关危险因素。结论：整合骨折形态、植入物稳定性、骨量储备、合并症负担、关节状态及康复潜能的个体化治疗框架具有临床相关性，尽管本描述性系列研究无法验证决策算法。老年合并症患者的植入物周围骨折是一个复杂的临床问题，并发症发生率高且功能恢复差。骨质疏松治疗率低凸显了一个重要的改进领域。治疗应根据骨折形态、既有固定、骨量储备、相关关节疾病及患者衰弱状态进行个体化制定。需要更大规模的前瞻性研究以建立标准化治疗方案并改善患者结局。

研究背景方面，随着全球预期寿命延长，脆性骨折及其相关并发症的患病率不断上升，给医疗资源带来巨大压力。髓内钉（intramedullary nailing）因其载荷共享能力、旋转稳定性及促进早期活动等生物力学优势，被广泛接受为股骨干骨折及部分股骨近端骨折的金标准。然而，骨质疏松骨内刚性植入物的存在改变了正常载荷传导，形成应力集中点，使患者易在植入物周围发生新骨折，通常称为"植入物周围"或"钉周围"骨折。此类骨折带来独特的临床与手术挑战：既有植入物限制了手术入路和可用植入物选择，从而增加骨折复位与固定的难度；骨量储备常因初始损伤及随后的重建而受损，进一步增加固定失败或延迟愈合的风险；此外，此类患者常伴有多种合并症和较差的生理储备，导致术后并发症率和死亡率较高。从生物力学角度看，植入物长度、钉几何形态、皮质接触、骨折位置及锁定配置可能影响固定策略，但仅凭名义钉直径无法判定尺寸不足——10 mm的钉对于股骨峡部可能是合适的，即使其未填充较宽的干骺端髓腔；在缺乏峡部、髓腔-钉比率及植入物匹配度标准化测量的情况下，本系列无法确定钉尺寸是否促成了后续骨折。尽管植入物设计和固定技术不断进步，植入物周围骨折的最佳管理仍缺乏共识，治疗选择从保留植入物联合附加钢板或环扎钢丝固定，到钉更换或对骨质量差、骨折形态复杂者转为关节置换不等。决策过程因缺乏针对植入物周围骨折的标准化分类系统而进一步复杂化，这限制了跨研究比较结局及制定循证方案的能力。功能结局普遍较差，常表现为活动能力下降、持续性疼痛和生活质量受损。早期负重通常在初次固定后受到鼓励，但植入物周围骨折修复后适当的康复时间线仍不明确；延迟或不充分的康复可导致肌肉萎缩、关节僵硬和依赖性增加，对老年人尤为不利。另一个关键但研究不足的问题是接受髓内钉固定患者潜在骨质疏松和代谢性骨病的管理，尽管骨折风险高，双膦酸盐（bisphosphonates）等抗骨吸收治疗却很少被处方，反映出一级预防策略的缺口，这可能增加再骨折和植入物失败的风险，凸显了整合骨科、内科和康复科的多学科方法的必要性。从个体化医学角度看，植入物周围股骨骨折的管理需要整合解剖、力学、功能和全身性信息，而非选择单一首选植入物。骨折相对于既有钉的位置、初始骨折愈合的证据、残余骨量、关节退变、生理储备以及遵守保护性负重的能力，均可能影响保留植入物加辅助固定、更换髓内钉与重建性关节置换之间的平衡。这些是临床决策领域，而非在本队列中已被证明能预测结局的变量。因此，本研究的目的是描述真实世界中的表现和治疗异质性，并确定未来前瞻性、患者分层研究应记录哪些变量。本研究旨在描述一个小型多中心队列中髓内钉周围股骨植入物周围骨折的表现、骨折形态、手术管理、并发症和功能结局，特别强调衰弱老年患者在翻修固定与重建选择之间的实际决策。关于患者或植入物特征的探索性观察属于假设生成性质，不应被解释为已确立的危险因素。

研究人员开展了以下研究：分析性方法方面，鉴于仅11例观察值和异质性骨折形态，重点在于绝对计数、分母、范围和患者层面的描述；缺失情况在已知处予以说明（至骨折时间：10/11；WOMAC：10/11；SF-12 PCS：11/11）；并发症类别在同一患者内可能重叠，因此不应相加得出受影响患者数。探索性推断统计谨慎解读，未尝试多因素预测模型、混杂调整或因果推断。研究设计与报告方面，本观察性病例系列描述的是在既往手术置入髓内装置的情况下发生新股骨骨折的患者，分析单位为个体患者而非翻修手术或并发症数量；两个参与中心贡献了指定期间内识别的病例，由于无法获得初始髓内钉固定的总数，故未计算发生率；治疗由主治手术团队在常规临床实践中选择而非按方案分配，因此手术间比较不得解释为治疗效果估计。本回顾性多中心研究在意大利两家具备股骨骨折管理经验的骨科与创伤外科部门的医院开展，纳入2015年1月至2022年12月间既往髓内固定后发生植入物周围股骨骨折的所有患者，不论钉类型及顺行或逆行；排除标准为原发性骨肿瘤或转移所致病理性骨折、与髓内钉无关的假体周围骨折、临床或影像资料不完整及年龄小于18岁。数据收集通过回顾性查阅临床病历、手术报告、影像学检查及机构电子数据库完成，收集变量包括年龄、性别、骨折形态、初始髓内固定的手术细节（钉类型、直径、锁定方式）、首次手术至骨折时间及植入物-髓腔匹配度。合并症采用Charlson合并症指数（CCI）评估，依据原始算法计算，该算法纳入心肌梗死、充血性心力衰竭、慢性肺病、糖尿病（伴或不伴并发症）、癌症、肾脏疾病等疾病加权评分（按ICD定义）；每位患者的Charlson评分通过诊断编码和临床记录回顾性推导，作为总体健康和风险分层的替代标志物。植入物周围骨折基于改良描述系统进行影像学分类，考虑其相对于钉尖的位置（近端、远端、中段）、螺旋形、横形或粉碎性特征，以及是否累及新节段或与初始骨折部位重叠；采用标准正侧位X线片进行初始评估，部分病例行计算机断层扫描（CT）以明确骨折形态并评估皮质骨连续性和植入物整合情况；通过比较钉直径与相应节段测量的骨内膜管直径确定钉尺寸不足。既存骨关节炎对髋、膝关节分别独立评估，采用Kellgren–Lawrence分级量表，2级及以上视为影像学显著；该评估旨在识别植入物近端（髋）或远端（膝）关节活动度降低是否可能改变载荷传导并促成应力集中或骨折扩展。记录损伤机制（如意外跌倒、站立高度创伤、无创伤）、初次手术及植入物周围骨折后的负重方案、双膦酸盐等抗骨吸收治疗的使用情况；同时记录植入物周围骨折后的并发症，包括感染、心脏事件、再骨折和死亡。功能结局在可获得时采用西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数（WOMAC）和12条目简表调查躯体成分摘要（SF-12 PCS）评估，评分于最近随访或通过电话访谈获得，用于估计疼痛、活动能力和躯体生活质量。统计分析使用适当软件进行，连续变量以均数和标准差表示，分类变量以计数和百分比汇总；采用Mann–Whitney U检验和卡方检验等非参数检验探索CCI、负重方案、骨折形态与术后并发症等变量间的关联，p值小于0.05视为有统计学意义。本研究遵循《赫尔辛基宣言》，并经意大利罗马Fondazione Policlinico Universitario "A. Gemelli" IRCCS机构审查委员会（IRB）批准（方案编号0025817/22，批准日期2022年1月22日）；所有患者于2015年1月至2022年12月间接受标准手术治疗，所有数据于2025年回顾性检索和分析，并采取适当措施确保患者保密和数据保护；鉴于其回顾性、观察性和非干预性设计，本研究仅分析既往收集的临床数据，未对患者管理进行任何额外操作或修改，因回顾性设计和匿名化数据收集而豁免知情同意。主要关键技术方法包括：回顾性多中心病例系列分析（意大利两家医院，2015—2022年，样本队列来源为两家意大利医院的骨科与创伤外科部门）；Charlson合并症指数（CCI）合并症评估；改良影像学描述性骨折分类及部分病例CT评估；Kellgren–Lawrence分级评估髋膝关节骨关节炎；WOMAC和SF-12 PCS功能结局评估；Mann–Whitney U检验和卡方检验等非参数统计分析。

研究结果方面，共纳入11例髓内钉固定后植入物周围骨折患者，平均年龄85.2岁（±4.0）。骨折定位多样，最常见的类型为远端钉尖骨折和近端钉端骨折，各占27.3%（n=3）；远端螺旋形骨折占18.2%（n=2）；逆行钉孤立性近端钉尖骨折、中段螺旋形骨折合并远端钉尖骨折及孤立性中段骨折各占9.1%（n=1）。损伤机制报告为意外跌倒者占45.5%（n=5），另18.2%（n=2）为侧方跌倒；1例（9.1%）否认任何创伤，18.2%（n=2）未记录原因。初始髓内固定至植入物周围骨折的时间在5例中不足1年，5例中至少1年；探索性分析未发现至骨折时间与功能结局之间存在统计学显著相关性，但样本量小和临床异质性限制了统计效能，无法就无关联得出结论（WOMAC：r=0.16，p=0.46；SF-12 PCS：r=?0.11，p=0.58）。合并症方面，平均CCI为4.27（范围0–10），36.4%（n=4）被归类为高风险（CCI>5）；心血管疾病是最普遍的合并症组，至少54.5%（n=6）存在，包括心肌梗死、冠心病或心力衰竭；神经系统疾病报告于36.4%（n=4），慢性阻塞性肺疾病（COPD）27.3%（n=3），肾脏疾病27.3%（n=3），癌症27.3%（n=3）；1例（9.1%）为复杂性糖尿病，1例为偏瘫。由于样本量小及术后事件可能重叠，无法推断合并症负担与并发症之间的确证性关联。影像学髋、膝骨关节炎在可获得的影像中描述为：7例双关节受累，3例仅髋关节，1例仅膝关节。植入物周围骨折时实施的手术治疗包括长顺行髓内钉（45.5%，n=5）和逆行髓内钉（9.1%，n=1），后者优先用于骨量储备良好且无晚期关节退变的患者；长骨水泥钉（18.2%，n=2）用于骨质量差或股骨髓腔宽大者以改善植入物稳定性；组配式肿瘤假体置换（18.2%，n=2）保留用于严重髋或膝关节骨关节炎或大量骨缺损、固定被认为不可靠的患者；1例（9.1%）长钉联合环扎钢丝以在复杂骨折形态中提供额外稳定性。术后负重方案因治疗选择而异：初次手术后，54.5%允许渐进性负重，18.2%延迟15天后负重，18.2%延迟30天后负重，1例未记录；植入物周围骨折后，36.4%在30天后恢复负重，27.3%允许足尖点地负重，18.2%为渐进性负重，2例分别于20天和45天开始。负重时机对并发症（p=0.43）或功能评分（p=0.39）的探索性比较未达统计学显著性，样本量有限无法确定是否存在临床相关差异。并发症发生于45.5%（n=5）患者，手术并发症包括假体周围骨折（n=1），内科并发症包括尿路感染（n=3）和心肌梗死（n=1），部分患者经历多种并发症。有并发症的患者往往CCI评分更高、SF-12 PCS值更低；并发症计数指事件而非互斥患者，5例患者至少经历1次并发症，个体患者可经历不止1次事件。仅1例（9.1%）在骨折时接受双膦酸盐治疗，限制了关于抗骨吸收治疗作用的任何有意义的统计分析。WOMAC量表功能评估显示10名应答者平均评分为49.0（范围27–80），提示中度至重度残疾；SF-12躯体成分评分平均为25（范围20–30），反映躯体生活质量差；骨折前功能数据未一致获得故未作比较分析。初始钉直径为9 mm者5例，10 mm者5例，11 mm者1例；远端锁定静态者9例，动态者2例。

讨论部分总结：本多中心回顾性病例系列描述了11例髓内钉周围股骨植入物周围骨折的管理和结局。鉴于病例数少，其主要贡献在于对手术选择和随后临床病程的实用描述，而非识别骨折发生的独立预测因素；该小队列以描述性系列呈现，而非旨在建立统计学独立关联的分析，患者层面的临床轨迹将是这一以治疗为重点的呈现中最有价值的补充。队列平均年龄（85.2岁）凸显了发生植入物周围骨折患者的典型脆弱特征；与文献报道一致，最常见骨折部位为钉的远端和近端钉尖，这些区域可能作为生物力学应力集中点，尤其是与刚性固定和受损骨质量相结合时；然而，小型异质性队列效能不足，无法可靠评估骨折形态与临床变量之间的关联，无显著意义的结果不应解释为无关联的证据；已建立的Chan分类纳入了骨折相对于植入物的位置及原始骨折状态，可改善与已发表系列的可比性，但回顾性判定Chan亚型需要病例层面的影像和初始骨折愈合的确认，未分配未经核实的分类。该队列合并症负担大（结果部分CCI 4.27，范围0–10）；尽管有并发症患者中观察到更高CCI值（6.2对3.3；报告p=0.048），但小样本和探索性比较需要谨慎解读，这些发现无法建立可靠的预测模型；所报告的p值反映探索性未调整比较，鉴于队列规模、多重性和缺乏调整，这一发现仍属假设生成性质。髋和/或膝关节骨关节炎常被记录，但骨关节炎在老年人群中亦属常见；在没有与年龄匹配的社区对照或类似年龄因脆性骨折接受股骨髓内钉固定的患者进行比较的情况下，所观察到的比例不能被认为异常高或视为植入物周围骨折的危险因素；在本系列中其更可辩护的临床相关性在于翻修计划时的潜在考量：有症状的晚期关节退变、基线活动能力、骨量储备和新骨折位置可能影响固定还是重建手术更为合适；本病例系列无法量化骨关节炎对骨折风险的独立效应；全部11例患者至少在一个评估关节有影像学骨关节炎记录，进一步强调这一非对照系列无法确定骨关节炎患病率是否高于年龄匹配同龄人的预期。术后负重方案在初次和后续手术后均差异很大；探索性分析未检测到按负重时机的统计学显著差异，但研究效能不足，无法确立康复策略之间的等效性或安全性，因此活动应根据结构稳定性、骨质量和患者总体状况个体化。未来研究应前瞻性采集校准影像和钉-峡部测量、原始骨折愈合状态、植入物留置或取出、骨健康评估、患者报告的基线功能、标准化评估间隔、愈合时间及详细的不良事件时间；具有足够分母和对照队列的多中心登记研究随后可检验具有临床意义表型是否能预测固定失败、活动能力恢复或并发症，并支持外部验证的决策工具；在获得此类数据之前，目前观察主要支持透明报告和个体化多学科规划。对个体化治疗的意义方面，临床实践中首要决策是既有钉是否稳定并可安全保留原位，随后评估骨折位置和可用于固定的完整骨量；附加钢板联合或不联合环扎钢丝可在跨越远端植入物周围骨折的同时保留稳定的原始植入物；当髓内固定仍可行时，可考虑更换为更长的髓内结构；当因大量骨缺损或相关关节病变导致固定不太可能提供足够稳定性时，关节置换重建可能合适；实际手术还必须考虑衰弱、竞争性医疗风险和预期康复；这些示例说明了患者特异性推理过程，而非经过验证的算法或证明任何策略更优的比较证据。本队列中双膦酸盐使用极为罕见，仅1例接受积极治疗，限制了对骨吸收治疗保护或不利作用的任何有意义结论；然而这种使用不足可能代表二级骨折预防中的错失机会，提示需要改善既往股骨骨折患者对骨质疏松管理指南的依从性。原始回顾性判定为"尺寸不足"的3枚钉需要加以限定：钉直径不能仅以干骺端宽度判断，特别是10 mm钉按峡部直径和骨折形态可能是适当选择；无可用的预设钉-峡部比率、校准髓腔测量或可重复的匹配不足阈值，因此研究人员仅描述性报告钉直径和历史评估，未将这些病例定性为已证实的技术错误，也未声称髓腔填充不足导致了骨折。11例中9例（81.8%）采用静态远端锁定；从生物力学角度看，与允许控制性轴向动力化的构型相比，相对刚性的静态锁定结构理论上可能在钉尖附近集中应力，但该假设未在本队列中检验，无法从这些描述性数据推断因果关系。功能结局普遍较差，WOMAC评分提示中度至重度残疾，SF-12躯体成分评分提示生活质量受到实质性影响；尽管受样本量限制，这些结果强调了老年患者植入物周围骨折的深远后果，常导致功能衰退和依赖性增加；每位患者可核实处应报告完成的问卷数、随访间隔和骨折前功能基线，缺乏这些数据则术后残疾不能具体归因于植入物周围骨折。综上，这些观察支持个体化管理方法，考虑骨折形态及其与保留钉的关系、植入物稳定性、骨质量、相关关节疾病、患者衰弱和预期术后活动；有限队列不适合确定哪些因素导致植入物周围骨折或推导预防性植入物尺寸建议。对个体化医学而言，直接意义不是统一的翻修技术，而是对骨折解剖、机械结构选择、合并症、骨健康和预期功能恢复的结构化评估；这些因素应前瞻性记录，以便未来比较研究检验患者分层路径和有意义的结局。

研究局限性方面，本研究受回顾性设计、11例样本、异质性骨折与治疗及缺乏对照组所限；至骨折时间字段在1例患者中缺失且以月和年混合格式记录，有必要进行回顾性统一并与源记录确认；研究数据集未包括2015—2022年间两家机构初始股骨髓内钉手术总数，无法估计机构发生率；在其他地方治疗的病例也可能未被纳入；标准化峡部测量和经过验证的钉匹配阈值不可用，也未纳入年龄匹配的骨关节炎对照；小型异质性样本统计效能不足，无法排除涉及植入物配置或康复时机的有临床意义关联；这些局限妨碍了关于发生率、因果关系和独立危险因素的结论，支持以描述性、以治疗为重点的解读；源摘要未提供初始骨折、初始钉、后续骨折、翻修技术、并发症和随访之间完整的患者层面关联，因此补充的病例层面提取模板必须从源记录完成才能作为观察结果呈现；代表性的术前术后X线片同样应仅从经核实、适当去标识的临床图像中选择；创伤机制类别和CCI汇总也需要与原始病历核对。

研究结论部分译为：髓内钉周围股骨植入物周围骨折在合并症负担重的老年患者中带来困难的重建决策。在这一11例系列中，治疗根据骨折形态、可用骨量和关节状态包括翻修髓内固定、骨水泥增强钉结构和组配式假体重建。并发症和功能受限频繁发生，凸显了个体化手术规划和术后护理的重要性，而非提示本队列确立了骨折危险因素。骨质疏松治疗使用率低表明存在审查二级骨折预防路径的机会。然而，观察到的骨关节炎患病率和名义钉直径均不能解释为植入物周围骨折的独立原因。需要全部初始手术的分母来估计机构发生率，需要更大规模的比较研究来调查推定的预测因素。未来多中心研究应收集完整的初始手术分母、患者层面的至骨折时间、标准化植入物-峡部测量、年龄匹配对照和一致的临床结局。对于当前实践，本系列最好被视为对植入物周围骨折发生后所遇治疗选择和挑战的描述。