Opakovaná reoperace selhané DHS: klinická a biomechanická analýza – kazuistika


Repetitive reoperation of the DHS failure: clinical and biomechanical analysis – a case report

The author describes a rare case of repetitive reoperation of Dynamic Hip Screw failure due to the pull-out of the plate. An 86-year-old female patient suffered an injury – a pertrochanteric fracture of the left femur which was treated by DHS. After 14 weeks a new fall occurred and caused the DHS to fail – the plate pulled out and all cortical screws were broken. The first reoperation using a six-hole plate was performed. After a year and the patient’s new fall, a femoral fracture occurred in the area of the distal cortical screw underneath the plate. The DHS was removed, plate osteosynthesis of the femur was performed and the trochanteric fracture healed. No further complications were found, the patient died almost two years after the second reoperation. The biomechanical analysis of this case revealed a stress concentration close to the implant yield limit in the area of the distal cortical screw. Femoral neck screw placement was suitable with regard to the stress distribution.

Key words:
dynamic hip screw – proximal femoral fractures – osteosynthetic material breakage


Autoři: M. Hrubina 1,2
Působiště autorů: Ortopedické oddělení Pelhřimov, vedením oddělení pověřen: MUDr. M. Skoták 1;  Katedra lékařských a humanitních oborů Kladno, Fakulta biomedicínského inženýrství ČVUT v Praze, Kladno, vedoucí katedry: Prof. MUDr. L. Navrátil, CSc. 2
Vyšlo v časopise: Rozhl. Chir., 2013, roč. 92, č. 7, s. 389-394.
Kategorie: Kazuistika

Souhrn

Autor popisuje vzácný případ opakované reoperace selhané DHS uvolněním dlahy. 86letá pacientka utrpěla úraz – pertrochanterickou zlomeninu femuru vlevo, která byla ošetřena DHS. Po 14 týdnech došlo po novém pádu k selhání DHS – uvolnění dlahy, zlomení všech kortikálních šroubů. Byla provedena první reoperace s pomocí šestiotvorové dlahy. Po roce a novém pádu došlo ke zlomenině femuru v oblasti distálního kortikálního šroubu pod dlahou. DHS byla odstraněna a provedena dlahová osteosyntéza femuru, trochanterická zlomenina byla zhojena. Nebyly zjištěny další specifické komplikace, pacientka zemřela témeř za 2 roky po druhé reoperaci. Byla provedena biomechanická analýza klinického případu, kdy byla zjištěna koncentrace napětí v oblasti distálního kortikálního šroubu blížící se mezi kluzu implantátu. Umístění šroubu v krčku femuru bylo vyhovující s ohledem na distribuci napětí.

Klíčová slova:
dynamický skluzný šroub – zlomeniny proximálního femuru – zlomení osteosyntetického materiálu

Úvod

Metoda skluzného šroubu v léčbě zlomenin proximálního femuru je známá již téměř 60 let [1]. Dlaha s dynamickým/skluzným kyčelním šroubem (DHS) je již více než 30 let používanou a osvědčenou metodou zejména v léčbě stabilních pertrochanterických zlomenin [2,3]. Specifické komplikace tohoto implantátu jsou v literatuře dostatečně rozebrané [4–6]. Zlomení kovů (osteosyntetického materiálu) je však popisováno minimálně [7,8]. Zlomení kortikálních šroubů fixujících dlahu ke stehenní kosti je komplikace vzácná, obvykle s nutností reoperace. Opakovaná reoperace osteosyntézy, s výjimkou konverze na totální endoprotézu, není častá. V této práci jsme se zaměřili na jeden případ selhané DHS – uvolnění dlahy se zlomením kortikálních šroubů s nutností dvou reoperací, což jsme zatím v našem souboru z nyní již více než 500 provedených DHS zaznamenali jednou. Porovnali jsme klinický případ s biomechanickou analýzou [9].

Kazuistika

Na naše pracoviště byla 1. 11. 2006 přijata pacientka rok narození 1920 (75 kg, 168 cm), která doma spadla na levý bok. Dle RTG byla zjištěna dislokovaná zlomenina proximálního femuru vlevo s dislokací do varozity, která byla hodnocena jako ne zcela stabilní vzhledem k odlomení intertrochanterické kristy (obr. 1a). Pacientka před úrazem zvládala chůzi bez opory či dopomoci. Po zhodnocení stavu a nálezu byla indikovaná k osteosyntéze. Po předoperační přípravě byla 2. 11. 2006 zlomenina ošetřena ve spinální anestezii standardním způsobem s pomocí DHS (Medin). Byl použit šroub na osteosyntézu DHS délky 100 mm se závitem 33 mm, který byl umístěn na rozhraní střední a dolní třetiny krčku femuru, v axiální projekci centrálně v hlavici a krčku femuru. Dále byla použita dlaha 135° 3otvorová s 1” objímkou, která byla fixovaná bikortikálními šrouby, byl zaveden šroub kompresní délky 35 mm. Operaci provedl lékař s tříletou praxí v oboru pod dohledem zkušeného odborníka, výkon trval 50 minut a proběhl bez komplikací. Operační rána se zhojila per primam intentionem, od čtvrtého pooperačního dne pacientka zvládala chůzi o podpažních berlích (PB) s dopomocí fyzioterapeuta. RTG provedený 8. pooperační den ukázal dobré postavení implantátu i repozici zlomeniny (Obr. 1b). 14. 11. 2006 byla pacientka přeložena na oddělení následné péče. Operační rána byla zhojena, v oblasti stehna vlevo byl hematom ve stadiu resorbce. Pacientka dobře zvládala chůzi, levá dolní končetina byla prodloužena o 1 cm.

Při kontrole 8. 12. 2006 byla pacientka subjektivně bez obtíží, jízva byla klidná, hematom již zresorbován, bez známek infekce. Elongace končetiny byla 0,5 cm. Pacientka zvládala chůzi o PB sama a byla jí povolena částečná zátěž. 8. 2. 2007 byla provedena další kontrola. Pacientka byla bez obtíží, chůzi zvládala dobře, RTG (3 měsíce od osteosyntézy) prokázal dobré postavení s patrnými známkami hojení a mírnou kompresí fragmentů (Obr. 1c). Dolní končetiny byly stejné délky. Následně byla pacientce povolena plná zátěž operované končetiny.

Obr. 1a: RTG 86leté pacientky s pertrochanterickou frakturou dislokovanou do varozity
Fig. 1a: X-ray of the 86-year-old patient with a pertrochanteric fracture and varus dislocation

Obr. 1b: Stav 8 dní po osteosyntéze DHS, dobrá repozice zlomeniny, dislokace malého trochanteru proximálně
Fig. 1b: 8 days after the DHS osteosynthesis, good fracture reduction, lesser trochanter proximalisation

Obr. 1c: Stav 3 měsíce po osteosyntéze, patrná lehká komprese fragmentů, neúplné zhojení zlomeniny
Fig. 1c: 3 months after the osteosynthesis, mild compression of the fragments, incomplete fracture union

Dne 20. 2. 2007 pacientka doma na schodech uklouzla a opět spadla na levý kyčel. Dle RTG byla zjištěna dislokace v oblasti původní linie lomu se zlomením všech kortikálních šroubů a uvolněním dlahy (Obr. 2a). Byla indikovaná reoperace. 22. 2. 2007 byla provedena ve spinální anestezii první reoperace. Z původního přístupu byl vypuštěn výrazný hematom, byla provedena revize s nálezem zlomení všech kortikálních šroubů pod jejich hlavičkami, tyto byly odstraněny. Byl vyšroubován šroub kompresní a vyjmuta dlaha. Tyto kovy byly makroskopicky bez známek poškození. Šroub na osteosyntézu byl dobře umístěn v obou projekcích (což bylo kontrolováno pod RTG zesilovačem), byl dobře integrován (kontrolováno manuálně) a byl ponechán in situ. Byla provedena repozice a naložena 135° 6otvorová dlaha s 1” objímkou, která byla fixovaná 5 kortikálními šrouby. Třetí otvor nebyl využit vzhledem k ponechání zbytků původních šroubů v diafýze femuru. Byl zaveden nový šroub kompresní. Pacientka byla zajištěna ATB - celkem na 5 dnů (do negativní kultivace stěru z rány a konce drénu). Pooperační průběh byl bez komplikací, operační rána se zhojila per primam intentionem. Od pátého pooperačního dne pacientka zvládla chůzi o PB. 5. 3. 2007 byla propuštěna domů se zhojenou ránou a flexí   0–80° PB bez dopomoci. Operační rána byla klidná, zhojená, bez známek zánětu, obě dolní končetiny byly stejně dlouhé. RTG prokázal dobré postavení osteosyntetického materiálu i hojení zlomeniny (Obr. 2b). Na další doporučené kontroly se již nedostavila.

Obr. 2a: RTG nález 14. týden po osteosyntéze, stav po pádu, dislokace v původní linii lomu, zlomení všech kortikálních šroubů, uvolnění dlahy z femuru
Fig. 2a: X-ray in the 14th postoperative week, dislocation after the fall, cortical screws breakage, pull-out of the plate

Obr. 2b: Stav 5 týdnů po první reoperaci 6otvorovou dlahou, dobré postavení DHS i zlomeniny
Fig. 2b: 5 weeks after the first reoperation with a 6-hole plate, good position of both the DHS and the fracture

20. 2. 2008 byla nemocná opět přijata na naše oddělení, týž den doma ve sprše uklouzla a spadla. Poranila si oblast stehna vlevo, nemohla se na levou dolní končetinu postavit (předtím chodila doma sama s oporou vycházkové hole). Dle RTG byla zjištěna fraktura femuru pod distální částí dlahy – v oblasti dolního kortikálního šroubu, původní pertrochanterická zlomenina byla zhojena (Obr. 2c). Po zhodnocení stavu a nálezu byla po předoperační přípravě indikovaná druhá reoperace. 21. 2. 2008 byla ve spinální anestezii provedena původní jizvou s jejím rozšířením distálně revize s nálezem pevně integrované DHS v proximálním fragmentu. Byl odstraněn osteosyntetický materiál (zbytky kortikálních šroubů v diafýze byly ponechány in situ). Následně byla provedena dlahová osteosyntéza zlomeniny femuru s pomocí desetiotvorové dlahy Poldi I. Pacientka byla zajištěna opět ATB parenterálně celkem na 5 dnů. Pooperační průběh byl bez komplikací, operační rána se zhojila per primam intentionem. Od pátého pooperačního dne pacientka zvládla chůzi o PB s dopomocí. 4. 3. 2008 byla přeložena do léčebny dlouhodobě nemocných. Operační rána byla zhojena, oblast kyčle a stehna vlevo byla bez známek zánětu. Flexe kyčle byla 0–80°, dolní končetiny byly stejně dlouhé. Kontrolní RTG prokázal dobré postavení dlahy, repozici zlomeniny stehenní kosti a zhojení původní pertrochanterické zlomeniny (Obr. 2d,e).

Obr. 2c: Stav 1 rok po první reoperaci, zlomenina proximálního femuru zhojena, zlomenina femuru v oblasti distálního kortikálního šroubu po novém pádu
Fig. 2c: One year after the first reoperation, healed proximal femoral fracture, fracture of the femur in the area of the distal cortical screw after a new fall

Obr. 2d,e: RTG po druhé reoperaci, DHS odstraněna, zlomenina diafýzy femuru ošetřena dlahovou osteosyntézou, patrné zbytky původních kortikálních šroubů ve femuru 
Fig. 2d,e: X-ray after the second reoperation, DHS extraction, plate osteosynthesis of the diaphyseal femoral fracture, parts of the original cortical screws in the femur

Během dalších kontrol byla pacientka bez obtíží, koncem roku 2008 zvládla chůzi s oporou vycházkové hole. Zemřela v lednu 2010.

Počítačový model

K analýze biomechanických poměrů a odezvy kosti na zátěž jsme použili model femuru s tříotvorovou 135° DHS s 1” objímkou použitou na stabilní pertrochanterickou zlomeninu [9]. Materiálové charakteristiky implantátu dodal výrobce (Tab. 1). Náš případ s umístěním šroubu na rozhraní střední a dolní třetiny krčku femuru odpovídal modelu IIb (Obr. 3a). Po aplikaci zátěže byly zjištěny maximální hodnoty napětí v oblasti proximálního fragmentu femuru – 123,9 MPa s koncentrací napětí v oblasti Adamsova oblouku (Obr. 3b), v oblasti distálního fragmentu – 192,9 MPa s maximem koncentrace napětí v oblasti distálního kortikálního šroubu (Obr. 3c), v oblasti dlahy 717,3 MPa, šroubu v krčku femuru 698,1 MPa a kortikálních šroubů 688,2 MPa (Obr. 3d). Ani jedna hodnota nepřekonala mez pevnosti DHS, ale hraniční byly hodnoty v oblasti dlahy a kortikálních šroubů s ohledem na mez kluzu.

Tab. 1. Materiálové charakteristiky použité DHS Tab. 1: DHS material characteristics
Materiálové charakteristiky použité DHS
Tab. 1: DHS material characteristics

Obr. 3a: Modelová pozice umístění šroubu DHS v oblasti dolní třetiny krčku femuru
Fig. 3a: Model situation with the femoral neck screw placed in the distal third of the neck

Obr. 3b: Fragment proximálního femuru s distribucí napětí, koncentrace napěti v oblasti Adamsova oblouku
Fig. 3b: Proximal femoral fragment with stress distribution, stress concentration in the area of Adams’ arch

Obr. 3c: Fragment distálního femuru s distribucí napětí, koncentrace napětí v oblasti distálního kortikálního šroubu
Fig. 3c: Distal femoral fragment with stress distribution, stress concentration in the area of the distal cortical screw

Obr. 3d: Distribuce napětí v oblasti DHS, koncentrace v oblasti distálního kortikálního šroubu
Fig. 3d: Stress distribution of the DHS, stress concentration in the area of the distal cortical screw

Diskuze 

DHS se čtyřotvorovou dlahou fixovanou 4 bikortikálními šrouby je považovaná za standard v léčbě pertrochanterických zlomenin. Určitá nevýhoda čtyřotvorové dlahy je v délce incize, výraznější nutnosti preparace měkkých tkání, a tím pádem ve vyšším riziku krvácení či dalších komplikací [6]. Všechny tyto faktory mohou ovlivnit hojení zlomeniny. Na našem oddělení standardně používáme k ošetření pertrochanterických zlomenin primárně 3otvorové dlahy, jejichž fixaci považujeme za dostatečnou. Z celkově zhodnocených 436 DHS použitých na pertrochanterické zlomeniny jsme zlomení kortikálních šroubů zjistili v naší předchozí studii 3krát, z toho 2krát s nutností jedné reoperace [7]. Opakovanou reoperaci – reosteosyntézu – jsme provedli zatím v celém našem souboru pouze jednou. Jednalo se o starší, ale vitální pacientku, která po primární osteosyntéze zvládla návrat do domácího prostředí. Při kontrole ve třech měsících od operace byl stav přiměřený se známkami hojení zlomeniny. Následně upadla na operovanou končetinu a způsobila si tím dislokaci v původní linii lomu, uvolnění dlahy se zlomením všech kortikálních šroubů, jejichž zbytky byly dobře integrované v diafýze. Kontrolní RTG prokázalo nestabilní zlomeninu. Je ale též možné, že tato aktivní pacientka zlomeninu po primárním ošetření zatěžovala plně a zlomenina šroubů vznikla jako důsledek únavy materiálu, nikoli akutně vzniklého lomu. Vzhledem k ne zcela stabilní zlomenině by byla též možností primárního ošetření s použitím proximálního femorálního hřebu.

Po reoperaci delší dlahou, po novém pádu, vznikla zlomenina v oblasti distálního kortikálního šroubu. Vysvětlujeme si to tím, že fixace 5 šrouby byla dostatečně pevná a původní zlomenina byla již zhojena, což bylo potvrzeno i po odstranění DHS. Následně se i zlomenina diafýzy femuru zhojila po dlahové osteosyntéze. Naštěstí jsme nezjistili u pacientky infekční komplikaci, i když zde můžeme identifikovat několik rizikových faktorů (vysoký věk, opakované výkony) [10], což dáváme do souvislosti i s důrazem na preventivní podání antibiotik [11]. Selhání DHS uvolněním dlahy (spolu se zlomením kortikálních šroubů) je v literatuře popisováno vzácně. Laohapoonrungsee a kol. referovali o dvou selháních 2otvorové dlahy z 83 případů, 7. a 13. týden po osteosyntéze nestabilní zlomeniny. Oba případy byly řešeny reoperací za použití delší dlahy [12]. Říha a kol. zjistili v souboru 41 pacientů ošetřených 2otvorovou dlahou u jednoho pacienta její uvolnění po pádu, stav byl řešen reoperací za použití 4otvorové dlahy [6].

Parker a kol. z 300 zlomenin proximálního femuru ošetřených 4 a 5otvorovými dlahami popisovali 4krát uvolnění dlahy, z toho u všech případů nestabilních zlomenin. Selhání byla řešena 3krát reosteosyntézou delší dlahou a 1krát s pomocí proximálního femorálního hřebu. Zlomeninu femuru pod dlahou ani opakovanou reoperaci (mimo infekce či konverze na TEP) v souboru neměli [13]. Barton a kol. nezjistili ze 110 pacientů ošetřených DHS ani jednu tuto komplikaci [5]. V největším publikovaném souboru 1024 osteosyntéz DHS referovali Chirodian a kol. o 3 případech uvolnění dlahy a pouze u dvou pacientů byly provedeny dva operační výkony následující po primární osteosyntéze (extrakce kovů a konverze na TEP), opakovanou reoperaci – reosteosyntézu – nezaznamenali [14]. Wolfgang a kol. popsali dva případy uvolnění dlahy (3 a 4otvorové) u nezhojených fraktur, kde za příčinu selhání považuji přílišnou kompresi fragmentů skluzným efektem se zvýšením tlaku proximálního fragmentu na objímku dlahy, což vedlo ke zvýšení napětí kortikálních šroubů a k jejich následnému selhání [2]. V našem případě se o tento mechanismus nejednalo, došlo jen k mírné kompresi fragmentů skluzným efektem, k selhání došlo vždy po novém a značně energetickém úrazu. Možnost snížit ohybové síly by byla při použití DHS se 140°.

Biomechanickou analýzou fixace zlomenin proximálního femuru sa zabývali Yian a kol., kteří ve studii na kadaverech prokázali dostatečně pevnou fixaci 3otvorové dlahy k femuru s rovnoměrnou distribucí napětí. Neprokázali výhodu při použití delší (4otvorové) dlahy fixované bikortikálními šrouby [15]. V našem modelu jsme zkoumali 5 pozic šroubu v krčku femuru vždy s použitím tříotvorové dlahy [9]. Při analýze modelové pozice blížící se zkoumané kazuistice jsme zjistili ještě vyhovující stav v oblasti proximálního fragmentu, s koncentrací napětí v oblasti Adamsova oblouku, což může vést k částečné resorbci kosti a pomalejšímu hojení. Byla zjištěna koncentrace napětí v oblasti distálního kortikálního šroubu na hranici meze kluzu. Při opakovaném úrazu došlo zřejmě též ke koncentraci napětí pod vrcholem dlahy, ale pertrochanterická zlomenina již byla zhojena, a proto k uvolnění dlahy. Po zhodnocení obou variant – klinické kazuistiky a počítačového modelu – si dovolujeme říci, že počítačové modelování, i s ohledem na značné zjednodušení, je dostatečně validní a lze je využít k simulaci změn napětí po zátěži v oblasti zlomenin proximálního femuru.

Do budoucna je nutné počítat s nárůstěm počtu zlomenin horního konce stehenní kosti a též s  komplikacmi léčby se všemi jejími důsledky [16].

Závěr

Opakovaná reoperace selhané DHS uvolněním dlahy se zlomením kortikálních šroubů je vzácná komplikace. V jejím řešení je důležitá dostatečná fixace – přemostění zlomeniny. V našem případě byla komplikace vyřešena definitivně až téměř 1,5 roku po primárním úrazu. Klinické pozorování prokázalo opakovaně koncentrace sil v oblasti distálního pólu dlahy. Výše zmíněné závěry jsme potvrdili i biomechanickou analýzou na počítačovém modelu.

MUDr. Maroš Hrubina

Ul. Osvobození 1691

393 01 Pelhřimov

e-mail: mhrubina@gmail.com


Zdroje

1. Schumpelick W, Jantzen PM. A new principle in the operative treatment of trochanteric fracture of the femur. J Bone Jt Surg 1955;37-A:693–698.

2. Wolfgang GL, Bryant MH, OęNeil JP. Treatment of intertrochanteric fracture of the femur using sliding screw plate fixation. Clin Orthop Relat Res 1982;163:148–158.

3. Waddell JP (ed). The proximal femoral fractures. Improving outcomes. Philadelphia, Saunders-Elsevier 2011.

4. Palarčík J. Komplikace syntézy skluzným šroubem Medin. Rozhl Chir 2001;80:43–47.

5. Barton TM, Gleeson R, Topliss C, et al. A comparison of the long gama nail with the sliding hip screw for the treatment of AO/OTA 31-A2 fractures of the proximal part of the femur. J Bone Jt Surg 2010;92-A:792–798.

6. Říha D, Bartoníček J. Internal fixation of pertrochanteric fractures using DHS with a two-hole side-plate. Int Orthop 2010;34: 877–882.

7. Hrubina M, Skoták M, Krumpl O, et al. Zlomení osteosyntetického materiálu u pacientů se zlomeninou proximálního femuru ošetřenou DHS. Rozhl Chir 2012;91:146–150.

8. Jacobsen BW. Breakage of sliding hip screw. Acta Orthop Scand 1987;58:292–293.

9. Horák Z, Hrubina M, Džupa V. Biomechanical analyses of proximal femur osteosynthesis by DHS system. Bull Appl Mech 2011;7:60–65.

10. Džupa V, Džupová O, Bendová E, et al. Infekční komplikace operační léčby poranění pohybového aparátu: přehled rizikových faktorů a etiologických agens za roky 2000–2005. Klin Mikrobiol Infekc Lek 2007;13:242–247.

11. McQueen MM, Little John MA, Miles RS, et al. Antibiotic prophylaxis in proximal femoral fractures. Injury 1990;21:104–106.

12. Laohapoonrungsee A, Arpornchayanon O, Phornpuntkul C. Two-hole side-plate DHS in the treatment of intertrochanteric fracture: results and complications. Injury 2005;36:1355–1360.

13. Paker MJ, Bowers TR, Pryor GA. Sliding hip screw versus Targon PF nail in the treatment of trochanteric fractures of the hip. J Bone Jt Surg 2012;94–B:391–397.

14. Chirodian N, Arch A, Parker MJ. Sliding screw fixation of trochanteric hip fractures: outcome of 1024 procedures. Injury 2005;36:793–800.

15. Yian EH, Banerji I, Matthews LS. Optimal side plate fixation for unstable intertrochanteric hip fractures. J Orthop Trauma 1997;11: 254–259.

16. Džupa V, Bartoníček J, Příkazský V, et al. Sociálně-ekonomická studie pacientů léčených pro zlomeninu proximálního femuru. Rozhl Chir 2003;82:108–114.

Štítky
Chirurgie všeobecná Ortopedie Urgentní medicína
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se