人工髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)股骨側(cè)缺損原因、分類和重建的研究進展

周星辰，周新社，裴立家

(蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院關(guān)節(jié)外科，安徽 蚌埠 233000)

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)作為一項逐步成熟的手術(shù)方式，被世界著名的醫(yī)學雜志《柳葉刀》稱之為20世紀骨科最成功的手術(shù)之一，它可以有效地緩解因股骨頭壞死及髖關(guān)節(jié)炎引起的髖部疼痛和重建髖關(guān)節(jié)功能[1]。但隨之也使髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)患者增多，多種要素影響著人工全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)的術(shù)后效果。其中股骨側(cè)骨缺損影響髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)的成功與否，重建股骨側(cè)骨缺損成為骨科熱門研究領(lǐng)域。因此，本文針對股骨側(cè)骨缺損的原因、分型、重建方法、假體選擇等相關(guān)問題作一綜述。

1 股骨側(cè)骨缺損的原因

1.1 無菌性松動引起的股骨側(cè)骨溶解

髖關(guān)節(jié)翻修最主要的原因是假體的無菌性松動。KENNEY等[2]通過對近10年發(fā)表文獻綜合分析發(fā)現(xiàn)，假體的無菌性松動占髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)的比例最高。目前對于髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后出現(xiàn)無菌性松動，其發(fā)生的機制還沒有明確。有研究[3]認為，早期發(fā)現(xiàn)無菌性松動，對避免再次髖關(guān)節(jié)翻修有臨床意義。其中無菌性松動發(fā)生機制有機械力學因素、生物致病因素以及患者本身因素等。

界面微動與應(yīng)力遮擋是假體松動機械因素的發(fā)生原因。趙建寧等[4]研究認為，界面微動與發(fā)生在假體與骨水泥界面或者發(fā)生在假體與骨界面松動有關(guān)。應(yīng)力遮擋是指髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)后假體和股骨遠端共同承擔原有股骨近端承擔的負荷，應(yīng)力的從新分布使股骨起成骨作用的骨質(zhì)出現(xiàn)應(yīng)力減弱。應(yīng)力遮擋會導(dǎo)致股骨近端骨量丟失，產(chǎn)生假體松動[5-6]。因為假體的存在，也無法避免應(yīng)力遮擋發(fā)生，所以選擇與股骨形態(tài)相適合的假體對于減少應(yīng)力遮擋至關(guān)重要。KATO等[7]對198例亞洲發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良患者行股骨側(cè)骨缺損重建，術(shù)中采用非骨水泥型多孔涂層材料，有效降低了假體的應(yīng)力遮擋作用。

生物學因素始動因素是髖關(guān)節(jié)術(shù)后假體活動引起的磨損顆粒。磨損顆粒是產(chǎn)生“磨屑病”的致病因子，其作用機制為：磨損顆粒移位并蓄積在股骨側(cè)，誘發(fā)體內(nèi)產(chǎn)生免疫反應(yīng)，引起巨噬細胞釋放多種細胞因子，如TNF-α、PGE-2、IL-6、TL-1等。BOYCE等[8]對小鼠研究發(fā)現(xiàn)，TNF-α是破骨細胞產(chǎn)生分化的主要細胞因子，這些細胞因子抑制成骨細胞的增殖和分化，同時促進破骨細胞的成熟和分化。大量破骨細胞的激活可造成股骨側(cè)骨缺損，從而引起假體無菌性松動。假體松動會進一步刺激磨損顆粒的產(chǎn)生，逐步造成“磨損—松動—磨損”惡性循環(huán)[9-10]。

患者自身因素是指髖關(guān)節(jié)翻修患者大多數(shù)是老年人，常有糖尿病、類風濕性關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松等基礎(chǔ)病，合并體質(zhì)量較重的患者，即高BMI患者進行翻修性全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的風險增加[11]。另外不合理的后期功能鍛煉，例如患者過早下床活動或者髖關(guān)節(jié)活動超過安全范圍都可能引起假體松動，因為患者股骨側(cè)植骨后骨長入尚未完全，就會有假體松動的風險。

髖關(guān)節(jié)假體無菌性松動不是單個因素產(chǎn)生的，而是各因素相互之間彼此聯(lián)系又共同起作用?；颊唧y關(guān)節(jié)術(shù)后功能鍛煉不當會加重假體磨損，產(chǎn)生大量的磨損顆粒，甚至造成假體的使用年限大幅縮短。應(yīng)力遮擋等引起的骨吸收是導(dǎo)致股骨周圍骨折和大腿疼痛等術(shù)后并發(fā)癥產(chǎn)生的重要因素[12-13]。

1.2 感染引起的股骨側(cè)骨溶解

人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后最嚴重的并發(fā)癥是髖關(guān)節(jié)的深部感染，感染是早期再次翻修的主要原因[14]。凝固酶陰性葡萄球菌、金黃色葡萄球菌、腸球菌和鏈球菌等是髖關(guān)節(jié)翻修的致病菌種，其中凝固酶陰性葡萄球菌所占比例較高[15]。致病菌黏附增殖于假體表面形成獨特的生物被膜，生物被膜如同鎧甲一樣，使機體的炎性細胞無法對細菌清除。生物被膜中的多糖黏附因子具有抗原性，機體產(chǎn)生的抗體與其結(jié)合形成免疫復(fù)合物，免疫復(fù)合物的末端與白細胞結(jié)合，促使白細胞溶解，進而釋放出各種炎性因子及酶類，造成局部的組織壞死和骨溶解，導(dǎo)致假體松動[16]。

1.3 取出假體或骨水泥時造成的股骨側(cè)骨量丟失

取出假體是髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)中必不可少的關(guān)鍵步驟，大部分骨水泥假體取出假體和骨水泥時，往往會丟失股骨側(cè)骨質(zhì)。因為早期采用的骨水泥假體,骨水泥和假體之間往往緊密貼合在一起；而另外一部分已經(jīng)松動的假體，由于骨髓腔的不規(guī)則形狀,要將假體和骨水泥一塊打出來也同樣困難。另外,髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)中清理殘留在骨髓腔里的骨水泥也會造成股骨側(cè)骨質(zhì)的流失[17-18]。

1.4 骨質(zhì)疏松所致骨量丟失

骨質(zhì)疏松癥易發(fā)生髖關(guān)節(jié)假體周圍骨折，患者預(yù)后很差，由此產(chǎn)生的醫(yī)療成本巨大[19]。VENESMAA等研究[20]發(fā)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后股骨假體周圍骨密度的下降與術(shù)前股骨近端骨密度降低呈正相關(guān),術(shù)前股骨近端骨密度越低,術(shù)后假體周圍骨質(zhì)丟失越顯著。SOONG等[21]指出雙膦酸鹽已用于治療臺灣女性絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥，服用雙膦酸鹽類藥物后患者的骨折率較低。對于骨質(zhì)疏松的患者，骨量的保存十分重要。

2 股骨側(cè)骨缺損的分型

2.1 Paprosky分型

Ⅰ型：股骨干完全，干骺端骨松質(zhì)少量缺損，較少見。Ⅱ型：股骨干完全，干骺端松質(zhì)及股骨距缺損。Ⅲ型：ⅢA型股骨干骺端嚴重損壞，失去骨性支持，骨干遠端峽部有至少4 cm完整皮質(zhì)骨；ⅢB型股骨干骺端嚴重損壞，從末梢到峽部完整的皮質(zhì)骨<4 cm。Ⅳ型：股骨髓腔內(nèi)廣泛骨松質(zhì)缺損。在Paprosky Ⅰ型缺損中，幾乎不需要植骨,Paprosky Ⅱ型及Ⅱ型以上缺損可能需要同種異體骨一起使用支撐骨缺損[22]。Paprosky分型方法不僅清楚闡述股骨側(cè)缺損情況，還可以為翻修手術(shù)的制定提供較好的指導(dǎo)作用。

2.2 AAOS分型

Ⅰ型：節(jié)段性缺損，包括股骨近端皮質(zhì)缺損、局部缺損(前側(cè)、內(nèi)側(cè)、后側(cè))、中間段缺損和大轉(zhuǎn)子缺損；Ⅱ型：腔隙性缺損，包括骨松質(zhì)缺損、髓內(nèi)側(cè)皮質(zhì)骨缺損、膨脹性骨缺損；Ⅲ型：混合性缺損；Ⅳ型：股骨對線不佳，旋轉(zhuǎn)或成角；Ⅴ型：股骨變細，髓腔狹小或閉鎖；Ⅵ型：股骨骨不連(繼發(fā)于股骨骨折)。對于股骨側(cè)骨缺損，采用AAOS股骨側(cè)骨缺損分型，根據(jù)分型采取相應(yīng)的治療方法[23]，對于重建骨缺損有重要的臨床意義。

2.3 Endo-Klinik分型

1級：骨水泥鞘的近端1/2呈現(xiàn)透亮線，有臨床松動表現(xiàn)；2級：有放射透亮線，骨內(nèi)膜侵蝕導(dǎo)致股骨近端髓腔增寬；3級：股骨近端膨脹導(dǎo)致髓腔增寬；4級：股骨近端1/3嚴重破壞，累及中1/3骨干，連長柄假體都不能使用。此分類方法適用于骨水泥假體失敗翻修的評估[24]。

3 股骨側(cè)骨缺損的重建

3.1 植骨材料

髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)存在假體周圍骨缺損往往需要植骨，術(shù)中選擇合適的植骨材料，需要根據(jù)患者骨缺損范圍、位置并結(jié)合患者自身情況。常用植骨材料分類如下：

3.1.1 自體骨

自體骨具備生物相容性好、成骨能力強、骨誘導(dǎo)活性高且無傳播疾病危險的優(yōu)點，所以自體骨材料一直被認為是骨移植的最佳來源。髂骨是采集皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨常見部位[25]，另外取自體脛骨、橈骨遠端、大轉(zhuǎn)子的骨質(zhì)也適用于同側(cè)肢體的骨移植。自體骨移植術(shù)后最常見的并發(fā)癥是供骨部位疼痛，也可能出現(xiàn)神經(jīng)損傷、血腫、感染和供骨部位骨折等并發(fā)癥[26]。

3.1.2 同種異體骨

自體骨移植存在材料來源受限的缺點，同種異體骨移植對于股骨側(cè)缺損較大的患者是個較好的選擇。同種異體骨具備數(shù)量充足、初始強度高、塑形能力好等多種優(yōu)勢，成為目前在髖關(guān)節(jié)翻修骨缺損使用最普遍的植骨方式[27]。但同種異體骨移植同樣存在疾病傳播、骨折、骨缺損不愈合或者延期愈合等風險[28]。

3.1.3 人工骨材料

β-磷酸三鈣(β-TCP)和羥基磷灰石(HA)由于其骨傳導(dǎo)性和高生物活性而被廣泛用作人工骨材料[29]。大多數(shù)人工骨材料應(yīng)用可減少自體骨使用，因為它們具有與自體骨相似的效果。

3.2 植骨方式

3.2.1 顆粒性植骨

顆粒性植骨通常結(jié)合打壓植骨治療股骨側(cè)骨缺損，顆粒性植骨需要松質(zhì)骨來填塞缺損處。YANG等[30]研究發(fā)現(xiàn)，27例股骨側(cè)骨缺損患者采用同種異體顆粒骨打壓植骨后，股骨側(cè)骨缺損得以重建，近期臨床療效滿意。顆粒性植骨具有的主要優(yōu)勢包括：顆粒性植骨有利于釋放更多的生長因子,生長因子誘導(dǎo)宿主骨生長。打壓植骨優(yōu)點有：使移植骨的順應(yīng)性在壓力作用下可發(fā)生形變,宿主骨向移植骨爬行生長。另外顆粒骨的成骨較好,可以滿足不同類型的股骨側(cè)骨缺損的應(yīng)用。

3.2.2 結(jié)構(gòu)性植骨

結(jié)構(gòu)性植骨是采用皮質(zhì)骨為材料，同時需要螺釘、鋼絲等固定裝置重建骨缺損的一項技術(shù)。植骨成功取決于對接骨面的修整、骨塊的處理和堅強的固定[31]。結(jié)構(gòu)性移植骨的優(yōu)點在于它可以重建股骨解剖結(jié)構(gòu)及通過植骨實現(xiàn)對假體支撐作用的長期穩(wěn)定性。缺點在于皮質(zhì)骨可能被吸收，吸收原因包括股骨解剖塑性改變或者是再血管化。結(jié)構(gòu)性植骨會因時間的增長而逐漸降低原本穩(wěn)定的支撐作用。

3.3 假體固定方式的選擇

假體選擇原則是保證假體的初始穩(wěn)定性，減少股骨骨質(zhì)的破壞。假體對股骨近端支撐減少是發(fā)生股骨假體周圍骨折等并發(fā)癥的獨立危險因素[32]。翻修假體有骨水泥型及非骨水泥型股骨柄，可以根據(jù)固定方式選擇合適假體。

3.3.1 骨水泥型假體

骨水泥型股骨假體的穩(wěn)定性通過微絞鎖和容積填塞的原理，在骨水泥和骨界面間形成嵌合，提供即刻穩(wěn)定性。對于Paprosky Ⅲb和Paprosky Ⅳ型股骨側(cè)嚴重缺損患者，早期應(yīng)選擇骨水泥假體[33]；這類嚴重骨缺損患者也可應(yīng)用骨水泥聯(lián)合打壓植骨技術(shù)(IBG)。骨水泥假體隨著使用年限的推移，存在著假體持續(xù)下沉或者其他如假體周圍骨折等手術(shù)風險。

3.3.2 非骨水泥假體

非骨水泥型假體的穩(wěn)定性是依靠早期的機械性固定和晚期的生物力學固定作用一起產(chǎn)生的[34]。早期通過假體柄和髓腔內(nèi)的皮質(zhì)的壓配，產(chǎn)生摩擦而使假體穩(wěn)定，晚期是由于假體表面包含有多個顆粒微孔、鈦絲微孔、離子噴涂金屬微孔等，假體借助骨長入微孔來提供后期的生物學固定性。應(yīng)用非骨水泥假體的優(yōu)勢包括可縮短翻修手術(shù)時間、創(chuàng)傷小、減少術(shù)中出現(xiàn)心血管等疾病的風險[35]。

4 小結(jié)

如何選擇合適假體，增加重建翻修術(shù)后髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，減少假體的松動率，延長假體的使用年限，仍是每一個骨科醫(yī)師面臨的重大挑戰(zhàn)?？偨Y(jié)股骨側(cè)骨缺損的原因、分類和重建方法，對于股骨側(cè)骨缺損的重建具有指導(dǎo)作用。股骨側(cè)缺損是髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)中的一項重要難題，根據(jù)股骨側(cè)缺損原因類型選擇個體化翻修方式具有重要的臨床價值。