人工關(guān)節(jié)假體體內(nèi)固定方式研究進(jìn)展

解放軍第451醫(yī)院醫(yī)務(wù)處 （西安710062） 王 博 段永宏 綜述 朱慶生 審校

1891年Gluck在Bulgarian戰(zhàn)役中使用由金加（Califorium）、浮石（Pumice）和石膏組成的充填材料來(lái)提高關(guān)節(jié)假體的穩(wěn)定性，開(kāi)創(chuàng)了人類使用充填劑維護(hù)人工假體在骨髓腔內(nèi)穩(wěn)定性的先例。迄今為止，人工關(guān)節(jié)按假體的固定方式主要分為骨水泥固定型、非骨水泥固定型（生物固定型）及混合固定型［1，2］。本文將近年來(lái)人工關(guān)節(jié)固定方式的研究進(jìn)展做以下綜述。

1 骨水泥固定型人工假體

1.1 骨水泥固定型人工假體的演變 骨水泥是聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥的簡(jiǎn)稱，是一種聚合材料，其單體為甲基丙烯酸甲酯（PMMA），早期應(yīng)用于齒科和神經(jīng)外科臨床。骨水泥對(duì)人工關(guān)節(jié)的固定作用是通過(guò)宏觀上的充填效果及微觀的機(jī)械交鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其顯著的特點(diǎn)是獲得假體的即刻固定，是近年來(lái)人工關(guān)節(jié)固定最常用的方法之一［3］。

骨水泥固定假體的優(yōu)點(diǎn)在于［4，5］：①骨水泥向骨小梁內(nèi)滲透，強(qiáng)化了松質(zhì)骨機(jī)械強(qiáng)度及抗變形能力；②減小不良應(yīng)力，使假體與所接觸骨組織之間賦有均勻的應(yīng)力分布，避免了應(yīng)力集中；③擴(kuò)大假體的應(yīng)力傳導(dǎo)范圍；④減小了對(duì)植入技術(shù)和骨骼質(zhì)量的依賴程度。然而，骨水泥固定型人工關(guān)節(jié)的長(zhǎng)期穩(wěn)定還要取決于骨水泥本身的強(qiáng)度、骨水泥與假體之間的固定質(zhì)量、骨水泥與骨組織之間的交鎖（Interdigitation）維持程度及骨水泥的應(yīng)用技術(shù)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺陷，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)假體固定的失敗。

骨水泥的應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了的三個(gè)階段［5］：第一代骨水泥的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代，其特點(diǎn)是：手工攪拌（Hand mixing）和指壓填塞（Finger packing）；第二代骨水泥技術(shù)是在第1代骨水泥技術(shù)基礎(chǔ)上應(yīng)用了骨水泥槍及髓腔栓，并在術(shù)中對(duì)髓腔進(jìn)行沖洗；第三代骨水泥固定技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代，與第一、二代技術(shù)相比發(fā)生了顯著的飛躍，其在第2代骨水泥技術(shù)基礎(chǔ)上采用了真空攪拌、假體柄中位化裝置和骨水泥加壓等技術(shù)，減少骨水泥中氣泡含量，有效的提高了骨水泥－假體界面及骨水泥－骨組織界面的固定效果。第三代骨水泥固定技術(shù)保證了假體周?chē)撬嗟木鶆蚍植?，增加骨－骨水泥－假體之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了骨水泥填充后的機(jī)械強(qiáng)度及抗疲勞能力，極大地克服了以往骨水泥固定技術(shù)的缺陷，有效改善了骨水泥的固定效果，降低了人工關(guān)節(jié)植入后的松動(dòng)率?？梢哉f(shuō)，髓腔栓、骨水泥槍的使用、真空攪拌、髓腔沖洗、骨水泥加壓固定及假體柄的中位化等技術(shù)代表了現(xiàn)代骨水泥固定技術(shù)［6］。

1.2 骨水泥固定應(yīng)遵循的原則 ① 大多數(shù)患者可選擇骨水泥固定型人工關(guān)節(jié)，尤其對(duì)于高齡或有骨質(zhì)疏松的患者；②術(shù)者手術(shù)經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，應(yīng)盡量選擇骨水泥固定型人工關(guān)節(jié)［5，7］。

1.3 骨水泥型人工關(guān)節(jié)植入的主要并發(fā)癥

1.3.1 術(shù)中猝死及圍手術(shù)期死亡：PMMA單體具有細(xì)胞毒性作用，未參與聚合的PMMA單體被機(jī)體吸收后對(duì)機(jī)體產(chǎn)生毒性作用；并可造成心血管功能紊亂，如血壓下降等。

1.3.2 髓腔內(nèi)壓升高使得髓腔內(nèi)物進(jìn)入循環(huán)造成靜脈栓塞：骨水泥固定關(guān)節(jié)假體時(shí)，髓腔內(nèi)壓可明顯上升，導(dǎo)致靜脈栓塞和肺栓塞。

1.3.3 假體的無(wú)菌性松動(dòng)及周?chē)侨芙猓杭袤w的無(wú)菌性松動(dòng)及骨溶解是骨水泥型人工假體置換后最常見(jiàn)的并發(fā)癥，直接影響假體的使用壽命，是翻修術(shù)的主要原因。影像學(xué)表現(xiàn)對(duì)于關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)的診斷有重要價(jià)值。若X線片顯示假體周?chē)羞B續(xù)完整的放射性透亮帶，則表明存在假體松動(dòng)或假體周?chē)墓侨芙狻Ｌ弁词羌袤w無(wú)菌性松動(dòng)的主要癥狀，如髖臼假體松動(dòng)引起的腹股溝疼痛、膝關(guān)節(jié)假體松動(dòng)時(shí)的局域性疼痛等。與感染引起的疼痛相比，假體松動(dòng)引起的疼痛特點(diǎn)是在負(fù)重、行走時(shí)疼痛加重，休息、靜止時(shí)疼痛減輕或消失，假體松動(dòng)后Trendelenburg征陽(yáng)性，而感染引起的疼痛常持續(xù)存在［8］。

1.3.4 骨水泥型人工關(guān)節(jié)植入后常見(jiàn)的其它并發(fā)癥：①單體骨水泥毒性引起的周?chē)M織反應(yīng)及致癌作用；②骨水泥凝結(jié)時(shí)分子聚合熱（可達(dá)80℃）導(dǎo)致的局部組織壞死；③骨水泥凝結(jié)固定后，假體節(jié)撥出困難，如局部感染需要行翻修手術(shù)時(shí)。

2 生物固定型人工假體

上世紀(jì)60年代初Charnley倡導(dǎo)的骨水泥固定人工關(guān)節(jié)的方法在矯形外科臨床獲得了成功，尤其對(duì)于老年性髖關(guān)節(jié)疾病及損傷的治療。到20世紀(jì)70年代，由于第一代骨水泥技術(shù)所引起的人工髖關(guān)節(jié)遠(yuǎn)期松動(dòng)激發(fā)了學(xué)者對(duì)非骨水泥固定假體的大量研究［9］。非骨水泥固定即生物學(xué)固定是在不使用骨水泥的前提條件下，利用新生骨組織可以長(zhǎng)入微孔的特點(diǎn)在人工假體表面制備多孔結(jié)構(gòu)，通過(guò)骨長(zhǎng)入微孔達(dá)到假體植入后生物學(xué)固定，相關(guān)臨床研究也證明非骨水泥型假體同樣可以獲得術(shù)后的長(zhǎng)期穩(wěn)定［10］。目前，對(duì)于青壯年、骨骼質(zhì)量較好的患者，傾向于采用非骨水泥固定假體。

2.1 生物固定的前提條件 初始固定階段和繼發(fā)性固定階段是生物固定要經(jīng)歷的兩個(gè)階段。在初始固定階段，假體主要依靠假體與骨髓腔周?chē)谴驳木o密壓配來(lái)維持，這種假體與骨床的緊密壓配，有利于骨長(zhǎng)入及假體初始固定效果，進(jìn)而達(dá)到假體的長(zhǎng)期生物學(xué)固定［10］。因此，生物固定的前提條件是：①穩(wěn)定可靠的初始固定；②在初始固定效果失效前形成生物固定；③生物固定具有足夠的強(qiáng)度。

2.2 生物固定型假體與表面改性的關(guān)系 假體表面孔隙率也是影響生物固定型人工假體骨長(zhǎng)入的關(guān)鍵因素。假體表面的改性就是通過(guò)熱燒結(jié)、熱粘結(jié)、等離子噴涂及氣相沉積等方法在假體表面形成微孔結(jié)構(gòu)），從而促進(jìn)假體與人體組織的生物固定［11］。

2.3 生物固定型人工假體應(yīng)用中存在的問(wèn)題 ①植入?yún)^(qū)疼痛發(fā)生率高于骨水泥型假體。這可能與假體遠(yuǎn)端安裝太緊、假體微動(dòng)有關(guān)，隨著生物學(xué)固定及骨的適應(yīng)性重建的完成，疼痛可能緩解［9］。②假體晚期松動(dòng)和周?chē)侨芙狻＿@可能與應(yīng)力遮擋造成的失用性骨萎縮以及假體磨損顆粒造成炎性反應(yīng)有關(guān)［12］。

3 混合固定型人工假體

混合固定型假體是一部分假體部件以生物固定方式固定，而另一部分假體部件采用骨水泥固定方式配合使用。Woolson［1］等對(duì)超過(guò)100例采用這種固定方式的全髖置換患者并取得了一定療效，隨訪發(fā)現(xiàn)，其Harris評(píng)分從47分提高到91分，所有患者中只有5個(gè)人工髖關(guān)節(jié)翻修病例，5%假體柄出現(xiàn)松動(dòng)，而其中髖臼部分均未發(fā)生松動(dòng)，假體周?chē)侨芙獍l(fā)生率也較低（僅為8%），但仍缺乏長(zhǎng)期觀察的依據(jù)。

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