大腿骨頸部骨折の固定術：最新の研究進展―叙述的レビュー

概要

大腿骨頸部骨折は、整形外科の臨床現場において、早急に克服すべき困難な課題である。この種の骨折は、患者の障害率および死亡率を著しく高める。若年成人では、大腿骨頸部骨折の多くが高エネルギー外傷によって引き起こされ、しばしば他の複数の合併外傷を伴うため、リスクの高い外傷タイプとされる。一方、高齢者では、骨粗鬆症を背景とした低エネルギー外傷が主な原因であるが、基礎疾患の重複により、障害や死亡のリスクはむしろさらに高くなることが多い。現在、臨床における大腿骨頸部骨折の治療は、手術療法を第一選択とするという点で、広く合意が得られている。手術法は主に「内固定術」と「人工関節置換術（アートロプラスティ）」の2大カテゴリーに分けられる。大腿骨頭には「3つの主要な血流供給源」がある。① 70％以上は、内側・外側回旋大腿動脈から分枝する網状動脈（レチヌラル動脈）によるものであり、これが大腿骨頭にとって最も重要な血流供給路である。② 約20％は、大腿骨幹部の栄養動脈によるものである。この動脈は大腿骨の中間部で髄腔へと進入し、大腿骨頸部まで到達するにとどまり、大腿骨頭への血流供給量はわずかで、その貢献度も限定的である。③ 約5％は、円索靱帯動脈（リガメンタム・テレス動脈）によるものであり、これは大腿骨頭の卵円窩周囲のみに血液を供給し、成人ではごく弱い血流供給作用しか持たない。血管障害の程度は、骨折の変位度と密接に関連しており、血流障害は直接的に大腿骨頭壊死（ONFH）のリスクを高める。したがって、臨床で内固定術と人工関節置換術のどちらを選択するかを判断する際には、骨折の変位度、骨量欠損の有無、患者の年齢など、多角的な指標を総合的に評価する必要がある。これらの要因はいずれも、固定失敗、偽関節、変形治癒といった合併症のリスクを高め、患者の下肢機能および生活の質（QOL）を著しく損なう可能性がある。内固定術は、大腿骨頸部骨折に対する基本的手術である。長年にわたり、国内外でさまざまな内固定技術が継続的に開発・改良されており、その目的は、骨折端を安定に固定し、骨折治癒を促進するとともに、患肢機能を最大限に回復させることにある。本レビューでは、大腿骨頸部骨折に対する各種内固定戦略を体系的に整理し、適応選択のポイント、主流の手術手技、および今後の先端的展開方向について、詳細に解説する。

01 内固定術の選択戦略

大腿骨頸部骨折に対する各種内固定術を紹介する前に、まず内固定術の適応を明確にする必要があります。既存の文献によると、大腿骨頸部骨折に対する内固定術後の手術失敗率および再手術率は8～21％と報告されており、個人差が大きいのが現状です。したがって、内固定成績に影響を与えるさまざまなリスク因子を十分に理解することは、臨床判断において極めて重要です。

1.1 骨折の転位と分類システム

大腿骨頸部骨折の治療方針を決定する際、骨折の変位程度が最も重要な評価指標であり、変位は血管障害のリスクを直接予測することができる。現在、変位を評価するための複数の骨折分類システムが存在するが、いずれの分類も治療の選択と予後の予測を完全にガイドすることはできない。臨床現場で最も広く用いられているのはガーデン分類である。この分類は、イギリスの整形外科医ロバート・サイモン・ガーデン氏によって1961年に提唱されたもので、骨折の変位の程度、骨折線の完全性、および大腿骨頭と頸部の間の骨小梁の配列関係に基づき、大腿骨頸部骨折を4型に分類している。ガーデンI型およびII型は非変位骨折であり、I型は外反 impacted（圧入）不完全骨折、II型は変位のない完全骨折である。こうした骨折に対しては、多くの臨床医が内固定術を第一選択としている。

1.2 パウヴェルス角（骨折線傾斜角）

パウヴェルス角は、骨折線の垂直方向への傾斜を表す指標であり、治療方針を決定する上で重要な評価項目の一つである。骨折線の走行方向に基づき、パウヴェルス分類では大腿骨頸部骨折を3段階に分類する：Ⅰ度（パウヴェルス角＜30°）、Ⅱ度（30°≤パウヴェルス角≤50°）、Ⅲ度（パウヴェルス角＞50°）。この分類において、パウヴェルス角が大きいほど（＝骨折線がより垂直に近いほど）、骨折端にはせん断力が強く作用し、固定安定性が低下し、水平型骨折と比較して内固定失敗のリスクが著しく高まる。したがって、パウヴェルス角が大きい大腿骨頸部骨折では、事前に内固定の予後不良を予測しておく必要がある。

1.3 骨質および年齢要因

外傷直後の初期変位のみでは、内固定術の予後を完全に判断することはできません。重度の変位を伴う骨折でも内固定後に良好な成績を示す例がある一方で、わずかな変位しか認めない骨折でも内固定失敗をきたすことがあります。骨質はもう一つの重要な影響因子であり、患者の年齢と強く相関しています。整復品質などの他の要因も重要ですが、高齢に加えて重度の骨粗鬆症および極めて乏しい骨量が存在する場合は、内固定失敗の独立した危険因子となります。

1.4 骨折部の後方傾斜（先端前方角）

骨折部の後方傾斜（別名：先端前方湾曲）は、内固定術の成績にも影響を及ぼす。文献における後方傾斜の測定定義には2種類の変化が含まれており、それぞれが大腿骨頭と頸部の間の後方湾曲、および後方への変位である。これらはいずれも骨折部の安定性を損ない、骨折部を通過する栄養血管を損傷する。Palmらは、後方傾斜角が20°以上であることが再手術の唯一の独立した予測因子であることを確認している。Garden分類は簡便で長年にわたり用いられてきたが、明らかな欠点を有しており、観察者間一致率（カッパ値）が極めて低く、0.03～0.56にとどまる。このため、骨折の後方傾斜の程度を正確に反映することが困難である。単一の正面像（AP）股関節X線写真のみを頼りに、Garden分類でI型またはII型（非脱臼性）骨折と診断し、内固定術を計画する際には特に注意が必要である。後方傾斜角が著しい場合には、術中においてこれを十分に矯正しなければならず、場合によっては内固定術そのものを中止し、直接人工関節置換術を選択すべきである。

1.5 手術時期

手術時期は、内固定術の予後を左右する重要な因子である。分野全体で、理論的にはできるだけ早期に手術を行うことで、外傷性大腿骨頭壊死や偽関節のリスクを低下させることができると広く認識されている。パパコスティディスらによる最近のメタアナリシスでは、大腿骨頸部骨折における受傷から内固定術までの期間と大腿骨頭壊死の発生率との間には統計的に有意な関連が認められなかった。ただし、受傷後24時間以上経過してからの手術は、偽関節のリスクを有意に高めることが示された（オッズ比［OR］＝0.33、P＜0.01）。「OR＝0.33」とは、24時間以内に手術した群と比較して、24時間以降に手術した群の偽関節発生リスクが約3分の1になる（つまり、リスクが約67％低下する）ことを意味する。なお、本論文ではORの解釈に注意が必要であり、通常は1より大きい値がリスク増加を示すが、本研究では定義上、OR＜1が遅延手術によるリスク増加を示すと報告されている。

1.6 整復法：開放手術整復 versus 経皮的閉鎖整復

手術前に、整復方法として開放手術による整復（オープン整復）か、閉鎖的手技による整復（クローズド整復）のいずれかを選択する必要があります。クローズド整復と比較して、オープン整復は解剖学的整復をより容易に達成できますが、組織への侵襲が大きく、著しく変位した骨折に対して主に用いられます。また、変位した大腿骨頸部骨折は、内固定だけでなく人工関節置換術（アートロプラスティ）でも治療可能です。このため、臨床現場における内固定手術では、クローズド整復がオープン整復よりも頻繁に用いられています。最近のメタアナリシスおよびランダム化比較試験では、オープン整復とクローズド整復とで、偽関節、大腿骨頭壊死、あるいは全合併症発生率において有意な差は認められないと確認されています。パットソンらは、北米の12施設（レベルI外傷センター）を対象とした多施設共同研究に基づき、若年～中年層の変位した大腿骨頸部骨折に対しては、オープン整復が整復品質の有意な改善をもたらさないばかりか、再手術リスクを高めることを指摘しています。したがって、オープン整復は適応を厳密に管理し、慎重に用いる必要があります。

1.7 長さが安定した固定および術中の圧迫固定の概念

大腿骨頸部骨折に対する内固定には、長さが安定した固定と術中の圧迫固定という2つの基本的な考え方があります。長さが安定した固定の利点は、術後の大腿骨短縮を抑制できることです。しかし、骨折が高度に粉砕されている場合には、この固定法全体の安定性が低下し、偽関節や内固定失敗のリスクが高まります。関連する研究でも、こうした症例では再手術率が高くなることが確認されています。したがって、高度に粉砕された大腿骨頸部骨折に対しては、無批判に長さが安定した固定を用いることは推奨されません。

1.8 植入物選択に関する論争

大腿骨頸部骨折に対する手術用インプラントの最適な選択については、臨床現場で依然として大きな議論が続いています。関連する臨床研究および生体力学的試験は引き続き発表されており、新たなインプラントや固定法も絶えず更新されています。以下では、現在主流の内固定インプラントと、それらに関する最新の研究動向をそれぞれ紹介します。

02 大腿骨頸部骨折の主流となる内固定手技

2.1 ダイナミック・ヒップ・スクリュー（DHS）

動的股関節スクリュー（DHS）は、大腿骨頸部骨折の内固定に最も広く用いられるシステムの一つである。その初代設計は1934年にロバート・ダニスによって完成され、長きにわたって臨床応用されてきた。この装置は当初、大腿骨頸部骨折の安定固定を目的として特化して開発されたが、その後、エルンスト・ポールやウィリス・L・パフ、ジョン・チャーンリーらの研究者により継続的に改良が加えられ、今日の成熟した現代型DHSシステムへと進化した。現在では、その適応範囲は大腿骨頸部骨折に限定されず、さまざまな大腿骨近位部骨折の固定にも用いられている（図1）。

図1．動的股関節スクリュー（DHS）を用いた内固定で治療された51歳の男性。不安定な大腿骨頸部骨折を有していた。術前撮影の（A）正面像および（B）側面像の股関節X線写真には、転位を伴う大腿骨頸部骨折が認められる。術後2年時点の経過観察では、（C）正面像および（D）側面像のX線写真において合併症は認められなかった。

DHS（動的髄内釘）は、大腿骨頸部骨折の手術用器具システムにおける中心的なインプラントであり、その設計は「荷重分担」と「制御された圧入」の2つの主要な力学原理に基づいている。手術中には、骨折線を横断するラグスクリューを挿入し、大腿骨幹部に固定されるサイドプレートと組み合わせることで、軸方向圧縮を生じさせ、骨折部の安定性を確保する。DHSは、わずかにずれた安定型骨折に特に適しており、比較的良好な骨癒合率および患肢の機能回復が得られる。臨床的には、DHSはしばしば多本の空心螺子固定法と比較される。DHSは軟部組織のより広範な剥離を必要とし、相対的に出血量も多いが、一方でより強固な固定安定性を提供できる。Denekaらは、不安定な基本頸部大腿骨頸部骨折に対する内固定法について、バイオメカニクス的コントロール試験を行い、DHSによる固定強度が多本空心螺子よりも優れていることを確認した。また、Limらによる最近のシステマティックレビューおよびメタアナリシスの臨床データでは、高角度Pauwels分類II型およびIII型の大腿骨頸部骨折において、DHS固定群の偽関節率が多本空心螺子固定群より有意に低かった（オッズ比＝0.32；95％信頼区間：0.11–0.96；P＝0.04）ことが示されており、こうした骨折に対するDHSの治療的優位性が明確に示された。医師の手技選択には地域差が見られ、Bhandariらによる横断的調査と回帰分析の結果、欧州の外科医は北米の外科医よりもDHSを多本空心螺子よりも好む傾向が強いことが明らかになった。バイオメカニクスおよび臨床の両面から、DHSの固定強度は多本空心螺子と同等以上であることが確認されており、特に垂直方向成分の強い骨折（Pauwels II型・III型）や不安定骨折（Garden III型・IV型）において顕著な優位性が認められる。

2.2 多重中空螺子固定法（MCS）

中空螺子固定法は、DHSに代わる低侵襲的手技であり、骨量が十分で、変位が軽微な若年～中年層の大腿骨頸部骨折患者に特に適しています。この手技では、透視検査または術中画像ガイドを用いて、経皮的に複数本の中空螺子を骨折部に貫通させます。中空螺子は大腿骨頭への血流を保護し、手術に伴う組織障害を軽減するとともに、回復期間を短縮します（図2）。

図2．79歳男性の大腿骨頸部骨折に対し、多重中空螺子（MCS）内固定術を施行した症例。術前初期の（A）正面像および（B）側面像X線写真；術直後の（C）正面像および（D）側面像X線写真；術後5年における最終フォローアップ時の（E）正面像および（F）側面像X線写真。

ガーデン、バーンズらおよびその同僚が関連研究を発表した後、多本中空螺子固定法は1960～70年代に広く普及しました。1980年代半ば以降、骨折部に適度な圧入を可能にするこの配置から、並行配置の螺子固定が徐々に主流となりました。セルヴァンらによる生体力学的試験では、三角形配置の螺子が他の配置よりも破断に対する抵抗性が高いことが確認されています。21世紀初頭には、並行配置および三角形配置の螺子固定が世界中で広く受け入れられるようになりました。リンらによる最近のメタアナリシスでは、大腿骨頸部骨折に対する多本中空螺子固定において、並行配置は偽関節や術後大腿骨頭壊死（ONFH）と有意な関連を示さなかったことが報告されています。また、複数の研究でコンピュータ支援設計（CAD）を用いた最適な螺子軌道の検討が行われています。2011年、フィリポフは追加的な皮質支持を得るため、バイプレーナー二重支持螺子配置法を提唱しました。臨床的には、逆三角形の3本螺子配置が標準的に用いられており、第1螺子はカルカールに隣接し、第2螺子は後方皮質近く、第3螺子は前方皮質近くに配置されます。動的髄内釘（DHS）と比較して、中空螺子固定は組織への侵襲が小さく、術中の出血量も少ないという利点があります。場合によっては、切開を伴わず完全経皮的に行うことも可能であり、軟部組織の剥離が少なく、入院期間の短縮および治療費の低減が期待できます。ただし、転位を伴う大腿骨頸部骨折に対しては、厳格な症例選択と整復品質への十分な配慮が必要です。キムらは60歳未満の大腿骨頸部骨折患者52例を対象にした研究を行い、全例に多本中空螺子固定を施行しました。症例はすべてガーデン分類III型またはIV型の不安定骨折であり、術後合併症（大腿骨頭壊死および偽関節）の発生率は高率な51.5％に達しました。合併症を呈した症例では、側面像における骨折部の後方傾斜角が有意に大きかった（16.9° 対 10.3°、P＝0.026）ことが明らかになっています。

2.3 大腿骨頸部システム（FNS）

大腿骨頸部システム（FNS）は、近年開発された新規医療機器であり、圧縮固定と回転防止という2つの機械的優位性を統合したものである。FNSは、スクリューとプレートの複合構造を採用し、高強度の固定を実現する。ブレードと回転防止スクリューを組み合わせた設計により、軸方向安定性と回転防止能力が同時に向上する。DHS（動的髄内釘）と比較して、FNSは軟部組織の剥離が少なく、術中の出血リスクも低い。これは、DHSと多孔性中空スクリューの両方の長所を兼ね備えた、最小侵襲型固定システムである。複数の生体力学的研究により、FNSの軸方向および回転方向の安定性は従来のDHSと同等であり、多孔性中空スクリュー（MCS）より優れていることが確認されている。Stoffelらは、不安定な関節内大腿骨頸部骨折（特にPauwels III型）において、FNSの生体力学的安定性がDHSと同等であり、MCSより著しく優れていることを示した。また、Moonらは、転位を伴う基本頸部大腿骨頸部骨折を対象としたin vitro研究において、関節外骨折に対してもFNSの固定性能がDHSに劣らないことを確認した。臨床研究でも、成人の大腿骨頸部骨折治療におけるFNSの優位性が支持されている。Patelらは、システマティックレビューおよびメタアナリシスにおいて8件の研究を対象に検討し、従来の多孔性中空スクリューと比較して、FNSは術後合併症率が低く、大腿骨頸部短縮が少ないこと、また骨折治癒率および患肢の機能評価スコアが優れていること（いずれもP＜0.001）を明らかにした。現時点では、in vitro試験および短期的な臨床追跡結果は良好であるが、FNSは市場投入から日が浅く、長期的な追跡データが不足している。さらに、装置コストが比較的高く、費用対効果も十分でない。また、インプラント除去時の潜在的合併症についても、さらなる検討が必要である。Yoonらは43例のFNS手術症例をレビューし、そのうち5例でインプラント除去が行われたが、そのうち3例（60％）で遠位ロックスクリューのスリップが認められた。

図3：FNS（股骨頸システム）を用いた内固定術で治療された、安定型の股骨頸部骨折を有する60歳女性。術前の正面および側面股関節X線写真をそれぞれ(A)、(B)に示す。(C)および(D)は術後1年時点の正面および側面X線写真であり、合併症は認められない。

2.4 拡張された選択肢：修正内固定手技および補助的固定技術

大転子間外反骨切り術と内固定の併用

この手技は、不安定な大腿骨頸部骨折に対する修正治療法であり、大転子下外反骨切り術と骨折部の内固定を1回の手術で同時に行うものである。主に、骨折線が垂直方向に走るガーデン分類III型およびIV型の不安定骨折に用いられる。インプラント挿入と同時に大転子下外反骨切り術を施行し、垂直な骨折面に作用する機械的応力を変化させることで、当該骨折に頻発する合併症のリスクを低減する。

前内側バッテレスプレート固定

補助的固定法のもう一つのタイプは、前内側バッテレスプレートであり、通常は再建プレートを用いて大腿骨頸部に内側支持を提供する。従来の外側固定に加えて、この手技ではカルカス部にプレートによる支持を追加し、全体的な安定性を大幅に向上させる。主に骨量が十分な若年患者に用いられる。関連する生体力学および臨床研究は存在するが、この戦略は臨床現場では広く採用されていない。

まとめ

大腿骨頸部骨折の治療において、内固定術は中心的な治療法であり、臨床判断には慎重な評価が求められ、全体の治療戦略の基盤を形成します。現在、主流の内固定法には、多本中空螺子（MCS）、ダイナミック・ヒップ・スクリュー（DHS）、およびフェモラル・ネック・システム（FNS）があります。既存の生体力学試験および臨床研究の証拠に基づくと、不安定型大腿骨頸部骨折に対する内固定では、多本中空螺子の使用には特に注意が必要です。その固定強度は、ダイナミック・ヒップ・スクリューおよびフェモラル・ネック・システムに比べてやや劣ります。最新世代の固定器具であるフェモラル・ネック・システムは、ダイナミック・ヒップ・スクリューと同等の固定強度を持ちながら、多本中空螺子の低侵襲性という利点も兼ね備えています。ただし、この器具については、まだ長期の追跡観察データが不足していることを客観的に認識しておく必要があります。

参考文献:

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2. ピアース JCH、ミッチェル CJ．若年成人における股関節骨折．Surgery．2023年；41：200–206．

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