早期股骨頭壞死保頭手術(shù)治療進展

楊元慶(綜述) 夏 軍(審校) 王思群 魏亦兵 陳飛雁 黃鋼勇 陳 杰 石晶晟 趙廣雷

(復旦大學附屬華山醫(yī)院骨科 上海 200040)

早期股骨頭壞死保頭手術(shù)治療進展

楊元慶(綜述) 夏 軍△(審校) 王思群 魏亦兵 陳飛雁 黃鋼勇 陳 杰 石晶晟 趙廣雷

(復旦大學附屬華山醫(yī)院骨科 上海 200040)

股骨頭壞死常見于青壯年患者應用大劑量激素、創(chuàng)傷及酗酒之后,也有一些病因不明。對于青壯年患者應通過各種方法避免股骨頭進一步塌陷而進入晚期骨關(guān)節(jié)炎階段。除股骨頭髓芯減壓之外,再配合植入物以期改善股骨頭缺血壞死情況,并給予一定力學支撐防止股骨頭進一步塌陷,從而延緩髖關(guān)節(jié)人工關(guān)節(jié)置換。本文綜述了目前常見的股骨頭壞死保頭手術(shù)治療方案,并分析各方法的優(yōu)勢及不足。

股骨頭壞死; 髓芯減壓; 鉭棒

股骨頭壞死常見于青壯年患者,在美國每年有2～3萬名患者被診斷為股骨頭壞死,全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中10%的患者是股骨頭壞死所致[1]。股骨頭壞死是由于不同病因直接或間接破壞股骨頭的血液供應,進而造成軟骨下骨變形、壞死,隨著病情進一步加重,股骨頭發(fā)生囊性變、關(guān)節(jié)面塌陷,最終導致骨關(guān)節(jié)炎,這是一種病情不斷進展的難治性疾病,也稱為股骨頭缺血性壞死。在我國常見的病因是糖皮質(zhì)激素大劑量應用、髖關(guān)節(jié)創(chuàng)傷、酗酒及不明原因的特發(fā)性壞死。在股骨頭壞死的早期,可以選擇非手術(shù)治療(如限制負重和高壓氧治療[2])或藥物治療(如阿侖膦酸鈉和伊洛前列素[3])。但非手術(shù)治療只針對早期小范圍的股骨頭壞死,而且臨床療效有限,往往不能有效阻止病情發(fā)展,因此需要進行手術(shù)干預。股骨頭壞死手術(shù)治療分為兩種方式:保頭治療和關(guān)節(jié)置換治療。保頭治療主要適用于股骨頭塌陷前且癥狀不是特別明顯的患者。由于股骨頭壞死常見于青壯年患者,應盡可能早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷,并積極保頭治療,避免股骨頭進一步塌陷而進入晚期骨關(guān)節(jié)炎階段,避免或延緩人工關(guān)節(jié)置換。本文對目前缺血性股骨頭壞死的保頭手術(shù)治療進行綜述。

單純髓芯減壓 股骨頭髓芯減壓能有效減輕股骨頭內(nèi)高壓,改善血液循壞,并能減輕疼痛,已經(jīng)廣泛應用于早期股骨頭壞死。Castro等[4]對股骨頭壞死髓芯減壓和保守治療這兩種不同的治療方式進行Meta分析,單純髓芯減壓納入22項研究,保守治療納入8項研究,結(jié)果表明單純髓芯減壓對于Steinberg分期Ⅰ期壞死改善病情進展的成功率為84%,明顯優(yōu)于保守治療的61%。在一篇證據(jù)等級Ⅳ的文獻中,Israeite等[5]對276例髖關(guān)節(jié)進行髓芯減壓,術(shù)后隨訪2年以上,結(jié)果單側(cè)和雙側(cè)同時減壓術(shù)后需要進行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的比例分別為45%和32%。此研究也表明,在股骨頭尚未塌陷的Steinberg Ⅰ、Ⅱ期,小范圍壞死(小于股骨頭的15%)預后明顯優(yōu)于中范圍(股骨頭的15%～30%)和大范圍(大于股骨頭的30%)壞死,而且中、大范圍壞死的患者最終接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的比率是48%和42%。Marker等[6]的系統(tǒng)性研究回顧了自1992年以來接受股骨頭髓芯減壓的1 268例髖關(guān)節(jié),70%無需進一步手術(shù)治療,63%影像學提示結(jié)果良好。另外,單純減壓的方式除了傳統(tǒng)的大直徑減壓之外,小孔徑多通道減壓也被證實能達到同樣的臨床療效,并且能更深入壞死區(qū)進行減壓,同時對周圍正常組織血供的破壞較少,也降低了轉(zhuǎn)子下骨折的風險[7]。

髓芯減壓+植骨 單純的髓芯減壓對早期、受累范圍較小的股骨頭壞死具有一定療效,但在股骨頭減壓、清除壞死骨組織后,缺乏對股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的力學支撐,尤其當減壓面積較大時,會增加術(shù)后骨折及關(guān)節(jié)面進一步塌陷的風險,所以髓芯減壓后在通道內(nèi)打壓植骨可以增加股骨頭的強度,改變負重的載荷,降低股骨頭塌陷的可能性[8]。另外還可以經(jīng)由股骨頭開窗植骨、股骨頸開窗植骨。Shah等[9]對28例Ficat-Arlet分期Ⅰ期～Ⅱb期股骨頭壞死進行髓芯減壓+自體髂骨植骨,隨訪6個月后發(fā)現(xiàn)Ficat-Arlet分期Ⅰ期的股骨頭壞死情況有92.3%(12/13)獲得改善,而Ⅱa期的改善情況為54.54% (6/11),至于Ⅱb期則為50% (2/4),但該研究的隨訪時間較短。Rijnen等[10]的長期隨訪報道,28例股骨頭壞死進行髓芯減壓+同種異體骨植骨術(shù),平均隨訪時間42個月,29% (8/28)最終接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù),其余的病例90%都能達到較為滿意的臨床效果,還認為年齡是影響術(shù)后療效的因素之一,30歲以下的患者即使ARCO分期較高,術(shù)后的臨床效果還是比較好。有報道指出,將股骨頭內(nèi)壞死骨徹底清除加上松質(zhì)骨植骨,術(shù)后5年ARCO分期Ⅱc期的患者成功率能達到100%[11]。髓芯減壓+植骨的手術(shù)由于操作相對簡單、手術(shù)時間短及對患者創(chuàng)傷較小,是目前主要的保頭手術(shù)之一。

髓芯減壓+帶血管蒂腓骨移植 股骨頭血供障礙是造成股骨頭壞死的可能病因之一,髓芯減壓+帶血管蒂的自體腓骨移植被認為可以給予足夠力學支撐,還能改善股骨頭內(nèi)循環(huán)障礙。一篇比較帶血管蒂腓骨移植和游離腓骨移植臨床療效的文獻指出,術(shù)前股骨頭尚未塌陷的患者術(shù)后7年股骨頭生存率在帶血管蒂的腓骨移植組為86%,明顯優(yōu)于游離腓骨組的30%[12]。Ding等[13]的研究指出,帶血管蒂腓骨移植術(shù)后的患者繼續(xù)接受激素治療并不加速股骨頭壞死的進展,回顧39例因激素治療導致股骨頭壞死的患者(67髖),在接受血管化保頭手術(shù)后,繼續(xù)維持激素治療,平均隨訪5.4年,70%(47/67)影像學上壞死情況改善,15% (10/67)較術(shù)前沒有明顯改變,只有10% (7/67)壞死繼續(xù)進展。一項涉及578例股骨頭壞死帶血管蒂游離腓骨移植的大樣本研究中[14],患者平均年齡36.7歲(19～55歲),Steinberg分期為Ⅳ～Ⅴ期,平均隨訪5年,整體Harris評分從術(shù)前65分提高至86.9分,影像學上33.7%(195/587)股骨頭壞死情況獲得改善,57.3%(331/587)病情沒有明顯變化,9%(52/587)壞死繼續(xù)進展,最終有4%(23例髖)需要進行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。目前尚無Ⅰ期的研究評價血管化和非血管化植入的臨床療效。盡管如此,也有一些長期隨訪的研究能提供參考,Yoo等[15]在平均隨訪時間長達13.9年的研究中指出,124例帶血管蒂腓骨移植術(shù)后的患者中,13例(11%)最終接受了全髖關(guān)節(jié)置換術(shù),Ficat-Arlet分期Ⅱ期和Ⅲ期患者的股骨頭生存率差異無統(tǒng)計學意義,該作者認為影響股骨頭生存率更重要的因素是患者的年齡、股骨頭壞死面積及位置。Edward等[16]開展的長期研究也表明,65例Ficat-Arlet分期Ⅰ期和Ⅱ期的髖在平均隨訪14.4年后,有39例股骨頭壞死沒有持續(xù)進展,生存率為60%,而且這39例髖的平均Harris評分達到89分。除了帶血管蒂腓骨移植之外,也有學者采用髂骨來進行血管化。Elmali等[17]對22例患者(26例髖)進行帶血管蒂髂骨移植,平均隨訪36個月后,65% (17/26)壞死沒有繼續(xù)進展。帶血管蒂腓骨移植對股骨頭壞死的保頭治療具有一定的臨床療效,若血管吻合成功能改善股骨頭局部的血液循環(huán),明顯提高股骨頭的遠期生存率,但是該手術(shù)技術(shù)要求高,手術(shù)時間長,對患者創(chuàng)傷較大,因此手術(shù)失敗率及術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生率相對較高。

髓芯減壓+鉭棒植入 鉭金屬棒硬度系數(shù)達到6.5被認為能在股骨頭髓芯減壓后為軟骨下骨提供堅強的力學支撐,彈性模量與人體骨組織相似,高度孔隙率具有良好的骨傳導,能幫助新生骨長入,是髓芯減壓后植入物的另一選擇。一項鉭棒植入后1年的早期隨訪結(jié)果表示,股骨頭壞死持續(xù)進展率為28% (16/58),最終接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)比率為16% (9/58)[18]。Tanzer等[19]進行了更大樣本量的研究,對113例股骨頭壞死的髖進行髓芯減壓+鉭棒植入,術(shù)后平均隨訪13.4個月的失敗率為15% (17例髖)。Zhang等[20]納入6項隨機對照研究,共256例患者進行Meta分析,結(jié)果提示多孔鉭棒植入的手術(shù)創(chuàng)傷小,短期隨訪中對早期股骨頭壞死患者具有良好效果,但尚需長期隨訪研究來確定多孔鉭棒的療效。Pakos等[21]將多孔鉭棒結(jié)合自體骨髓及植骨,對Steinberg分期Ⅱ～Ⅲ期的49例股骨頭壞死患者(58髖)進行研究,5年隨訪后股骨頭生存率為93.1%,4例病情進展到Steinberg Ⅴ期而接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。然而,將保頭手術(shù)失敗而接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者取下的股骨頭及鉭棒進行組織學分析,發(fā)現(xiàn)僅有少量的新生骨長入,并沒有達到預期的效果,而且對軟骨下骨的力學支撐也不足[19]。一旦鉭棒植入失敗,由于取出困難,也會增加全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的難度。基于這些研究結(jié)果,多孔鉭棒還需要更多的長期隨訪結(jié)果來證明其治療股骨頭壞死的有效性。

骨髓間充質(zhì)干細胞和骨形態(tài)發(fā)生蛋白的應用 骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)具有多向分化的潛能,主要存在于人體紅骨髓中,在特定情況下會分化成機體需要的骨、軟骨、上皮等細胞,幫助新生骨及毛細血管形成[22-23]。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)能誘導未分化的MSCs向骨母細胞和軟骨母細胞分化,促進新生骨形成[24]。因此近年許多研究的重點聚焦在髓芯減壓后通過結(jié)合BMSCs或BMP的植骨來修復和促進新生骨及毛細血管形成。Ma等[25]進行了一項隨機對照雙盲研究,納入45例Ficat-Arlet分期Ⅰ～Ⅲ期的股骨頭壞死患者(53髖),治療組為髓芯減壓+自體髂骨混合骨髓干細胞植骨,對照組為髓芯減壓+單純髂骨植骨,經(jīng)過24個月的隨訪,治療組患者的疼痛和臨床癥狀明顯改善,在病情進展方面,對照組有33.3%壞死情況進展到下一個分期,而治療組只有8%,其中特別提及在治療組Ficat-Arlet分期Ⅰ、Ⅱ期的患者中未出現(xiàn)病情進展。Papanaqiotou等[26]將游離腓骨與BMP-7結(jié)合進行小樣本研究,用于治療股骨頭壞死,平均隨訪4年,71% (5/7)的患者股骨頭沒有進一步塌陷,29% (2/7)的患者最終接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。Persiani等[27]應用BMSCs治療29例股骨頭壞死患者(31例髖),81% (25/31)早期股骨頭壞死的患者臨床癥狀獲得改善,影像學上也未見進展,但對于中晚期的患者效果較差。有學者報道髓芯減壓+帶血管蒂髂骨移植+涂抹BMSCs的多孔鉭棒植入治療晚期股骨頭壞死,經(jīng)過平均64.35個月的隨訪,ARCO分期Ⅲc期的髖成功率為89.74%,ARCO分期Ⅳ期的髖關(guān)節(jié)成功率為75%,只有5例最終接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)[28]。BMSCs和BMP促進新生骨形成的作用已經(jīng)被證實,髓芯減壓+附有促進骨誘導的細胞因子植入物將繼續(xù)成為早期股骨頭壞死保頭治療的研究熱點。

截骨術(shù) 截骨手術(shù)是對于青壯年股骨頭壞死諸多保頭手術(shù)中的一種,在日本較為盛行,主要包括內(nèi)翻截骨及轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨。轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨早在1972年就被提出。對204例患者(250例髖)行轉(zhuǎn)子間截骨矯形術(shù)后隨訪2～9年,有90例患者(128例髖)完成了術(shù)后隨訪。這些患者無論從影像學表現(xiàn)或是臨床表現(xiàn)上都得到了良好的改善[29]。傳統(tǒng)的內(nèi)翻截骨首次由Pauwels提出并應用于髖骨關(guān)節(jié)炎的治療[30],而后才被應用于股骨頭壞死的治療中,無論是哪種截骨手術(shù),其目的都是把股骨頭承重區(qū)的壞死部分去除,并以其他完整部分代替,在26例股骨頭壞死患者中,19例中遠期隨訪療效令人滿意,缺點是這種術(shù)式會造成患側(cè)下肢短縮[31]。相較于轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨,內(nèi)翻截骨對手術(shù)操作要求更低且創(chuàng)傷性更小,但是由于抬高了大轉(zhuǎn)子,內(nèi)翻截骨術(shù)后可能會出現(xiàn)延遲愈合或骨不連的并發(fā)癥[32]。

結(jié)語 早期股骨頭壞死的保頭手術(shù)治療方式多種多樣,長期隨訪的研究結(jié)果證實單純的髓芯減壓僅適用于早期病變且壞死面積小的患者,髓芯減壓+植入物是目前主流的治療手段,治療的主要方向是徹底減壓并清除壞死骨、給予力學支撐、促進新生骨形成、改善局部血液循環(huán)。然而,各種植入物都有其優(yōu)缺點,隨著顯微外科技術(shù)的提高,帶血管蒂的腓骨移植成功率也會增加;隨著生物醫(yī)學的發(fā)展,各種可降解的骨替代材料逐漸問世,同時植入物與BMSCs及各種細胞因子的聯(lián)合應用也具有樂觀的治療前景。

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Treatment progress of joint-preserving procedures for femoral head necrosis in the early stage

YANG Yuan-qing, XIA Jun△, WANG Si-qun, WEI Yi-bing, CHEN Fei-yan,HUANG Gang-yong, CHEN Jie, SHI Jing-sheng, ZHAO Guang-lei

(DepartmentofOrthopaedics,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China)

Patients with femoral head necrosis are common in young adults.There are plenty of reasons causing femoral head necrosis in young adults,such as the application history of high-dose corticosteroid,femoral neck fracture aroused by trauma,alcoholism,etc.Otherwise,there are still some unknown etiologies of femoral head necrosis.For young patients,the preferred treatment of femoral head necrosis is taking a variety of methods to avoid further collapse of the femoral head and going into the late stage of osteoarthritis.Other than utilizing the simple core decompression of the femoral head,orthopaedic surgeons often combine with some implants,hoping to improve the blood supply of femoral head and give mighty mechanical assistance to prevent further collapse of the femoral head,thus can delay the replacement of artificial hip joint.In this Review,we summarize the joint-preserving procedures for femoral head necrosis,and analyze the advantages and disadvantages of each method.

femoral head necrosis; core decompression; tantalum bar

R681.8

B

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.01.020

2016-03-09;編輯:段佳)

△Corresponding author E-mail:dr.xiajun@139.com