聚乙烯假體致髖膝關(guān)節(jié)骨溶解差異的臨床研究

+黃自強(qiáng)++++周勇剛++++季衛(wèi)平++朱穎++++陳建智+++++王飛

[摘要] 目的 對(duì)聚乙烯襯墊磨損后顆粒在髖和膝關(guān)節(jié)導(dǎo)致的骨溶解的差異進(jìn)行對(duì)比研究。方法 對(duì)含有聚乙烯假體的翻修患者19例，骨溶解程度、范圍及假體松動(dòng)程度進(jìn)行分析，按部位分成兩組：全髖置換組、全膝置換組。兩組聚乙烯假體最長(zhǎng)使用年限23年，最短5年。結(jié)果 通過對(duì)比分析，髖關(guān)節(jié)聚乙烯骨溶解程度、范圍遠(yuǎn)大于膝關(guān)節(jié)。 結(jié)論 聚乙烯磨損顆粒致髖膝溶解程度與顆粒大小、磨損受力方式等因素相關(guān)。

[關(guān)鍵詞] 聚乙烯；人工關(guān)節(jié)；磨損；骨溶解

[中圖分類號(hào)] R687.4[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B[文章編號(hào)] 1673-9701（2014）16-0041-03

The clinical research on bone dissolve differences between hip and knee joint using polyethylene prosthesis

HUANG Ziqiang1 ZHOU Yonggang2 JI Weiping1 ZHU Ying3CHEN Jianzhi1WANG Fei4

1.Department of Orthopedics，the Peoples Hospital of Lishui City in Zhejiang Province，Lishui 323000，China; 2.Department of Orthopedics， the General Hospital of PLA， Beijing 100036，China；3.Department of Orthopedics，the Center Hospital of Lishui City in Zhejiang Province， Lishui 32300，China；4.Department of Orthopedics，the Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University，Huhhot 010059，China

[Abstract] Objective To comparatively study the differences of dissolution of bones polyethylene liner wear particle in hip and knee. Methods In 19 cases of patients containing polyethylene prosthesis， we analysed the degree of dissolution of bone， the scope and loose degree of false body;According to the parts of the body， These were divided into two groups： a total hip replacement group and a total knee replacement group. The longest service life of two groups of polyethylene prosthesis were 23 years， the shortest were 5 years. Results Through the comparative analysis， both the degree and scale of dissolution of hip polyethylene were far outweigh the knee joint. Conclusion The degree of dissolution of polyethylene wear granules to hip knee is bound up with particle size， wear stress modes and so forth.

[Key words] Polyethylene;Artificial joint;Wear;Dissolution of bone人工關(guān)節(jié)置換為晚期關(guān)節(jié)疾患帶來了福音[1]，但隨著人工關(guān)節(jié)的廣泛開展，其關(guān)節(jié)松動(dòng)翻修成為臨床關(guān)節(jié)置換的主要缺陷，給患者帶來了巨大的痛苦和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。人工關(guān)節(jié)磨損是造成關(guān)節(jié)面破壞的主要因素，也是導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)使用時(shí)間的重要原因，其不僅導(dǎo)致假體本身的損傷，更重要是誘發(fā)周圍組織炎性變和骨溶解，最終導(dǎo)致手術(shù)失敗，而導(dǎo)致假體松動(dòng)和損傷[2，3]。但其具體機(jī)制尚不清楚，因此本文通過對(duì)髖、膝關(guān)節(jié)骨溶解程度、范圍及假體松動(dòng)程度進(jìn)行比較，分析其關(guān)系，為臨床人工關(guān)節(jié)置換術(shù)提供參考，以降低關(guān)節(jié)松動(dòng)和翻修的發(fā)生率。

1資料與方法

1.1 一般資料

收集了2009年2月～2012年6月共19例假體松動(dòng)翻修病例。病例來源于中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院和浙江省麗水市人民醫(yī)院骨關(guān)節(jié)科。入圍病例均為無菌性松動(dòng)，術(shù)前通過常規(guī)檢查：CT、X片、ESR、CRP，對(duì)有可疑感染的可輔助全身骨骼ECT掃描，排除感染可能。其中男13例，女6例，初次髖關(guān)節(jié)翻修 10例、膝關(guān)節(jié)翻修9例。兩組聚乙烯假體最長(zhǎng)使用年限23年，最短使用年限5年。

1.2觀察方法

1.2.1骨溶解體積測(cè)定 術(shù)中清理周圍的疤痕、肉芽等增生的組織。將髖關(guān)節(jié)脫位后，保持股骨柄原來位置，用醫(yī)用橡皮泥填充骨溶解部位，并塑型成原有股骨近端固有形狀，取出髖臼，清理臼周及臼底病灶組織，清理完臼杯上的壞死組織后將髖臼復(fù)位，壓實(shí)橡皮泥，清理溢出的部分，保持至原位，再取出髖臼、股骨柄側(cè)橡皮泥，放入裝生理鹽水的量杯中，前后體積的之差即為缺損體積。聚乙烯墊的磨損體積是取出后用可塑性橡皮泥恢復(fù)原狀后再同前法測(cè)橡皮泥的體積[2]。

1.2.2炎性細(xì)胞計(jì)數(shù) 術(shù)中取髖關(guān)節(jié)的股骨側(cè)、膝關(guān)節(jié)的脛骨側(cè)與假體相鄰的界面膜組織，標(biāo)本用福爾馬林液固定，石蠟包裹切片，根據(jù)Joseph的半定量標(biāo)準(zhǔn)[4]，對(duì)取下的假體松動(dòng)周圍的界膜組織進(jìn)行電鏡觀察。對(duì)其炎性細(xì)胞行半定量分析。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SAS 8.0 軟件。兩組間炎性細(xì)胞計(jì)數(shù)差異比較采用秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組間骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)中獨(dú)立樣本的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1 炎性細(xì)胞計(jì)數(shù)的分析

通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)組的界膜在光鏡下多核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的炎性反應(yīng)程度無顯著差異（P>0.05）。見表1。

表1 鏡下所見炎性細(xì)胞

注： 1+、2+、3+ 是根據(jù)Joseph的半定量標(biāo)準(zhǔn)而標(biāo)

2.2聚乙烯墊磨損碎屑導(dǎo)致的骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限相關(guān)性分析

全部病例骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限如表2示，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)翻修年和骨溶解體積兩個(gè)指標(biāo)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，聚乙烯磨損體積組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。從髖、膝關(guān)節(jié)分開統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果提示：聚乙烯墊磨損碎屑導(dǎo)致的骨溶解量（r=0.757）、聚乙烯磨損的體積和翻修年限（r=0.863），骨溶解量和翻修年限（r=0.610）均成正相關(guān)關(guān)系；同體積的聚乙烯磨損顆粒，在髖關(guān)節(jié)產(chǎn)生的骨溶解程度明顯大于膝關(guān)節(jié)。

endprint

表2 骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限（中位數(shù)（四分位間距））

3 討論

隨著人工關(guān)節(jié)快速的發(fā)展，近幾年因假體松動(dòng)的髖膝關(guān)節(jié)翻修的病例逐年增多。假體松動(dòng)一直是髖膝關(guān)節(jié)翻修的主要原因，而界面磨損產(chǎn)生的顆粒致骨溶解則是假體松動(dòng)的最直接誘因。如何減少骨溶解發(fā)生率，延長(zhǎng)假體使用壽命則是骨科醫(yī)生長(zhǎng)期所關(guān)注的問題。有學(xué)者報(bào)道，其翻修的常見原因?yàn)榫垡蚁┮r墊磨損、松動(dòng)、感染、粘連，對(duì)位對(duì)線不良，其中襯墊磨損占25%[5]。長(zhǎng)期的臨床發(fā)現(xiàn)，聚乙烯在髖膝關(guān)節(jié)中導(dǎo)致的骨溶解存在差別：即膝關(guān)節(jié)的聚乙烯磨損深度、體積與髖關(guān)節(jié)相比較后者多，但其導(dǎo)致骨溶解的破壞致假體松動(dòng)的程度遠(yuǎn)較髖關(guān)節(jié)輕微。

骨溶解病理過程是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的，關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解與假體周圍膜形成有關(guān)，假體周圍膜其病理學(xué)特點(diǎn)為高度血管化的纖維介質(zhì)組織，富含巨噬細(xì)胞、多核巨細(xì)胞和磨損顆粒[6]。本文研究結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)組的界膜在光鏡下多核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的炎性反應(yīng)程度無顯著差異，說明兩組炎癥反應(yīng)沒有差異。全關(guān)節(jié)置換假體組件磨損產(chǎn)生的磨損顆粒均可導(dǎo)致組織細(xì)胞反應(yīng)，繼而導(dǎo)致骨溶解，但聚乙烯磨損顆粒為最常見。當(dāng)假體周圍組織中的磨損顆粒聚集量超過局部組織的清除能力時(shí)，可能產(chǎn)生骨溶解。

髖、膝關(guān)節(jié)導(dǎo)致骨溶解的差異[7-13]：①聚乙烯界面磨損顆粒區(qū)別：髖：聚乙烯面球面全方位接觸磨損，顆粒細(xì)?。幌ィ罕硞?cè)內(nèi)外髁接觸面受力磨損，為其表面2 mm的易氧化層，為大的碎裂片，而非小顆粒。②磨損顆粒的大小差別：從微粒上看，髖的聚乙烯磨損顆粒較膝關(guān)節(jié)磨損小。骨溶解是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的——碎屑顆粒越小，發(fā)生骨溶解的幾率愈大，所以在本文結(jié)果中可見髖關(guān)節(jié)骨溶解的體積要緣大于膝關(guān)節(jié)。③顆粒進(jìn)入假體-骨界面難易度：髖：由于股骨柄側(cè)假體-骨界面需承受剪切力影響，使?jié)撛谒蓜?dòng)幾率增加，顆粒更易進(jìn)入關(guān)節(jié)周圍腔隙，致骨溶解導(dǎo)致松動(dòng)，腔隙增大導(dǎo)致顆粒與假體周圍組織細(xì)胞接觸面增加，溶解范圍增加。而膝關(guān)節(jié)置換而言，其所受剪應(yīng)力、張應(yīng)力較髖??；關(guān)節(jié)腔隙相對(duì)封閉：平臺(tái)側(cè)、股骨側(cè)經(jīng)截骨后，被骨水泥和假體阻隔變的相對(duì)密閉。④顆粒吞噬能力差異： 膝關(guān)節(jié)是人體最大的滑液關(guān)節(jié)，對(duì)碎屑的吞噬消化能力較強(qiáng)。⑤髖膝兩關(guān)節(jié)的擦傷特點(diǎn)：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)不同，髖關(guān)節(jié)是行球臼運(yùn)動(dòng)，為旋轉(zhuǎn)圓磨運(yùn)動(dòng)。膝關(guān)節(jié)做屈伸旋轉(zhuǎn)；髖關(guān)節(jié)為研磨磨損及黏著磨損；膝關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)，即有選擇也有背曲運(yùn)動(dòng)。

通過本次研究的結(jié)果和臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)骨溶解的預(yù)防措施，主要有以下幾點(diǎn)：①減少磨損顆粒的產(chǎn)生，是防止骨溶解的關(guān)鍵。盡量減少使用傳統(tǒng)聚乙烯材料或者使用。傳統(tǒng)的聚乙烯在空氣中經(jīng)γ射線（25~40 KGY）照射，影響其機(jī)械特性。新型的是在惰性環(huán)境中，增加γ射線劑量-95~100 KGY，應(yīng)用交聯(lián)反應(yīng)增加其耐磨性。有學(xué)者采用電子束照射交鏈融化制成的高交鏈聚乙烯髖臼和通用超高分子聚乙烯髖臼，并于手術(shù)植入體內(nèi)后2年，發(fā)現(xiàn)高交鏈聚乙烯髖臼磨損線性深度是超高分子聚乙烯的62%，磨損體積僅為超高分子聚乙烯的31%。Martell等發(fā)現(xiàn)在人工全髖關(guān)節(jié)的高交鏈聚乙烯的磨損線性強(qiáng)度是8 μm/年，相比超高分子聚乙烯磨損線性強(qiáng)度135 μm/年降低明顯。②減少假體松動(dòng)的發(fā)生率，而假體-骨界面之間的良好接觸以及這一界面屏障的完整性，依賴于假體設(shè)計(jì)及手術(shù)中的細(xì)致操作。③縮小界面孔隙：低粘度骨水泥與宿體盡可能緊密接觸壓配。④改進(jìn)手術(shù)技術(shù)，避免力線異常，應(yīng)力集中導(dǎo)致聚乙烯過度磨損及假體移位，碎屑顆粒進(jìn)入界面。如果因經(jīng)濟(jì)原因無法避免選擇聚乙烯內(nèi)襯，盡可能選用高交鏈聚乙烯。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Cook JL, Scott RD, Long WJ. Late hematogenous infections after total knee arthroplasty：experience with 3013 consecutive total knees[J]. J Knee Surg，2007，20（1）：27-33.

[2]Grubl A，Chiari C，Giurea A，et al. Cementless to talhip arthroplasty with the rectangular titan ium Zweymuller stem. A concise follow-up，at a minim um of fifteen years of a previous report[J]. J Bone Joint Surg Am，2006，88（10）：2210-2215.

[3]Garcia-Cinbrelo E，Cruz-Pardos A，Madero R，et al. Totalhip arthroplasty with use of the cem entless Zweymuller A lloclassic system.A ten to thirteen-year follow-up study[J]. J Bone Joint Surg Am，2003，85（2）：296-303.

[4]Mirra JM，Amstutz HC，Matos M，et al. The pathology of the joint tissue and its clinical relevance in prosthesis failure[J]. Clin Orthop Relat Res，1976，（117）：221-240.

[5]馬建兵. 聚乙烯微粒細(xì)胞因子與人工髖關(guān)節(jié)松動(dòng)的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2009，23（5）：657-659.

[6]毛賓堯. 人工髖關(guān)節(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2011，26（4）：334-336.

[7]Post ZD. Cemented versus cementless total hip arthroplasty：is a hybrid the most cost effective[J]. J Comp Eff Res， 2013，2（4）：375-377.

[8]Malekmotiei L， Farahmand F， Shodja HM， et al. An analytical approach to study the intraoperative fractures of femoral shaft during total hip arthroplasty[J]. J Biomech Eng，2013，135（4）：041004.

[9]Uchiyama K， Moriya M， Yamamoto T，et al. Revision total hip arthroplasty using an interlocking stem with an allograft-prosthesis composite[J]. Acta Orthop Belg，2013， 79（4）：398-405.

[10]Ibrahim MS， Raja S， Haddad FS. Acetabular impaction bone grafting in total hip replacement[J]. Bone Joint J， 2013，95-B（11 Suppl A）：98-102.

[11]Reikers O，Gunderson RB. Acetabular component anteve rsion in primary and revision total hip arthroplasty：An observational study[J]. Open Orthop J，2013，7（3）：600-604.

[12]Issa K， Naziri Q， Rasquinha V，et al. Outcomes of cementless primary THA for osteonecrosis in HIV-infected patients[J]. J Bone Joint Surg Am，2013，95（20）：1845-1850.

[13]Kamath AF， Prieto H， Lewallen DG. Alternative bearings in total hip arthroplasty in the young patient[J]. Orthop Clin North Am，2013，44（4）：451-462.

（收稿日期：2013-11-28）

endprint

表2 骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限（中位數(shù)（四分位間距））

3 討論

隨著人工關(guān)節(jié)快速的發(fā)展，近幾年因假體松動(dòng)的髖膝關(guān)節(jié)翻修的病例逐年增多。假體松動(dòng)一直是髖膝關(guān)節(jié)翻修的主要原因，而界面磨損產(chǎn)生的顆粒致骨溶解則是假體松動(dòng)的最直接誘因。如何減少骨溶解發(fā)生率，延長(zhǎng)假體使用壽命則是骨科醫(yī)生長(zhǎng)期所關(guān)注的問題。有學(xué)者報(bào)道，其翻修的常見原因?yàn)榫垡蚁┮r墊磨損、松動(dòng)、感染、粘連，對(duì)位對(duì)線不良，其中襯墊磨損占25%[5]。長(zhǎng)期的臨床發(fā)現(xiàn)，聚乙烯在髖膝關(guān)節(jié)中導(dǎo)致的骨溶解存在差別：即膝關(guān)節(jié)的聚乙烯磨損深度、體積與髖關(guān)節(jié)相比較后者多，但其導(dǎo)致骨溶解的破壞致假體松動(dòng)的程度遠(yuǎn)較髖關(guān)節(jié)輕微。

骨溶解病理過程是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的，關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解與假體周圍膜形成有關(guān)，假體周圍膜其病理學(xué)特點(diǎn)為高度血管化的纖維介質(zhì)組織，富含巨噬細(xì)胞、多核巨細(xì)胞和磨損顆粒[6]。本文研究結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)組的界膜在光鏡下多核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的炎性反應(yīng)程度無顯著差異，說明兩組炎癥反應(yīng)沒有差異。全關(guān)節(jié)置換假體組件磨損產(chǎn)生的磨損顆粒均可導(dǎo)致組織細(xì)胞反應(yīng)，繼而導(dǎo)致骨溶解，但聚乙烯磨損顆粒為最常見。當(dāng)假體周圍組織中的磨損顆粒聚集量超過局部組織的清除能力時(shí)，可能產(chǎn)生骨溶解。

髖、膝關(guān)節(jié)導(dǎo)致骨溶解的差異[7-13]：①聚乙烯界面磨損顆粒區(qū)別：髖：聚乙烯面球面全方位接觸磨損，顆粒細(xì)??；膝：背側(cè)內(nèi)外髁接觸面受力磨損，為其表面2 mm的易氧化層，為大的碎裂片，而非小顆粒。②磨損顆粒的大小差別：從微粒上看，髖的聚乙烯磨損顆粒較膝關(guān)節(jié)磨損小。骨溶解是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的——碎屑顆粒越小，發(fā)生骨溶解的幾率愈大，所以在本文結(jié)果中可見髖關(guān)節(jié)骨溶解的體積要緣大于膝關(guān)節(jié)。③顆粒進(jìn)入假體-骨界面難易度：髖：由于股骨柄側(cè)假體-骨界面需承受剪切力影響，使?jié)撛谒蓜?dòng)幾率增加，顆粒更易進(jìn)入關(guān)節(jié)周圍腔隙，致骨溶解導(dǎo)致松動(dòng)，腔隙增大導(dǎo)致顆粒與假體周圍組織細(xì)胞接觸面增加，溶解范圍增加。而膝關(guān)節(jié)置換而言，其所受剪應(yīng)力、張應(yīng)力較髖?。魂P(guān)節(jié)腔隙相對(duì)封閉：平臺(tái)側(cè)、股骨側(cè)經(jīng)截骨后，被骨水泥和假體阻隔變的相對(duì)密閉。④顆粒吞噬能力差異： 膝關(guān)節(jié)是人體最大的滑液關(guān)節(jié)，對(duì)碎屑的吞噬消化能力較強(qiáng)。⑤髖膝兩關(guān)節(jié)的擦傷特點(diǎn)：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)不同，髖關(guān)節(jié)是行球臼運(yùn)動(dòng)，為旋轉(zhuǎn)圓磨運(yùn)動(dòng)。膝關(guān)節(jié)做屈伸旋轉(zhuǎn)；髖關(guān)節(jié)為研磨磨損及黏著磨損；膝關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)，即有選擇也有背曲運(yùn)動(dòng)。

通過本次研究的結(jié)果和臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)骨溶解的預(yù)防措施，主要有以下幾點(diǎn)：①減少磨損顆粒的產(chǎn)生，是防止骨溶解的關(guān)鍵。盡量減少使用傳統(tǒng)聚乙烯材料或者使用。傳統(tǒng)的聚乙烯在空氣中經(jīng)γ射線（25~40 KGY）照射，影響其機(jī)械特性。新型的是在惰性環(huán)境中，增加γ射線劑量-95~100 KGY，應(yīng)用交聯(lián)反應(yīng)增加其耐磨性。有學(xué)者采用電子束照射交鏈融化制成的高交鏈聚乙烯髖臼和通用超高分子聚乙烯髖臼，并于手術(shù)植入體內(nèi)后2年，發(fā)現(xiàn)高交鏈聚乙烯髖臼磨損線性深度是超高分子聚乙烯的62%，磨損體積僅為超高分子聚乙烯的31%。Martell等發(fā)現(xiàn)在人工全髖關(guān)節(jié)的高交鏈聚乙烯的磨損線性強(qiáng)度是8 μm/年，相比超高分子聚乙烯磨損線性強(qiáng)度135 μm/年降低明顯。②減少假體松動(dòng)的發(fā)生率，而假體-骨界面之間的良好接觸以及這一界面屏障的完整性，依賴于假體設(shè)計(jì)及手術(shù)中的細(xì)致操作。③縮小界面孔隙：低粘度骨水泥與宿體盡可能緊密接觸壓配。④改進(jìn)手術(shù)技術(shù)，避免力線異常，應(yīng)力集中導(dǎo)致聚乙烯過度磨損及假體移位，碎屑顆粒進(jìn)入界面。如果因經(jīng)濟(jì)原因無法避免選擇聚乙烯內(nèi)襯，盡可能選用高交鏈聚乙烯。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Cook JL, Scott RD, Long WJ. Late hematogenous infections after total knee arthroplasty：experience with 3013 consecutive total knees[J]. J Knee Surg，2007，20（1）：27-33.

[2]Grubl A，Chiari C，Giurea A，et al. Cementless to talhip arthroplasty with the rectangular titan ium Zweymuller stem. A concise follow-up，at a minim um of fifteen years of a previous report[J]. J Bone Joint Surg Am，2006，88（10）：2210-2215.

[3]Garcia-Cinbrelo E，Cruz-Pardos A，Madero R，et al. Totalhip arthroplasty with use of the cem entless Zweymuller A lloclassic system.A ten to thirteen-year follow-up study[J]. J Bone Joint Surg Am，2003，85（2）：296-303.

[4]Mirra JM，Amstutz HC，Matos M，et al. The pathology of the joint tissue and its clinical relevance in prosthesis failure[J]. Clin Orthop Relat Res，1976，（117）：221-240.

[5]馬建兵. 聚乙烯微粒細(xì)胞因子與人工髖關(guān)節(jié)松動(dòng)的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2009，23（5）：657-659.

[6]毛賓堯. 人工髖關(guān)節(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2011，26（4）：334-336.

[7]Post ZD. Cemented versus cementless total hip arthroplasty：is a hybrid the most cost effective[J]. J Comp Eff Res， 2013，2（4）：375-377.

[8]Malekmotiei L， Farahmand F， Shodja HM， et al. An analytical approach to study the intraoperative fractures of femoral shaft during total hip arthroplasty[J]. J Biomech Eng，2013，135（4）：041004.

[9]Uchiyama K， Moriya M， Yamamoto T，et al. Revision total hip arthroplasty using an interlocking stem with an allograft-prosthesis composite[J]. Acta Orthop Belg，2013， 79（4）：398-405.

[10]Ibrahim MS， Raja S， Haddad FS. Acetabular impaction bone grafting in total hip replacement[J]. Bone Joint J， 2013，95-B（11 Suppl A）：98-102.

[11]Reikers O，Gunderson RB. Acetabular component anteve rsion in primary and revision total hip arthroplasty：An observational study[J]. Open Orthop J，2013，7（3）：600-604.

[12]Issa K， Naziri Q， Rasquinha V，et al. Outcomes of cementless primary THA for osteonecrosis in HIV-infected patients[J]. J Bone Joint Surg Am，2013，95（20）：1845-1850.

[13]Kamath AF， Prieto H， Lewallen DG. Alternative bearings in total hip arthroplasty in the young patient[J]. Orthop Clin North Am，2013，44（4）：451-462.

（收稿日期：2013-11-28）

endprint

表2 骨溶解量、聚乙烯磨損的體積及翻修年限（中位數(shù)（四分位間距））

3 討論

隨著人工關(guān)節(jié)快速的發(fā)展，近幾年因假體松動(dòng)的髖膝關(guān)節(jié)翻修的病例逐年增多。假體松動(dòng)一直是髖膝關(guān)節(jié)翻修的主要原因，而界面磨損產(chǎn)生的顆粒致骨溶解則是假體松動(dòng)的最直接誘因。如何減少骨溶解發(fā)生率，延長(zhǎng)假體使用壽命則是骨科醫(yī)生長(zhǎng)期所關(guān)注的問題。有學(xué)者報(bào)道，其翻修的常見原因?yàn)榫垡蚁┮r墊磨損、松動(dòng)、感染、粘連，對(duì)位對(duì)線不良，其中襯墊磨損占25%[5]。長(zhǎng)期的臨床發(fā)現(xiàn)，聚乙烯在髖膝關(guān)節(jié)中導(dǎo)致的骨溶解存在差別：即膝關(guān)節(jié)的聚乙烯磨損深度、體積與髖關(guān)節(jié)相比較后者多，但其導(dǎo)致骨溶解的破壞致假體松動(dòng)的程度遠(yuǎn)較髖關(guān)節(jié)輕微。

骨溶解病理過程是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的，關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨溶解與假體周圍膜形成有關(guān)，假體周圍膜其病理學(xué)特點(diǎn)為高度血管化的纖維介質(zhì)組織，富含巨噬細(xì)胞、多核巨細(xì)胞和磨損顆粒[6]。本文研究結(jié)果顯示，膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)組的界膜在光鏡下多核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的炎性反應(yīng)程度無顯著差異，說明兩組炎癥反應(yīng)沒有差異。全關(guān)節(jié)置換假體組件磨損產(chǎn)生的磨損顆粒均可導(dǎo)致組織細(xì)胞反應(yīng)，繼而導(dǎo)致骨溶解，但聚乙烯磨損顆粒為最常見。當(dāng)假體周圍組織中的磨損顆粒聚集量超過局部組織的清除能力時(shí)，可能產(chǎn)生骨溶解。

髖、膝關(guān)節(jié)導(dǎo)致骨溶解的差異[7-13]：①聚乙烯界面磨損顆粒區(qū)別：髖：聚乙烯面球面全方位接觸磨損，顆粒細(xì)小；膝：背側(cè)內(nèi)外髁接觸面受力磨損，為其表面2 mm的易氧化層，為大的碎裂片，而非小顆粒。②磨損顆粒的大小差別：從微粒上看，髖的聚乙烯磨損顆粒較膝關(guān)節(jié)磨損小。骨溶解是由假體磨損所致的微米、亞微米的磨損顆粒啟動(dòng)的——碎屑顆粒越小，發(fā)生骨溶解的幾率愈大，所以在本文結(jié)果中可見髖關(guān)節(jié)骨溶解的體積要緣大于膝關(guān)節(jié)。③顆粒進(jìn)入假體-骨界面難易度：髖：由于股骨柄側(cè)假體-骨界面需承受剪切力影響，使?jié)撛谒蓜?dòng)幾率增加，顆粒更易進(jìn)入關(guān)節(jié)周圍腔隙，致骨溶解導(dǎo)致松動(dòng)，腔隙增大導(dǎo)致顆粒與假體周圍組織細(xì)胞接觸面增加，溶解范圍增加。而膝關(guān)節(jié)置換而言，其所受剪應(yīng)力、張應(yīng)力較髖小；關(guān)節(jié)腔隙相對(duì)封閉：平臺(tái)側(cè)、股骨側(cè)經(jīng)截骨后，被骨水泥和假體阻隔變的相對(duì)密閉。④顆粒吞噬能力差異： 膝關(guān)節(jié)是人體最大的滑液關(guān)節(jié)，對(duì)碎屑的吞噬消化能力較強(qiáng)。⑤髖膝兩關(guān)節(jié)的擦傷特點(diǎn)：關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)不同，髖關(guān)節(jié)是行球臼運(yùn)動(dòng)，為旋轉(zhuǎn)圓磨運(yùn)動(dòng)。膝關(guān)節(jié)做屈伸旋轉(zhuǎn)；髖關(guān)節(jié)為研磨磨損及黏著磨損；膝關(guān)節(jié)多向運(yùn)動(dòng)，即有選擇也有背曲運(yùn)動(dòng)。

通過本次研究的結(jié)果和臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)骨溶解的預(yù)防措施，主要有以下幾點(diǎn)：①減少磨損顆粒的產(chǎn)生，是防止骨溶解的關(guān)鍵。盡量減少使用傳統(tǒng)聚乙烯材料或者使用。傳統(tǒng)的聚乙烯在空氣中經(jīng)γ射線（25~40 KGY）照射，影響其機(jī)械特性。新型的是在惰性環(huán)境中，增加γ射線劑量-95~100 KGY，應(yīng)用交聯(lián)反應(yīng)增加其耐磨性。有學(xué)者采用電子束照射交鏈融化制成的高交鏈聚乙烯髖臼和通用超高分子聚乙烯髖臼，并于手術(shù)植入體內(nèi)后2年，發(fā)現(xiàn)高交鏈聚乙烯髖臼磨損線性深度是超高分子聚乙烯的62%，磨損體積僅為超高分子聚乙烯的31%。Martell等發(fā)現(xiàn)在人工全髖關(guān)節(jié)的高交鏈聚乙烯的磨損線性強(qiáng)度是8 μm/年，相比超高分子聚乙烯磨損線性強(qiáng)度135 μm/年降低明顯。②減少假體松動(dòng)的發(fā)生率，而假體-骨界面之間的良好接觸以及這一界面屏障的完整性，依賴于假體設(shè)計(jì)及手術(shù)中的細(xì)致操作。③縮小界面孔隙：低粘度骨水泥與宿體盡可能緊密接觸壓配。④改進(jìn)手術(shù)技術(shù)，避免力線異常，應(yīng)力集中導(dǎo)致聚乙烯過度磨損及假體移位，碎屑顆粒進(jìn)入界面。如果因經(jīng)濟(jì)原因無法避免選擇聚乙烯內(nèi)襯，盡可能選用高交鏈聚乙烯。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Cook JL, Scott RD, Long WJ. Late hematogenous infections after total knee arthroplasty：experience with 3013 consecutive total knees[J]. J Knee Surg，2007，20（1）：27-33.

[2]Grubl A，Chiari C，Giurea A，et al. Cementless to talhip arthroplasty with the rectangular titan ium Zweymuller stem. A concise follow-up，at a minim um of fifteen years of a previous report[J]. J Bone Joint Surg Am，2006，88（10）：2210-2215.

[3]Garcia-Cinbrelo E，Cruz-Pardos A，Madero R，et al. Totalhip arthroplasty with use of the cem entless Zweymuller A lloclassic system.A ten to thirteen-year follow-up study[J]. J Bone Joint Surg Am，2003，85（2）：296-303.

[4]Mirra JM，Amstutz HC，Matos M，et al. The pathology of the joint tissue and its clinical relevance in prosthesis failure[J]. Clin Orthop Relat Res，1976，（117）：221-240.

[5]馬建兵. 聚乙烯微粒細(xì)胞因子與人工髖關(guān)節(jié)松動(dòng)的相關(guān)性研究[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2009，23（5）：657-659.

[6]毛賓堯. 人工髖關(guān)節(jié)技術(shù)進(jìn)展[J]. 中國(guó)矯形外科雜志，2011，26（4）：334-336.

[7]Post ZD. Cemented versus cementless total hip arthroplasty：is a hybrid the most cost effective[J]. J Comp Eff Res， 2013，2（4）：375-377.

[8]Malekmotiei L， Farahmand F， Shodja HM， et al. An analytical approach to study the intraoperative fractures of femoral shaft during total hip arthroplasty[J]. J Biomech Eng，2013，135（4）：041004.

[9]Uchiyama K， Moriya M， Yamamoto T，et al. Revision total hip arthroplasty using an interlocking stem with an allograft-prosthesis composite[J]. Acta Orthop Belg，2013， 79（4）：398-405.

[10]Ibrahim MS， Raja S， Haddad FS. Acetabular impaction bone grafting in total hip replacement[J]. Bone Joint J， 2013，95-B（11 Suppl A）：98-102.

[11]Reikers O，Gunderson RB. Acetabular component anteve rsion in primary and revision total hip arthroplasty：An observational study[J]. Open Orthop J，2013，7（3）：600-604.

[12]Issa K， Naziri Q， Rasquinha V，et al. Outcomes of cementless primary THA for osteonecrosis in HIV-infected patients[J]. J Bone Joint Surg Am，2013，95（20）：1845-1850.

[13]Kamath AF， Prieto H， Lewallen DG. Alternative bearings in total hip arthroplasty in the young patient[J]. Orthop Clin North Am，2013，44（4）：451-462.

（收稿日期：2013-11-28）

endprint