氧化鋁基復(fù)合陶瓷人工髖關(guān)節(jié)初期臨床觀察

劉慶 田偉 周一新

（北京大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院北京積水潭醫(yī)院矯形骨科，北京100035）

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療嚴(yán)重髖關(guān)節(jié)病變的有效方法。陶瓷對(duì)陶瓷人工髖關(guān)節(jié)作為一種假體選擇已經(jīng)取得廣泛的認(rèn)可和可靠的長(zhǎng)期療效[1-5]。近年來，以Biolox?delta為代表的新一代氧化鋁基復(fù)合陶瓷（alumina-matrix composite ceramic,AMC）人工髖關(guān)節(jié)假體開始應(yīng)用于臨床。本研究隨訪觀察AMC人工髖關(guān)節(jié)假體的初期臨床療效，并與同期采用純氧化鋁陶瓷假體的病例進(jìn)行對(duì)比。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

2010年1月至2012年9月我科共收治人工全髖關(guān)節(jié)置換患者1160例1186髖。AMC組639例657髖采用氧化鋁基復(fù)合陶瓷人工LOOIK TYU YHRTY H TI8髖關(guān)節(jié)假體，即Biolox?delta陶瓷髖，男217例，女422例；年齡15～79歲，平均47.2歲；股骨頭缺血壞死376例，髖發(fā)育不良繼發(fā)髖骨關(guān)節(jié)炎223例，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎10例，強(qiáng)制性脊柱炎20例，髖關(guān)節(jié)陳舊感染10例；術(shù)前髖關(guān)節(jié)Harris評(píng)分20～71分，平均58.9分。對(duì)照組521例529髖采用純氧化鋁陶瓷人工髖關(guān)節(jié)假體，即Biolox?forte陶瓷髖，男241例，女280例；年齡20～83歲，平均53.1歲，術(shù)前髖關(guān)節(jié)Harris評(píng)分22～70分，平均58.9分；股骨頭缺血壞死288例，髖發(fā)育不良繼發(fā)髖骨關(guān)節(jié)炎203例，強(qiáng)制性脊柱炎16例，髖關(guān)節(jié)陳舊感染14例。手術(shù)方式和手術(shù)假體均經(jīng)患者知情同意。

1.2 手術(shù)方法

手術(shù)均采用髖關(guān)節(jié)后外側(cè)入路。AMC組選用Exceed?假體（Biomet，美國(guó)）262例，Pinnacle?假體（Depuy，美國(guó)）377例；髖臼假體直徑為44～62 mm，平均51.58 mm，股骨頭假體直徑28～36 mm，平均34.35 mm。對(duì)照組選用 Secrufit?假體（Stryker，美國(guó)）231 例，Option?假體（Depuy，美國(guó)）290例，髖臼假體直徑44～58 mm，平均50.98mm，股骨頭假體直徑28～32mm，平均30.67mm。

1.3 療效評(píng)估

術(shù)后3、6、12個(gè)月及之后每年1次隨訪，隨訪內(nèi)容為臨床資料評(píng)估、影像學(xué)評(píng)估和髖關(guān)節(jié)Harris評(píng)分。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS10.0統(tǒng)計(jì)軟件，兩組病例的術(shù)前術(shù)后Harris評(píng)分、股骨球頭直徑比較采用t檢驗(yàn)，術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生例數(shù)比較采用χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

1160例1186髖全部獲得隨訪，隨訪時(shí)間為3～21個(gè)月，平均13.3個(gè)月。AMC組末次隨訪的Harris評(píng)分為75～100分，平均96.3分；2例陶瓷內(nèi)襯碎裂需行翻修手術(shù)，無關(guān)節(jié)異響、假體脫位、假體周圍骨溶解、假體松動(dòng)、感染和異位骨化發(fā)生。對(duì)照組末次隨訪的Harris評(píng)分為75～100分，平均95.3分；1例陶瓷部件碎裂行翻修手術(shù)，1例術(shù)后7個(gè)月脫位后閉合復(fù)位成功，1例術(shù)后出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)周圍異位骨化Brooker 2級(jí)，但關(guān)節(jié)功能良好，4例關(guān)節(jié)異響，無假體松動(dòng)、感染和假體周圍骨溶解發(fā)生（表1）。

兩組術(shù)后Harris評(píng)分比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；股骨球頭直徑比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001）；關(guān)節(jié)異響發(fā)生率比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.025）；其他不良事件的發(fā)生率比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

AMC組中2例發(fā)生陶瓷內(nèi)襯碎裂，碎裂前隨訪X線片均示髖臼金屬外杯與內(nèi)襯交界部有“翹邊”現(xiàn)象（圖1A）；碎裂后均可在X線片上觀察到陶瓷碎片及髖關(guān)節(jié)假體對(duì)位不良（圖1B），隨即進(jìn)行翻修。發(fā)生陶瓷內(nèi)襯碎裂的2例患者均未受較大外力沖擊或扭轉(zhuǎn)作用，碎裂亦無明顯疼痛，但即刻出現(xiàn)自覺摩擦感，患肢運(yùn)動(dòng)尚可。翻修術(shù)中可見陶瓷髖臼內(nèi)襯嚴(yán)重碎裂散開，關(guān)節(jié)內(nèi)大量陶瓷碎屑，髖臼金屬外杯內(nèi)面劃傷明顯；假體周圍可見較多黑色軟組織瘢痕，考慮與金屬被陶瓷劃傷產(chǎn)生的碎屑和陶瓷磨損產(chǎn)生的碎屑有關(guān)；陶瓷頭刮擦明顯，但完整無碎裂（圖1C）。

表1 兩組的臨床資料

3 討論

陶瓷對(duì)陶瓷人工髖關(guān)節(jié)假體已經(jīng)取得廣泛的認(rèn)可和可靠的長(zhǎng)期療效，但陶瓷部件的碎裂和關(guān)節(jié)異響等問題仍在一定程度上限制其在臨床上的廣泛應(yīng)用。為改進(jìn)陶瓷部件的性能，以Biolox?delta為代表的新一代AMC人工髖關(guān)節(jié)假體開始應(yīng)用于臨床。我國(guó)是繼歐洲之后較早使用這種陶瓷假體的國(guó)家。

氧化鋁陶瓷的晶格排列結(jié)構(gòu)與金剛石一樣，是一種十分堅(jiān)硬和穩(wěn)定的生物學(xué)材料。此前用的氧化鋁陶瓷假體為黃色陶瓷，即純度極高的氧化鋁陶瓷。Nevelos等[6]測(cè)量發(fā)現(xiàn)氧化鋁陶瓷髖的容積磨損率為40.7 μm3/年，線性磨損率為165.5 μm/年，其特點(diǎn)是硬度高、親水性好，但同時(shí)脆性高，存在一定的碎裂風(fēng)險(xiǎn)。本研究中對(duì)照組（Biolox?forte假體）使用的即氧化鋁陶瓷假體。Habermann等[7]報(bào)告50萬例氧化鋁陶瓷股骨頭假體的碎裂率為0.4?。因此，這種陶瓷對(duì)假體厚度有嚴(yán)格的要求，限制了假體的形狀和大小。另外，術(shù)后出現(xiàn)關(guān)節(jié)異響的問題也引起業(yè)界的廣泛重視[8,9]。

為改進(jìn)陶瓷部件性能，AMC應(yīng)運(yùn)而生。該陶瓷在氧化鋁中加入氧化鋯、氧化釔等成分作為添加劑，制成氧化鋯強(qiáng)韌氧化鋁陶瓷（zirconia toughned alumina,ZTA）和氧化釔-氧化鋯強(qiáng)韌氧化鋁陶瓷（yttria-zirconia toughened alumina,Y-ZTP）[10]。氧化鋯陶瓷晶體散布于氧化鋁晶格之間，利用其可以在外力作用下改變相態(tài)的特性，起到緩沖作用而吸收應(yīng)力。加入鍶和鉻等氧化物的氧化鋁陶瓷不但具有上述優(yōu)點(diǎn)，還可以在氧化鋁晶體間形成小板樣的晶體結(jié)構(gòu)，更好地結(jié)合高強(qiáng)度、高韌度與熱穩(wěn)定性，比如Biolox?delta系列復(fù)合陶瓷。隨著物理性能的優(yōu)化，陶瓷部件可以被加工成更多形狀和更薄，以適應(yīng)臨床上的各種需要，即在達(dá)到同樣強(qiáng)度要求的前提下，髖臼陶瓷內(nèi)襯可以更薄，陶瓷球頭可以更大，這樣的結(jié)果令人鼓舞，因?yàn)榇笾睆角蝾^人工髖關(guān)節(jié)受到關(guān)節(jié)外科醫(yī)師的偏愛，它可以帶來更好的關(guān)節(jié)活動(dòng)度和穩(wěn)定性，改善關(guān)節(jié)潤(rùn)滑[11]。金屬對(duì)金屬假體曾在一段時(shí)間內(nèi)解決了這一問題，但近年來多項(xiàng)研究報(bào)告該假體存在金屬離子釋放、假體機(jī)械學(xué)失敗和生物力學(xué)環(huán)境不良等問題[12]。目前已有研究顯示，新型AMC假體臨床效果優(yōu)良[13,14]。

AMC假體改進(jìn)了傳統(tǒng)陶瓷易碎裂的問題，其陶瓷部件碎裂和關(guān)節(jié)異響的國(guó)內(nèi)外報(bào)道鮮見，但該假體進(jìn)入臨床時(shí)間較短。本研究中AMC組2例陶瓷內(nèi)襯碎裂，發(fā)生率為0.3%，這2例在發(fā)生陶瓷部件碎裂之前均可見影像學(xué)特征性改變，考慮與內(nèi)襯在金屬外杯發(fā)生移位有關(guān)，而這種移位又可能與金屬外杯植入骨床后發(fā)生的形變或金屬外杯與陶瓷內(nèi)襯扣鎖部分的形狀設(shè)計(jì)以及這種設(shè)計(jì)的抗疲勞強(qiáng)度有關(guān)。2例陶瓷部件碎裂均為內(nèi)襯一側(cè)，且均與高能量損傷無關(guān)，這與此前認(rèn)為陶瓷部件需較高沖擊力才會(huì)碎裂的認(rèn)識(shí)相悖[15]，應(yīng)對(duì)陶瓷假體的抗疲勞性能而不是抗沖擊強(qiáng)度作進(jìn)一步研究觀察。

本研究結(jié)果示，新一代AMC假體的表現(xiàn)令人滿意，臨床和影像學(xué)評(píng)估及術(shù)后Harris評(píng)分均不遜于對(duì)照組的高純度氧化鋁陶瓷假體，以下方面還表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢(shì)：①AMC組的股骨頭直徑平均為34.35 mm，大于對(duì)照組的30.67 mm，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.001)，理論上可為患者帶來更大的活動(dòng)度及更穩(wěn)定的人工髖關(guān)節(jié)，隨訪中AMC組無一例發(fā)生術(shù)后假體脫位，較之小球頭髖關(guān)節(jié)表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性；②AMC組無一例主訴關(guān)節(jié)異響，有研究認(rèn)為陶瓷髖關(guān)節(jié)術(shù)后的關(guān)節(jié)異響與陶瓷部件的條帶磨損有關(guān)，而后者又因假體邊緣負(fù)重所致[16-18]。AMC假體的出現(xiàn)使大直徑陶瓷球頭的假體配伍得以實(shí)現(xiàn)，理論上減少邊緣負(fù)重的機(jī)會(huì)和產(chǎn)生條帶磨損的條件，以降低關(guān)節(jié)異響的發(fā)生率。

本研究?jī)H報(bào)告AMC假體的初期臨床效果，并記錄研究中發(fā)現(xiàn)的問題，希望引起假體使用者的關(guān)注。而對(duì)于一款假體或一種假體材料的療效判定尚需長(zhǎng)時(shí)間的隨訪觀察。

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