股骨頭假體直徑對人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)療效的影響

吳程鍵，孫鵬程，劉培來

(山東大學(xué)齊魯醫(yī)院，濟(jì)南250012)

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)大約起源于20世紀(jì)40年代，我國大約從60年代以后也逐步開展THA。多年實(shí)踐證實(shí)，THA已經(jīng)越來越成熟，其對改善髖關(guān)節(jié)功能及關(guān)節(jié)疼痛效果滿意。然而從THA開始的早期，股骨頭假體直徑大小是否對THA術(shù)后的療效有影響，一直是骨科醫(yī)師討論的話題。隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步和材料科學(xué)的發(fā)展，對股骨頭假體直徑大小與THA術(shù)后療效的相關(guān)研究逐漸增多。本文將從股骨頭假體直徑大小對THA術(shù)后關(guān)節(jié)脫位發(fā)生率、關(guān)節(jié)活動(dòng)度、假體界面磨損、患者疼痛改善以及關(guān)節(jié)松動(dòng)率的影響作一綜述。

1 股骨頭假體直徑與髖關(guān)節(jié)脫位發(fā)生率

使用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)大小股骨頭假體的THA，術(shù)后脫位發(fā)生率在0.4% ～5.8%，而翻修患者假體脫位的風(fēng)險(xiǎn)更是高達(dá)13.0%，甚至有報(bào)道初次THA脫位發(fā)生率高達(dá)20.0%;而髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)中因脫位翻修者占22.5%［1，2］，其中關(guān)節(jié)脫位多發(fā)生在術(shù)后 3個(gè)月內(nèi)［3］。飲酒高BMI、先天性發(fā)育性髖臼發(fā)育不良、精神疾病、炎性關(guān)節(jié)炎、高齡(＞80歲)、關(guān)節(jié)翻修以及選擇后外側(cè)手術(shù)入路都是引起術(shù)后關(guān)節(jié)脫位的重要因素［2］，而另一重要的因素則是股骨頭假體的直徑大?。?］。近年來，許多骨科醫(yī)師對股骨頭假體的大小與脫位關(guān)系進(jìn)行了大量有意義的研究。大量文獻(xiàn)證實(shí)，大直徑股骨頭假體(直徑＞28 mm［4］)能夠顯著降低THA術(shù)后關(guān)節(jié)脫位的風(fēng)險(xiǎn)，并且直徑越大關(guān)節(jié)脫位發(fā)生率越低。Amlie等［5］對2 572例初次分別接受直徑為28 mm和32 mm假體的THA患者進(jìn)行了為期1～8 a的隨訪，證實(shí)32 mm組中僅0.3%的患者出現(xiàn)關(guān)節(jié)脫位，而28 mm組為3.1%。Howie等［6］在一項(xiàng) RCT研究中，對患者進(jìn)行了1 a的隨訪，結(jié)果證實(shí)了接受股骨頭直徑36 mm假體置換者脫位風(fēng)險(xiǎn)顯著低于股骨頭直徑28 mm者。Bystrom等［7］研究發(fā)現(xiàn)，直徑32 mm股骨頭假體的因脫位導(dǎo)致的翻修低于28 mm者。而Bistolfi等［8］比較了接受股骨頭直徑28 mm(198例)與36 mm(259例)THA的患者的脫位情況，表明大直徑假體明顯低于小直徑假體的脫位。分析其中原因?yàn)榇笾睆郊袤w減少了假體與假體、假體與髖部骨質(zhì)的撞擊，并通過影像學(xué)得到證實(shí);另外，增加了股骨頭假體的跳躍距離，即股骨頭假體中心髖臼假體邊緣的距離［3，9］。股骨頭假體直徑越大，假體脫位所要移動(dòng)的距離越大。因此，在理論上跳躍距離越大，髖關(guān)節(jié)假體的穩(wěn)定性越好。

2 股骨頭直徑與THA術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)度

THA的一個(gè)重要目標(biāo)在于改善和恢復(fù)患者髖關(guān)節(jié)的功能，使患者重新站立及正常行走。大直徑的股骨頭假體可增加假體間撞擊前關(guān)節(jié)擺動(dòng)的角度，因而使用大直徑假體能夠提高術(shù)后關(guān)節(jié)的活動(dòng)度。Burroughs等［1］進(jìn)行的一項(xiàng)在髖關(guān)節(jié)模擬器上的研究報(bào)道了在直徑32～44 mm的假體較直徑28 mm假體獲得更優(yōu)的關(guān)節(jié)活動(dòng)度，當(dāng)直徑＞32 mm時(shí)關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯改善，并且消除了假體與假體的撞擊;同時(shí)當(dāng)直徑＞38 mm時(shí)由于關(guān)節(jié)骨與骨撞擊，關(guān)節(jié)活動(dòng)度未能繼續(xù)改善。而Cuckler等［3］對616例患者分別接受直徑為38 mm和28 mm的假體隨訪表明二者的關(guān)節(jié)活動(dòng)度分別為154°和126°，但是獲得統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的證實(shí)。Lavigne等［10］進(jìn)行的一項(xiàng)隊(duì)列研究證實(shí)，大直徑假體的活動(dòng)度明顯改善，主要是改善了髖關(guān)節(jié)的屈曲及外旋。關(guān)節(jié)活動(dòng)度的改善直接影響著患者日?；顒?dòng)能力(ADL)的改善。Isao等的研究分別測量了不同直徑的髖關(guān)節(jié)的屈曲及外展角度，顯示大直徑假體的活度明顯大于小直徑假體，作者同時(shí)比較了術(shù)后患者的ADL，此項(xiàng)研究包括穿脫褲子、襪子及修剪趾甲的能力，證實(shí)大直徑患者的ADL優(yōu)于小直徑組，但未發(fā)現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。由于以上研究的證據(jù)等級(jí)較低，因此也有研究者對于大直徑假體改善關(guān)節(jié)的活動(dòng)度優(yōu)于小直徑假體的結(jié)論提出了質(zhì)疑。Zijlstra等［11］的隨機(jī)對照研究比較了直徑38～60 mm假體和28 mm假體關(guān)節(jié)活動(dòng)度，術(shù)后隨訪1 a未獲得大直徑假體改善關(guān)節(jié)的活動(dòng)度優(yōu)于小直徑假體的結(jié)論。Hanna等［12］的單盲隨機(jī)臨床研究得到與Zijlstra相同的結(jié)論，但此兩項(xiàng)研究隨訪時(shí)間短。因此，大直徑股骨頭假體是否優(yōu)于小直徑股骨頭假體，仍需要大樣本中心的隨機(jī)對照研究來證實(shí)股骨頭直徑與關(guān)節(jié)活動(dòng)度的關(guān)系。

3 股骨頭假體直徑大小與假體磨損率

從THA開展早期，股骨頭假肢直徑大小是否能影響假體磨損率，一直是研究者爭論的話題。隨著越來越多研究的開展，我們認(rèn)為大直徑股骨頭假體可增加假體的磨損。Tarasevicius等［13］對直徑32 mm的股骨頭假體和22 mm假體進(jìn)行了回歸分析研究，結(jié)果顯示大直徑假體的磨損率是小直徑假體的2.8倍。Livermore等［14］對 385 例分別安裝了直徑為22、28、32 mm假體的患者進(jìn)行了研究，表明32 mm假體組聚乙烯的磨損率明顯高于其他兩組。Eggli等［15］的一項(xiàng)前瞻性 RCT也證實(shí)，32 mm假體磨損率大于22 mm假體。股骨頭假體增大，相應(yīng)的假體間聚乙烯襯墊的厚度要相應(yīng)減小;當(dāng)其厚度＜8 mm時(shí)，聚乙烯襯墊受到的壓力明顯增加;這些結(jié)論得到了生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)的證實(shí)［16］。但是考慮到大直徑假體表面單位面積承載的應(yīng)力較低，故分析大直徑假體磨損明顯增加的原因是大直徑假體的聚乙烯襯墊過薄;因此有研究建議使用大直徑骨水泥假體時(shí)盡量使其厚度 ＞8 mm［17］。

但是以上研究是基于傳統(tǒng)聚乙烯襯墊，隨著材料科學(xué)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)聚乙烯的替代品，即高交聯(lián)聚乙烯(HLPE)。體外實(shí)驗(yàn)研究表明，HLPE耐磨強(qiáng)度較傳統(tǒng)聚乙烯高，并且未見其磨損率與股骨頭假體的大小相關(guān)。目前一些臨床研究表明，HLPE磨損率較傳統(tǒng)聚乙烯降低了45% ～99%［5，18］。而Lachiewicz等對HLPE假體進(jìn)行研究證實(shí)，該類型假體能夠明顯降低磨損，且當(dāng)假體達(dá)到磨合狀態(tài)時(shí)，其線性磨損率在每年0.01～0.02 mm，明顯低于導(dǎo)致假體松動(dòng)的0.1 mm磨損率;同時(shí)還證實(shí)，大直徑假體的HLPE容積磨損率機(jī)會(huì)是小直徑假體的2倍，但二者皆低于導(dǎo)致假體松動(dòng)的閾值［18，19］。因此，我們認(rèn)為HLPE能夠顯著降低假體界面的磨損情況，是取代傳統(tǒng)聚乙烯的良好材料。

金屬對金屬界面相比金屬對聚乙烯摩擦系數(shù)大大降低。Silva等［20］研究表明，金屬對金屬髖關(guān)節(jié)假體的磨損率只有金屬對傳統(tǒng)聚乙烯的1/20～1/200。但是，金屬對金屬髖關(guān)節(jié)假體引起血清中鉻、鈷離子升高［21］，由此導(dǎo)致的過敏反應(yīng)、假腫瘤、致癌性等依舊是骨科醫(yī)師擔(dān)心的問題，還需更長期隨訪明確。而大直徑金屬對金屬假體可較小直徑假體顯著升高血鉻及血鈷水平［22］，因此對選擇大直徑金屬對金屬股骨假體應(yīng)慎重。

陶瓷對聚乙烯界面也是目前可供選擇的髖關(guān)節(jié)假體。Amanatullah等［23］對陶瓷對聚乙烯假體進(jìn)行為期5 a的隨訪，證實(shí)界面的平均磨損率為每年218.2 mm，未見影像學(xué)可見的磨損;且該研究同時(shí)與陶瓷對陶瓷假體對比發(fā)現(xiàn)，雖然前者的線性磨損約為后者的3倍，但未影響患者的關(guān)節(jié)功能，也未提高假體的翻修率。如前所述，運(yùn)用HLPE可取得更佳的效果。

陶瓷對陶瓷髖關(guān)節(jié)假體是目前所知磨損率最低的假體，其線性磨損率每年為5μm［23］。但是因股骨頭假體的增大勢必減少髖臼假體的厚度，由于其材料屬性的限制，過薄的髖臼假體可能導(dǎo)致該假體的碎裂，因而使過去大直徑陶瓷對陶瓷假體的運(yùn)用受到限制［3］。陶瓷假體碎裂可能與假體的制作工藝密切相關(guān)。近年來，由于制作工藝的顯著提升，顯著降低了陶瓷對陶瓷假體摩擦系數(shù)，提高了抗爆裂強(qiáng)度。在一項(xiàng)多中心前瞻性的隨機(jī)對照研究中，為期48個(gè)月的隨訪過程中未發(fā)現(xiàn)陶瓷股骨頭假體與髖臼假體碎裂［24］。因此，工藝改進(jìn)為使用大直徑股骨頭假體提供了可能。Solarino等［25］對117例使用直徑32 mm的陶瓷假體隨訪24～144個(gè)月，未出現(xiàn)股骨頭假體或是髖臼假體碎裂。雖然如此，假體碎裂仍然是陶瓷假體THA手術(shù)失敗不可忽視的因素，同時(shí)尚無更大直徑陶瓷假體運(yùn)用的報(bào)道;另外，陶瓷假體面臨著費(fèi)用高、術(shù)后陶瓷假體噪音等并發(fā)癥，是陶瓷假體運(yùn)用不可忽視的問題。

4 股骨頭假體直徑大小與術(shù)后髖關(guān)節(jié)疼痛的改善及假體松動(dòng)

THA的首要目的為改善患者關(guān)節(jié)疼痛，也是THA最主要的手術(shù)適應(yīng)證。對于術(shù)后髖關(guān)節(jié)疼痛的改善，無論是大直徑股骨頭假體還是小直徑股骨頭假體，都能獲得令術(shù)者及患者滿意的效果，但是目前研究未能證實(shí)股骨頭假體直徑的大小與疼痛的改善有顯著的關(guān)系。Shen等［26］對直徑 28、32、36 mm股骨頭假體進(jìn)行研究，表明各組對術(shù)前疼痛改善顯著，然而各組間無顯著差異。Luo等［27］研究也證實(shí)，假體大小不影響髖關(guān)節(jié)疼痛改善。Matsushita等［28］在研究假體直徑與關(guān)節(jié)活動(dòng)度時(shí)，也完成了其對術(shù)后髖關(guān)節(jié)疼痛改善的研究，通過HHS評(píng)分評(píng)價(jià)了術(shù)后大直徑與小直徑假體的疼痛改善情況，證實(shí)直徑為32 mm和26 mm的髖關(guān)節(jié)假體對于改善髖關(guān)節(jié)疼痛無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

THA術(shù)后關(guān)節(jié)假體松動(dòng)是關(guān)節(jié)翻修的重要原因，因此需要術(shù)者考慮是否大直徑假體明顯影響假體的松動(dòng)率。因?yàn)榇笾睆郊袤w與傳統(tǒng)聚乙烯可導(dǎo)致更嚴(yán)重的假體磨損，產(chǎn)生更多的摩屑，導(dǎo)致假體周圍骨溶解，而假體周圍骨溶解是假體松動(dòng)的重要原因［13，15，18，29］。Lachiewicz 等［30］對 122 例接受大直徑金屬對金屬或金屬對HLPE髖關(guān)節(jié)假體患者隨訪5～10 a，未發(fā)現(xiàn)髖臼骨溶解或影像學(xué)可見的髖臼或股骨假體松動(dòng)。似乎運(yùn)用磨損率低的材料假體，可以減少假體松動(dòng)率。但以上研究并非是對股骨頭假體直徑與假體松動(dòng)的專題研究，其證據(jù)水平低，是否能夠采信，值得商榷。故而股骨頭假體直徑與假體松動(dòng)的的關(guān)系，需要更多的專題研究來佐證。

綜上所述，大直徑股骨頭假體在防止髖關(guān)節(jié)術(shù)后關(guān)節(jié)脫位方面具有顯著的優(yōu)勢，并得到廣泛認(rèn)可;同時(shí)，大直徑假體增加假體界面磨損也是受認(rèn)可的。而對于術(shù)后髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度及日常活動(dòng)的改善與假體直徑大小關(guān)系尚存在較大的爭議，有作者對大直徑股骨頭假體能改善關(guān)節(jié)活動(dòng)度存在明顯的質(zhì)疑;而HHS評(píng)分、髖關(guān)節(jié)假體的松動(dòng)率以及疼痛改善與假體直徑大小的關(guān)系目前研究不充分。雖大直徑股骨頭假體可因磨損顆粒的產(chǎn)生而導(dǎo)致假體松動(dòng)，但是由于假體材料的更新(如金對HLPE體或陶瓷對陶瓷假體)，可明顯減少磨損顆粒，從而降低假體松動(dòng)率。大直徑假體由于髂撞擊綜合征導(dǎo)致腹股溝持續(xù)性疼痛的發(fā)生率更高［31，32］。通過上述陳述認(rèn)為，當(dāng)為降低術(shù)后假體脫位時(shí)，大直徑假體可獲得滿意效果。因此建議對有飲酒、肥胖、先天性發(fā)育性髖臼發(fā)育不良、精神疾病、炎性關(guān)節(jié)炎、高齡(＞80歲)、關(guān)節(jié)翻修、活動(dòng)量大等易脫位因素之一的患者，應(yīng)與其協(xié)商是否選擇大直徑假體，而有兩個(gè)或更多上述因素時(shí)建議使用大直徑假體［2，33］。

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