人工全髖關(guān)節(jié)置換的假體固定方式及摩擦界面的選擇

閆新峰，張 明

(山東省千佛山醫(yī)院，濟南 250014)

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)是治療晚期股骨頭壞死、晚期髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎、髖臼發(fā)育不良并骨關(guān)節(jié)炎等引起的髖關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙，以及強直性脊柱炎引起的髖關(guān)節(jié)強直等髖關(guān)節(jié)疾病的最有效的手術(shù)治療方法。隨著材料科學(xué)的發(fā)展、人工假體設(shè)計的變化和外科技術(shù)的提高，人工髖關(guān)節(jié)的耐磨性能、假體固定的牢固程度及術(shù)后的恢復(fù)速度有了極大提高。人工髖關(guān)節(jié)假體的多樣化為手術(shù)的個體化創(chuàng)造了條件，同時也帶來了如何更好地選擇假體的問題。人工全髖關(guān)節(jié)一般由四個部件組成:髖臼杯、內(nèi)襯、股骨頭、股骨柄。假體固定方式的選擇是對髖臼杯和股骨柄如何與骨牢固固定而言的;摩擦界面(軸承面)的選擇是對內(nèi)襯和股骨頭而言的。

1 假體固定方式的選擇

1.1 骨水泥固定和生物固定 骨水泥固定是在安裝時假體與骨床之間充填骨水泥，使骨水泥與骨面結(jié)合并形成骨水泥殼，將假體固定在水泥殼中。非骨水泥生物學(xué)固定是假體與骨床直接接觸，通過不同方式的結(jié)合達到固定目的。兩者的爭論貫穿于人工關(guān)節(jié)的發(fā)展全過程，但是不可否認(rèn)，骨水泥的應(yīng)用和金屬對聚乙烯界面的應(yīng)用是 Charnley對人工髖關(guān)節(jié)置換劃時代的兩大貢獻。骨水泥固定技術(shù)應(yīng)用早期，常常出現(xiàn)人工關(guān)節(jié)的松動和骨溶解。后來的研究證明，聚乙烯的磨損顆粒在骨溶解中起到較大的作用，同時骨水泥技術(shù)也發(fā)展到股骨髓腔遠端放置髓腔塞、骨床充分沖洗、骨水泥真空攪拌、骨水泥槍加壓灌注、假體中置等，骨水泥固定可以獲得即刻的假體穩(wěn)定。

生物固定也存在遠期假體松動和骨溶解現(xiàn)象，同樣主要是由磨損顆粒引起的。生物固定假體的初始穩(wěn)定是由假體和骨床緊密壓配提供的，經(jīng)過 1～3個月后假體與骨面通過不同方式結(jié)合在一起，提供長期穩(wěn)定性。現(xiàn)在被普遍接受的觀點是年輕人選擇生物固定假體，中老年人選擇生物固定或骨水泥固定假體，嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的患者選擇骨水泥固定假體。由于骨水泥假體在松動時骨溶解量較大，在考慮有可能需要翻修的患者，生物固定假體更具有優(yōu)勢。

選擇骨水泥固定假體時要使用第三代骨水泥技術(shù)，以保證骨水泥與骨面的牢固結(jié)合并形成 2～3 mm厚的完整的水泥殼，骨水泥過薄和過厚都會造成骨水泥斷裂，從而導(dǎo)致松動。選擇生物固定假體時盡量選擇骨長入好的假體，并且在安裝時做到緊密壓配，以保證牢固的初始穩(wěn)定并為骨與假體的結(jié)合創(chuàng)造條件。

生物固定假體植入后經(jīng)歷兩個階段:初始固定階段和繼發(fā)固定階段。初始固定是機械性的，主要依賴于假體的外形與骨床的緊密壓配;繼發(fā)固定階段是在假體與髓腔緊密相配的基礎(chǔ)上，骨骼借助其骨小梁生長骨化的生物固有特性，與假體間緊密結(jié)合，繼發(fā)固定提供長期穩(wěn)定性。假體的表面處理決定了假體與骨的結(jié)合方式從而決定了繼發(fā)固定的牢固程度。假體的表面處理可大致分為表面微孔和表面涂層兩種。表面微孔是由鈦珠燒結(jié)、鈦絲燒結(jié)、鉭金屬骨小梁等獲得的，它們在金屬表面形成0.2～0.5 mm的網(wǎng)狀空隙，可以使骨小梁長入其中從而使假體與骨牢固結(jié)合。表面涂層主要有鈦噴涂粗糙面、羥基磷灰石(HA)涂層、鈦噴涂 +HA雙涂層等。其中雙涂層與骨結(jié)合最好;HA涂層假體能與骨通過化學(xué)鍵和生物結(jié)合兩種方式結(jié)合，也能夠提供良好的繼發(fā)穩(wěn)定;粗糙面假體不能提供骨長入，只有“骨長上”現(xiàn)象，且結(jié)合面積明顯少，因此繼發(fā)固定效果較差。對髖臼發(fā)育不良的患者，髖臼杯選擇能與骨結(jié)合良好的假體非常重要。

1.2 近端固定與遠端固定 生物固定的股骨柄假體有近端固定和遠端固定的不同。近端固定的假體只在近端約 1/3的長度上有微孔表面，而全長都有表面微孔的假體則屬于遠端固定假體。一般來說，近端固定假體由于能夠避免應(yīng)力遮擋，術(shù)后大腿疼痛的現(xiàn)象更為少見，因此如果股骨近端沒有骨缺損，能夠提供良好的假體初始固定，則盡量選擇近端固定假體。當(dāng)股骨近端不能提供良好的假體初始固定時則應(yīng)當(dāng)選擇遠端固定假體。高位的髖關(guān)節(jié)脫位需要進行股骨截骨短縮時同樣需要遠端固定股骨柄。嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的老年粗隆間骨折，為了盡早恢復(fù)活動，股骨頭置換也漸漸被接受，此時股骨柄選用加長的水泥型假體同樣可以獲得遠端固定的效果。

2 假體摩擦界面的選擇

2.1 不同股骨頭與內(nèi)襯搭配 全髖關(guān)節(jié)的股骨頭主要由金屬(M)和陶瓷(C)兩種材料制成，內(nèi)襯材料主要由高分子聚乙烯(PE)、高交聯(lián)聚乙烯(X-PE)、陶瓷(C)、金屬(M)制成，除了金屬股骨頭不能和陶瓷內(nèi)襯搭配外，共能形成 7種搭配。如果 CoC(即陶瓷股骨頭對陶瓷內(nèi)襯)的磨損量為 1，則CoXPE和 MoM的磨損為 10倍，MoXPE為 20倍，MoPE為200倍。而且PE和X-PE的磨損顆粒引起周圍組織反應(yīng)最強，容易引起骨溶解，M的磨損顆粒次之，C磨損顆粒組織反應(yīng)最弱。因此 CoC界面應(yīng)為最好的選擇，但是有 1～4/萬的碎裂率，MoM不會碎裂，而且同樣直徑的臼杯可以使用比其它搭配更大的股骨頭，因此曾經(jīng)被認(rèn)為是年輕患者的首選，近年來的臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)MoM搭配有大約 9/1 000的金屬粒子過敏反應(yīng)發(fā)生率;伴有腎功能不全的患者、孕婦或者有生育要求的女性要避免使用。

2.2 大直徑股骨頭與小直徑股骨頭 股骨頭的直徑越大則人工關(guān)節(jié)的脫位率越低，關(guān)節(jié)活動范圍也越大，能夠更好地滿足年輕人的要求。從關(guān)節(jié)的磨損上看，隨著股骨頭直徑的增加，關(guān)節(jié)的線性磨損率由于壓強的減小而略有降低，而容積磨損率則逐漸升高，骨溶解的程度與容積磨損率呈`正相關(guān)，因此大直徑股骨頭的骨溶解會略多;假體的松動不僅與骨溶解有關(guān)，還與假體撞擊導(dǎo)致的剪力有關(guān)，大直徑股骨頭更少發(fā)生撞擊，二者相抵，大直徑股骨頭對活動較多的年輕人仍有明顯優(yōu)勢，特別是大直徑的陶瓷對陶瓷假體。