股骨頭壞死保頭手術(shù)治療的研究進(jìn)展

丁佐佑, 陳增淦

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院骨科，上海 200032

缺血性股骨頭壞死是由于不同病因破壞了股骨頭的血液供應(yīng)，導(dǎo)致股骨頭骨與軟骨細(xì)胞的壞死及關(guān)節(jié)面的塌陷，是臨床常見疾病之一。缺血性股骨頭壞死早期多無明顯癥狀，一段時(shí)間后出現(xiàn)髖部疼痛及活動受限，最終進(jìn)展為股骨頭塌陷和骨關(guān)節(jié)炎。股骨頭壞死的病因復(fù)雜多樣，發(fā)病機(jī)制尚未闡明，因此目前仍缺乏一致認(rèn)可的治療方案。該病好發(fā)于20～50歲的中青年人。對于年輕患者來說，若較早行全髖置換術(shù)，則十余年后可能須行二次甚至多次關(guān)節(jié)翻修手術(shù)，進(jìn)而給患者的生活帶來極大不便。因此，對于處于疾病早期的中青年患者，可采取保頭手術(shù)，以防止股骨頭塌陷，而延緩或避免行全髖置換術(shù)。近年來保頭手術(shù)已從單獨(dú)髓芯減壓或骨移植逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N方法聯(lián)合應(yīng)用，本文對此進(jìn)行總結(jié)。

1 髓芯減壓術(shù)

股骨頭髓芯減壓是目前治療早期股骨頭壞死普遍應(yīng)用的方法。該手術(shù)的目的是清除壞死骨，降低骨內(nèi)壓力，增加病變部位血流量，以刺激新骨形成。傳統(tǒng)髓芯減壓技術(shù)是在探針引導(dǎo)下由大轉(zhuǎn)子下股骨外側(cè)皮質(zhì)鉆入8～10 mm鉆頭，經(jīng)股骨頸到達(dá)壞死區(qū)，清除周圍壞死骨。由于術(shù)后股骨頭、頸力學(xué)強(qiáng)度降低，易致股骨頸、轉(zhuǎn)子下骨折，故現(xiàn)已較少單獨(dú)使用這一技術(shù)。

現(xiàn)代髓芯減壓技術(shù)有所改善。Kim等[1]于2004年首先報(bào)道應(yīng)用3 mm孔徑鉆頭行多處髓芯減壓，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)降低了股骨頭塌陷的發(fā)生率，同時(shí)對股骨近端正常的骨組織和骨小梁破壞減少，降低了相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率。Marker[2]等的研究中，52例(79髖)未出現(xiàn)股骨頭塌陷的患者接受小孔徑鉆頭多處髓芯減壓，平均隨訪時(shí)間65個(gè)月。研究結(jié)果顯示：74% FicatⅠ期患者及58% FicatⅡ期患者無需進(jìn)一步手術(shù)治療，其中股骨頭壞死范圍<25%的FicatⅠ期患者中有79%較前改善。

MRI導(dǎo)航技術(shù)近年來已應(yīng)用于髓芯減壓。Kerimaa等[3]在12例患髖中運(yùn)用MRI引導(dǎo)探針進(jìn)入股骨頭壞死區(qū)行髓芯減壓，成功率達(dá)100%，且術(shù)后未見并發(fā)癥。MRI引導(dǎo)髓芯減壓可提高鉆孔精度、縮短手術(shù)時(shí)間、減少電離輻射，并且對早期股骨頭壞死病灶的定位更加準(zhǔn)確。髓芯減壓雖然操作簡單，但由于股骨頭壞死的原因和病變程度不同，其療效常不確定。此外，髓芯減壓只適用于FicatⅠ、Ⅱ期股骨頭壞死，一旦股骨頭塌陷，則治療效果不佳[4]。

2 髓芯減壓聯(lián)合植骨術(shù)

單獨(dú)股骨頭減壓、清除病灶后，因骨組織和骨小梁的正常結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致軟骨下骨板缺乏結(jié)構(gòu)性支撐，股骨頭塌陷和術(shù)后骨折的風(fēng)險(xiǎn)增加。髓芯減壓結(jié)合骨移植，可為軟骨下骨提供結(jié)構(gòu)性支撐，促進(jìn)軟骨下骨的修復(fù)重建，降低塌陷的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2.1 非血管化骨移植 常用的股骨頭壞死區(qū)植骨方法包括經(jīng)股骨頸減壓孔道進(jìn)行植骨、經(jīng)股骨頭開窗植骨和經(jīng)股骨頸開窗植骨。移植骨可分為自體骨和異體骨。自體骨多選擇髂骨松質(zhì)骨，其有富含骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞和良好成骨支架的優(yōu)點(diǎn)；而使用異體骨可避免破壞其他部位正常解剖結(jié)構(gòu)，減少并發(fā)癥的發(fā)生。Zuo等[6]報(bào)告了119例(158髖) 植入自體松質(zhì)骨的股骨頭壞死病例，平均隨訪31個(gè)月，其中31髖(19.6%)需改行全髖置換術(shù)，另有9髖(5.7%)影像學(xué)顯示股骨頭塌陷>2 mm但未行關(guān)節(jié)置換。Feng等[7]采用異體骨打壓植骨的方法對39例(46髖)患者進(jìn)行治療，平均隨訪26個(gè)月，結(jié)果顯示：ARCO ⅡC期之前的患者術(shù)后優(yōu)良率78%，ARCO ⅡC期之后的患者術(shù)后優(yōu)良率52.6%；術(shù)后11髖進(jìn)展為股骨頭塌陷，其中4髖改行全髖置換術(shù)。非血管化骨移植多與間質(zhì)干細(xì)胞或細(xì)胞因子聯(lián)合運(yùn)用，以促進(jìn)壞死區(qū)域骨的修復(fù)和重塑。

2.2 血管化骨移植 血管化骨移植多用于治療FicatⅠ～Ⅲ期、股骨頭壞死范圍<50%且塌陷<2 mm的患者[8]。移植骨能為關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨提供可靠的結(jié)構(gòu)支撐，而維持血流供應(yīng)使移植骨具有成骨能力，從而加速壞死區(qū)域的骨修復(fù)和再生。血管化骨移植常用的手術(shù)方法有帶血管游離腓骨移植、帶旋髂深動脈髂骨移植、帶旋髂淺動脈髂骨移植、帶旋股外動脈升支髂骨移植[9]。其中，帶血管游離腓骨移植植入骨的血供豐富、支撐力好，在血管化骨移植方法中效果較好。Cao等[10]的一項(xiàng)隨機(jī)對照試驗(yàn)中納入27位ARCOⅠ～Ⅲ期雙側(cè)股骨頭壞死患者，兩側(cè)患髖隨機(jī)分別接受不同的手術(shù)方式，隨訪時(shí)間36個(gè)月，6例失訪。研究結(jié)果顯示：接受帶血管游離腓骨移植的患髖血供明顯優(yōu)于接受單純髓芯減壓的患髖；接受單純髓芯減壓的患髖中，7例進(jìn)展至ARCO Ⅲ期，另有2例接受了全髖置換術(shù)，而接受帶血管游離腓骨移植的患髖僅1例出現(xiàn)病情進(jìn)展。Kim等[11]比較了帶血管游離腓骨移植和不帶血管的骨移植治療股骨頭大范圍壞死的療效，平均隨訪時(shí)間4年。結(jié)果顯示：帶血管游離腓骨移植組中SteinbergⅡ期、Ⅲ/Ⅳ期分別有1例(10%)、7例(54%)股骨頭塌陷，平均塌陷深度2.8 mm，其中3例(13%)改行全髖置換術(shù)；不帶血管的骨移植組中SteinbergⅡ期、Ⅲ/Ⅳ期分別有5例(50%)、11例(85%)股骨頭塌陷，平均塌陷深度4.2 mm，其中5例(22%)改行全髖置換術(shù)。Zhao等[12]嘗試運(yùn)用可降解鎂螺釘固定植入的帶血管蒂的腓骨，以解決植入骨在患者運(yùn)動時(shí)可能發(fā)生滑脫或移位而影響療效的問題。在平均12個(gè)月的隨訪中，患者血中的鎂、鈣、磷離子濃度及肝腎功能均正常，Harris評分較術(shù)前顯著提高，CT圖像顯示使用鎂螺釘固定的患者均未出現(xiàn)植入骨滑脫或移位。盡管帶血管游離腓骨移植治療股骨頭壞死的遠(yuǎn)期療效較好，但手術(shù)難度較高，且創(chuàng)傷相對較大、取骨部位術(shù)后恢復(fù)較慢，影響其推廣使用。帶血管游離腓骨移植的遠(yuǎn)期療效仍需大樣本長期隨訪確定。

3 多孔鉭棒置入術(shù)

自1997年P(guān)edersen等[13]首次提出多孔鉭棒可替代腓骨用于股骨頭壞死患者的治療以來，鉭棒置入術(shù)聯(lián)合髓芯減壓逐漸被推廣用于治療早期非塌陷性股骨頭缺血壞死。有研究[13-15]指出，此法適用于治療ARCOⅠ、Ⅱ期的股骨頭壞死，對Ⅲ期以上或壞死范圍較大的病例療效較差。Liu等[16]采用鉭棒置入術(shù)治療35例(49髖，其中47髖為SteinbergⅠ、Ⅱ期)股骨頭壞死患者，平均隨訪時(shí)間15.2個(gè)月，結(jié)果顯示：患者術(shù)后平均Harris評分較術(shù)前明顯提高(P<0.05)，其中41髖(83.7%)疼痛明顯緩解，8髖(包括Steinberg Ⅲ期2髖)疼痛加劇且影像學(xué)顯示壞死范圍增大。由于鉭棒直徑為10 mm，不能支撐范圍廣泛的壞死區(qū)域，用于壞死面積超過30%的關(guān)節(jié)面時(shí)易發(fā)生股骨頭塌陷[17]。Nadeau等[18]用此方法治療18例Steinberg Ⅲ、Ⅳ期的壞死股骨頭，定義無需改行全髖置換術(shù)為手術(shù)成功；術(shù)后12個(gè)月時(shí)成功率為77.8%，23個(gè)月時(shí)成功率僅44.5%。鉭棒置入術(shù)較帶血管游離腓骨移植手術(shù)時(shí)間短、出血少、住院時(shí)間短、術(shù)后并發(fā)癥少。但Tanzer等[19]的研究中，15例Steinberg Ⅱ期置入鉭棒后需改行全髖置換術(shù)的患者均出現(xiàn)軟骨下骨碎裂，對取出的鉭棒進(jìn)行組織病理學(xué)分析，電鏡下顯示13根鉭棒中有新骨長入，但平均長入程度僅1.9%。除鉭棒外，各種人造材料也有運(yùn)用。Yang等[20]向髓芯減壓孔道內(nèi)填充多孔羥基磷灰石/聚酰胺66和生物玻璃，用于為關(guān)節(jié)軟骨提供結(jié)構(gòu)支撐，促進(jìn)爬行替代過程。該研究納入64例患者84髖，分為治療組(38髖)和對照組(46髖，接受自體松質(zhì)骨移植)，隨訪結(jié)果顯示，治療組中有8例(21%)股骨頭承重區(qū)發(fā)生塌陷或塌陷加重，對照組中有21例(46%)發(fā)生類似情況。

4 截骨術(shù)

股骨近端截骨術(shù)主要通過改變股骨頸角度，將負(fù)重區(qū)骨壞死部位轉(zhuǎn)至非負(fù)重區(qū)，代之以有正常骨支撐的關(guān)節(jié)軟骨承載負(fù)荷。除力學(xué)支撐效應(yīng)外，截骨術(shù)還有降低骨內(nèi)壓、改善血流供應(yīng)的作用。截骨術(shù)主要有轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)和轉(zhuǎn)子間成角截骨術(shù)兩種方法。

日本Sugioka[21]首先采用轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)治療股骨頭壞死，并獲得顯著效果；其指出進(jìn)行截骨術(shù)的適應(yīng)證是影像檢查示少于1/3的股骨頭壞死區(qū)域在主要負(fù)重區(qū)。這一方法在日本較為流行。Morita等[22]抽取95例(111髖)接受轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨治療非創(chuàng)傷性股骨頭壞死的患者，平均隨訪18.2年。結(jié)果顯示：50髖(45%)術(shù)后改行全髖置換術(shù)；其余61髖(55%)最后1次隨訪時(shí)平均Harris評分79分，其中33例(30%)Harris評分大于70分。該研究指出，轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)優(yōu)良率低于同類研究可能與轉(zhuǎn)至非負(fù)重區(qū)的壞死部位進(jìn)一步塌陷導(dǎo)致周圍骨出現(xiàn)骨關(guān)節(jié)炎改變有關(guān)，而這一改變多發(fā)生在手術(shù)5年后。轉(zhuǎn)子間旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)對歐美患者的療效不理想，而操作相對容易的轉(zhuǎn)子間成角截骨術(shù)(包括內(nèi)翻或外翻成角截骨)在歐美更常用。Zhao等[23]采用轉(zhuǎn)子間內(nèi)翻截骨術(shù)治療73髖，平均隨訪12.4年，影像學(xué)結(jié)果顯示：其中66.4%壞死范圍無進(jìn)展。然而，截骨術(shù)改變了正常的股骨頭解剖結(jié)構(gòu)，增加了日后行全髖置換術(shù)的難度。

5 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞療法

研究[24]表明，在股骨頭發(fā)生缺血壞死后，骨髓內(nèi)間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMMSCs)的數(shù)量減少或活性受到抑制。BMMSCs具有分化為骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞等的多向分化潛能，通過增加干細(xì)胞數(shù)量，可達(dá)到修復(fù)壞死區(qū)域的目的。2002年，Hernigou等[25]首次提出通過減壓孔道向壞死區(qū)域注射BMMSCs的技術(shù)，隨訪5～10年，結(jié)果顯示術(shù)后145例FicatⅠ、Ⅱ期患髖中Harris評分顯著提高，關(guān)節(jié)面塌陷的發(fā)生率顯著下降，僅有9髖須行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。隨后多項(xiàng)研究[26-28]得出了BMMSCs可促進(jìn)骨組織修復(fù)的結(jié)論，但也發(fā)現(xiàn)單純應(yīng)用BMMSCs治療股骨頭壞死的效果不滿意。

孤立的細(xì)胞一般情況下很難形成組織，必須依賴支架生長。因此，后續(xù)研究多將BMMSCs與支架材料共同用于治療股骨頭壞死[29]。Tabatabaee等[30]采用隨機(jī)雙盲對照實(shí)驗(yàn)比較了有無BMMSCs植入情況下髓芯減壓合并髓內(nèi)釘植入的效果。術(shù)后24個(gè)月隨訪顯示，植入組14例患者的病情未表現(xiàn)出影像學(xué)進(jìn)展，其中2例Ficat Ⅲ期患者病情好轉(zhuǎn)；而對照組14例患者中有10例病情出現(xiàn)影像學(xué)進(jìn)展，其中3例接受了全髖置換術(shù)。

6 細(xì)胞因子療法

在缺血性壞死的股骨頭中，存在多種可促進(jìn)骨修復(fù)的細(xì)胞因子，其中骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bone morphogentic protein，BMP) 可誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞，因此常用于保護(hù)股骨頭[31]。Lieberman等[32]應(yīng)用髓芯減壓與同種異體腓骨移植結(jié)合rhBMP-2治療15例(17髖)Ficat Ⅱ、Ⅲ期的股骨頭壞死患者，術(shù)后隨訪26～94個(gè)月，影像學(xué)結(jié)果顯示，14髖壞死范圍無擴(kuò)大，F(xiàn)icatⅡ期的15髖中僅1髖發(fā)生股骨頭塌陷。Seyler等[33]應(yīng)用髓芯減壓與自體骨移植結(jié)合BMP-7治療39髖(22髖FicatⅡ期和17髖Ficat Ⅲ期)，平均隨訪36個(gè)月，結(jié)果顯示Ⅱ期和Ⅲ期患髖中分別有4髖(18%)、11例(65%)須接受全髖置換術(shù)。

血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、堿性成纖維細(xì)胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、胰島素樣生長因子(insulin-like growth factor,IGF)等細(xì)胞因子也可作用于骨修復(fù)和再生，但大部分仍處于試驗(yàn)階段，還未在臨床推廣。

表1 股骨頭壞死保頭治療統(tǒng)計(jì)

NA：無效.CD：髓芯減壓術(shù); MD:小孔徑多處髓芯減壓; NVBG: 非血管化骨移植; FVFG:帶血管游離腓骨移植; PTI:多孔鉭棒置入術(shù); BMMSC：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；BMP：骨形態(tài)發(fā)生蛋白

7 小結(jié)與展望

缺血性股骨頭壞死是臨床上的治療難題。隨著MRI的普及，越來越多的股骨頭壞死微小病變能在早期被發(fā)現(xiàn)。股骨頭塌陷是保頭手術(shù)轉(zhuǎn)全髖置換術(shù)的重要指征，因此如何有效預(yù)防股骨頭塌陷是保頭手術(shù)需要著重解決的問題。隨著分子生物學(xué)、干細(xì)胞誘導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)手術(shù)方式逐漸與新型植入物如富血小板血漿的骨髓干細(xì)胞、具有成骨作用的細(xì)胞因子、可誘導(dǎo)血管形成的金屬支架相結(jié)合應(yīng)用于缺血性股骨頭壞死，短期效果已獲得提高，但仍需要多中心臨床試驗(yàn)和長期臨床觀察確定療效。