《BMC Musculoskeletal Disorders》：Internal-locking intramedullary nails (talons, claws, wings, wedge-locks, endopins): a mechanics-guided scoping review of designs, failure signatures, and technique imperatives
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摘要
背景：“内锁定”概念——可展开talons/claws与带倒刺锚定件（tanged anchors）、带翼/楔形翼（winged/wedge-wing）头部元件、刀片扩张式与楔形锁定式（wedge-locked）远端模块、由内向外式内部远端锁定钉（e
摘要
背景：“内锁定”概念——可展开talons/claws与带倒刺锚定件（tanged anchors）、带翼/楔形翼（winged/wedge-wing）头部元件、刀片扩张式与楔形锁定式（wedge-locked）远端模块、由内向外式内部远端锁定钉（endopins）以及形状记忆（镍钛诺，nitinol）翼——旨在通过减少对徒手远端交锁螺钉的依赖来简化髓内（IM）固定，同时维持稳定性。
方法：采用Scoping review（范围综述）方法，系统检索PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science和Google Scholar（1980年1月至2025年10月；末次检索日期为2025年10月25日）。纳入评估带内锁定机制的髓内系统用于肱骨干/骨干、髋部（转子间、基底颈或转子下）、股骨干/股骨远端、胫骨、腓骨、锁骨以及特定骨盆/足部适应证的文献。纳入台架/Bench、有限元分析（FEA）、尸体、临床（比较性和单臂）、技术及卫生经济学报告。对人类临床研究，纳入英文全文文献；在修订期间，重新评估了含英文摘要且可提取结局数据的非英文全文。筛选由单一审稿人完成，数据按解剖类型、关键技术协变量（复位质量、中心-下方头位置、尖端-顶点距离[TAD]）、结局和并发症进行图表化提取。63项证据来源符合纳入标准并完成图表化；详细信息汇编于补充表S1（主证据表）。其余10篇参考文献为背景/方法论或定义性引用——例如，为尖端-顶点距离（TAD）和以距骨支撑为参照的指标（如Calcar-TAD）等关键技术协变量提供基础研究的文献——因此未列入或评价于补充证据表中。
结果：对于肱骨干，内部远端锁定策略降低了顺行髓内钉的远端瞄准负担，可缩短手术时间并避免额外的远端切口，但结局仍强烈依赖技术。历史性Seidel数据及更近期的肱骨内锁定系列研究提示，主要风险在于旋转不稳定、技术性锁定失败、近端内植物相关症状和肩部并发症，而非仅远端机制本身。台架和尸体研究表明，与回缩状态相比，talons在下方软骨下骨中的展开可使扭转阻力增加约2–3倍、骨折块间压缩力增加约2倍，这为TAD为15–25 mm且头元件位于中心-下方时减少拉力元件滑移提供了合理依据。有限元模型提示，当展开扭矩和摩擦足够时，楔形锁定结构可接近螺钉锁定的轴向/扭转刚度，但锁定窗口附近存在应力集中。临床上，在老年转子间骨折中，当复位/TAD得到优化时，带talon、螺旋刀片和双螺钉头髓内钉的愈合及功能结局总体相似；内锁定设计常与较短的手术和透视时间相关，且远端talon锁定在不稳定型骨折中被报道与较低的切出率相关。在股骨/胫骨干中，内部远端锁定缩短了手术和辐射时间，且无一致的愈合劣势，但峡部以远的简单骨干骨折在不加辅助措施时出现轴向短缩/旋转畸形的风险更高。在腓骨和锁骨中，现代髓内系统愈合率高（约98–100%），伤口并发症低；在台架/合成模型中，talon螺钉可再现类似钢板的轴向刚度，但扭转性能仍较差。早期卫生经济学信号提示talon锁定结构具有潜在成本效益。
结论：在各类适应证中，手术技术仍是结局的主导决定因素；当基本原则（复位质量、中心-下方头位置、TAD 15–25 mm）得到遵循时，经过审慎选择的内锁定机制可在不损害稳定性的前提下带来效率和软组织优势。本文提出了一套实用的分类系统和决策框架，以及按骨折类型分层进行比较试验和工程优化的优先方向。
**论文解读：内锁定式髓内钉的设计、失败特征与技术要点的力学导向范围综述**
**一、研究背景与目的**
髓内钉固定一直是长骨骨折治疗的基石，但传统的徒手远端交锁螺钉技术增加了手术时间、透视暴露、软组织损伤和瞄准复杂性。为克服这些局限，过去四十年间涌现出一系列“内锁定”解决方案，旨在从髓腔内部实现内植物固定，无需经皮质远端螺钉即可提供可控的轴向加压。这些机制包括可展开的talons/claws和带倒刺锚定件、带翼/楔形翼拉力螺钉、刀片扩张式与楔形锁定远端模块、由内向外式内部远端锁定钉（endopins）以及形状记忆（镍钛诺）翼等。这一技术谱系可追溯至Reis的双加压扩张式髓内钉——该钉虽实现了早期活动与外周愈合，但暴露了转子区突出和应力集中等设计敏感性问题；随后经由Fixion球囊扩张钉在无菌性骨不连中减少了远端瞄准负担，发展至当代具有可重复、低剖面展开和整合锁定策略的头髓及骨干系统。
从力学角度看，近端头-颈稳定性更多取决于旋转控制和前内侧皮质支撑的恢复，而非品牌本身。台架和尸体研究显示，可展开talons在下方软骨下骨的锚定可将扭转阻力提高约三倍、骨折块间压缩力提高约两倍，这为在尖端-顶点距离（TAD）维持在15–25 mm且头部元件位于中心-下方时减少拉力元件滑移和降低切出率提供了机制基础。然而，既往证据分散于各解剖部位和不同器械类别，缺乏系统整合。因此，本研究旨在通过范围综述的方法，绘制内锁定髓内钉的机制类别、失败特征和临床证据，建立力学科知（mechanics-aware）的分类框架，为临床决策提供实用指导。
**二、研究方法与技术**
本综述遵循PRISMA-ScR指南进行范围综述，未计划定量荟萃分析。检索数据库包括PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science和Google Scholar（1980年1月至2025年10月25日），检索策略结合受控词表（MeSH/Emtree）与自由词及品牌/器械名称。纳入标准涵盖成人肱骨干、髋部（转子间、基底颈、转子下）、股骨干（AO/OTA 32）、股骨远端（33）、胫骨（42）、腓骨、锁骨及特定骨盆/足部适应证的髓内固定研究；干预措施为采用内锁定机制（可展开talons、claws或tanged anchors；带翼或楔形翼头部元件；刀片扩张式或楔形锁定远端模块；endopins；形状记忆翼）的髓内系统。纳入研究类型包括台架/Bench、有限元分析（FEA）、尸体研究、随机或非随机比较队列、前瞻性或回顾性单臂系列、技术报告及经济学分析。筛选和数据提取由单一审稿人完成，为减少偏差，模糊摘要被保留进入全文评估，关键数据字段在提取后进行交叉核对。最终63项证据来源被纳入定性综合，其余10篇为背景/方法论引用。研究按解剖区域和机制类别进行综合，提取手术效率、愈合、失败模式、并发症及卫生经济学终点。
**三、主要研究结果**
**历史演变与命名分类。** 历史经验表明，Seidel肱骨钉虽避免了远端交锁，但旋转控制不良和肩部并发症频发；Fixion球囊扩张钉在骨干骨不连中愈合率高但存在充气失败、弯曲、断裂等特有失败模式。研究者提出了涵盖六类头髓钉（CMN）机制的Russell和Klima分类系统：1类为单螺钉/刀片嵌入型，2类为单拉力螺钉动态加压型，3类为单螺钉联合辅助固定（talons/claws/骨水泥）型，4类为双独立头螺钉旋转控制型，5类为非集成双螺钉家族，6类为集成双螺钉内部加压型。此外还存在CMN家族之外的talon机制应用，包括带talon拉力螺钉的髓外滑动髋螺钉（CHS）、长骨髓内钉远端可展开talons/claws（无螺钉远端锁定）、扩张式/楔形/记忆金属钉、带近端可展开talons的腓骨髓内钉、带可展开talons的空心加压螺钉（髋臼/骨盆）及带致动talons的锁骨柔性-刚性髓内棒。
**生物力学基础。** 尸体研究表明，talon在下方位置展开较回缩状态可提高约三倍峰值扭矩和两倍峰值骨折块间压缩力，循环旋转减少。在转子间复合骨模型中，带talon的头部元件在近峰值载荷下位移最小。FEA研究显示，当展开扭矩约3 Nm且楔-皮质摩擦系数μ≥0.5–0.7时，楔形锁定结构在轴向/扭转刚度上可与螺钉锁定结构相当，但应力集中于楔形窗口边缘，需通过边缘倒角/圆角和窗口位置远离骨折来缓解。胫骨自适应tangs/talons FEA显示轴向和剪切应变降低，支持无螺钉干骺端锚定。
**各解剖区域临床证据。** 肱骨干方面，talon型内锁定较传统螺钉锁定钉缩短手术时间（64对90分钟）并减少神经并发症；endopin概念尸体研究显示更快的远端锁定时间和无神经血管损伤；但简化模型中endopin结构的平均轴向失败载荷较低（2627 N对7141 N）。转子间骨折方面，在复位和头部定位优化时，Talon PFN、PFNA和InterTAN的愈合率、Harris评分、再手术率和一年生存率相似；效率上Talon PFN最优，InterTAN维持对线最佳；远端claw/talon锁定在不稳定型骨折中与更低的切出率相关。股骨干方面，talon远端锁定缩短手术时间约10–20分钟并减少辐射和出血，但愈合时间延长约4–6周；远端至峡部的骨折出现轴向短缩/旋转畸形风险较高；形状记忆镍钛诺翼钉实现100%愈合，辐射暴露极低。胫骨方面，简单AO-42 A型骨折中螺钉锁定愈合更快且骨不连率更低（2%对比29.5%），但以闭合复位为主的talon系列中talon钉愈合更早；RCT显示刀片扩张钉显著减少时间和辐射且普遍愈合。腓骨方面，带近端三角化talons的现代髓内钉实现约98–100%愈合率和极低伤口并发症。锁骨方面，talon致动髓内钉较微创钢板手术时间更短、愈合更早（约11.8对13.8周）。髋臼和第五跖骨方面，talon空心加压螺钉在轴向刚度上可匹配钢板但扭转仍逊于钢板；Jones骨折talon钉实现约94%愈合率。
**四、讨论**
研究者将内锁定解释为工作流程和固定模式的创新，而结局的主要决定因素仍是复位质量、头部元件位置和骨折类型特异性稳定性需求。TAD≤25 mm仍是预测切出风险的实用指标，但CalTAD等以距骨支撑为参照的指标可能更好地反映内下锚定情况；“功能性”（非解剖）正/中性内侧或前内侧皮质支撑可通过控制滑移提供继发稳定性，而负性支撑模式易致固定失败。机制类别主要改变失败特征而非消除失败——talon锁定在转子间骨折中表现为半刚性负荷分担和钉-髓腔滑移，在骨干骨折中远端至峡部位置可出现轴向短缩/旋转畸形；楔形锁定结构在窗口位置不当或边缘锐利时可产生应力集中。研究局限包括单审稿人筛选、单中心回顾性研究为主、各研究间愈合/对线定义不一致、FEA模型验证报告不完善等。未来优先方向包括按骨折类型分层的随机对照试验、以现代导航辅助远端瞄准为对照、统一报告TAD和CalTAD、建立机制感知的不良事件分类系统以支持上市后监测。
**五、研究结论**
结局在很大程度上由技术主导——复位质量、中心-下方头部锚定和TAD约15–25 mm——而机制类别主要决定结构如何失败而非是否会失败。Talon及类talon系统已从扩张/压缩原型发展为实用的内锁定选项，在复位和定位精细的前提下，能持续缩短手术时间、减少透视、最小化远端切口，同时实现与螺钉锁定结构相当的愈合和功能。其力学优势——增强的中心-下方头部锚定、talon或等效锁定远端固定的半刚性负荷分担、无螺钉干骺端锚定——在展开参数和几何构型得到尊重时，有台架和FEA数据支持。鉴于多数失败是可预测且技术依赖的——复位或TAD未达目标时的内翻/切出、半刚性远端锚定下峡部以远骨折的轴向畸形、位置不当楔形窗口处的应力集中——采用按骨折类型分层、力学科知的策略可使外科医生在不损害稳定性或愈合的前提下获得效率收益。该领域优先方向包括按骨折类型分层、基于熟练度的随机比较研究和稳健的上市后监测，以优化适应证并量化价值；迭代工程设计——特别是围绕头部元件锚定和楔形窗口几何优化——旨在进一步减少低频率、设计特异性并发症。鉴于证据以观察性和建模研究为主，本文陈述应理解为关联关系而非优越性断言；所提出的框架旨在指导假设生成并支持模式感知的术中决策。
