陶瓷-陶瓷髖關節(jié)置換術髖臼假體放置角度對中期臨床療效的影響

郭廣星

全髖關節(jié)置換術開展已有幾十年的歷史，該術式能有效緩解疼痛、糾正髖關節(jié)畸形及改善髖關節(jié)活動障礙，目前已成為治療股骨頸骨折、股骨頭壞死、發(fā)育性髖關節(jié)發(fā)育不良(DDH)等的主流手術。由于假體材料的限制，患者術后十幾年之后面臨的主要并發(fā)癥為假體磨損、假體脫位和松動等，假體難以在體內(nèi)長期存在。在學者們的不斷努力下，髖關節(jié)假體材料的發(fā)展從橡膠、玻璃到金屬、聚乙烯，直至現(xiàn)在的人工陶瓷[1]。

與其他材料髖關節(jié)假體相比，人工陶瓷髖關節(jié)假體硬度較高，耐磨性能好，每年僅磨損30 μm，且其存在生物惰性，磨損顆粒與自體骨組織發(fā)生炎癥反應發(fā)生率較低，據(jù)報道人工陶瓷髖關節(jié)假體骨溶解率僅為1%[2]；人工陶瓷髖關節(jié)假體價格較貴，且型號相對較少，髖臼內(nèi)襯無防脫位高邊，有時難以確定合適型號，同時人工陶瓷脆性較大，術后存在假體異響的問題，陶瓷部件易碎[3]。

雖然第四代陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體的陶瓷球頭及髖臼假體碎裂發(fā)生率已降至0.003%～0.05%，但目前仍存在假體碎裂的報道[4]。手術不當、外傷或假體半脫位、頸-內(nèi)襯撞擊可導致陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體內(nèi)襯碎裂發(fā)生率大大增加，這可能與陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體所處的異常位置有關，尤其是在患者下蹲或過度屈曲造成髖關節(jié)過度前傾的情況下，內(nèi)襯碎裂發(fā)生率可達0.1%，而且目前的陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體尚無防脫位設計，在髓臼假體置換時若放置位置不恰當，極易造成假體后脫位。

傳統(tǒng)全髖關節(jié)置換術強調(diào)外展角為40 °～50 °，前傾角為10 °～15 °，但似乎并不適合陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體的放置要求。目前國內(nèi)許多骨科醫(yī)生均強調(diào)在放置時應適當加大假體前傾角，減小髖臼外展角，這樣可有效避免股骨頸柄部與髖臼邊緣的撞擊，降低內(nèi)襯碎裂發(fā)生率，但是這更多的是基于他們的放置經(jīng)驗，對于陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體放置角度，目前尚無專家共識或其他相關文獻報道。本研究對在泰安市第四人民醫(yī)院骨科施行陶瓷-陶瓷髖關節(jié)置換術的患者分別從2個角度進行髖臼假體安裝，并進行對比研究，探索陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體放置的合適角度。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標準：①符合全髖關節(jié)置換術指征；②本人同意參加本項研究。排除標準：①合并感染；②伴有嚴重的內(nèi)科疾病或精神疾病；③骨量不足，不適合進行生物固定；④同時行雙側(cè)髖關節(jié)置換；⑤有其他手術禁忌證。

根據(jù)納入標準與排除標準，選取我科室2012年1月至2014年8月入院的60例髖關節(jié)置換患者，所有患者術前均簽署知情同意書。將納入患者隨機分成試驗組和對照組。試驗組男15例，女15例；左髖18例，右髖12例；年齡(65.23±7.17)歲，體質(zhì)指數(shù)(BMI)為(25.61±3.44) kg/m2，術前Harris髖關節(jié)評分為(35.97±2.30)分；髖關節(jié)炎10例，DDH 3例，股骨頭壞死6例，股骨頸骨折6例，強直性脊柱炎5例。對照組男16例，女14例；左髖16例，右髖14例；年齡(65.84±6.87)歲，BMI(26.03±3.96) kg/m2，術前Harris髖關節(jié)評分為(35.60±2.20)分；髖關節(jié)炎12例，DDH 5例，股骨頭壞死6例，股骨頸骨折4例，強直性脊柱炎3例。兩組患者一般臨床資料無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。所有患者均進行第四代陶瓷-陶瓷髖關節(jié)置換術，其中試驗組髖臼假體放置角度為30 °～40 °，對照組髖臼假體放置角度為40 °～50 °。本研究已通過醫(yī)院倫理委員會審議通過。

1.2 術前準備

所有患者完善術前檢查及檢驗，控制患者體內(nèi)炎性指標，調(diào)整患者心肺功能，術前血壓控制在170/90 mmHg，術前血糖控制在10 mmol/L以下，術前調(diào)整患者貧血情況，白蛋白控制在35 mg/L以上，必要時請相關科室會診。

1.3 手術方法

所有手術均由同一高年資主任醫(yī)師實施，所有患者均采用腰硬聯(lián)合麻醉。手術采用側(cè)臥位外側(cè)入路，取股骨大轉(zhuǎn)子上、下各5 cm切口，依次切開皮膚、闊筋膜張肌、臀中肌。暴露髖關節(jié)囊，切除關節(jié)囊，髖關節(jié)脫位，在小轉(zhuǎn)子上方1 cm處截骨，取出股骨頭，髖臼磨鉆磨挫髖臼，其中試驗組髖臼外展角為30°～40°，對照組髖臼外展角為40°～50°，清理髖臼周圍骨贅，裝入髖臼試模，沖洗傷口，裝入髖臼杯；股骨髓腔擴髓，裝入股骨假體試模及球頭、內(nèi)襯，復位髖關節(jié)，髖關節(jié)活動良好，無脫位。更換相應的股骨假體及陶瓷球頭、內(nèi)襯，活動髖關節(jié)，髖關節(jié)活動良好、無前后脫位后，沖洗傷口，依次縫合臀中肌、闊筋膜張肌及皮膚。所有患者采用的第四代陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體均由美國強生DePuy Synthes公司生產(chǎn)。

1.4 術后處理

術后所有患者均采用骨科快速康復(ERAS)模式進行治療與康復。①術后24 h內(nèi)應用第一代抗生素2次；②術后抬高患肢，手術區(qū)域冰敷；③術后進行止痛、保護胃黏膜等對癥處理，術后6 h給予低分子肝素鈣注射液進行規(guī)范化抗凝治療，術后3 d改用阿司匹林腸溶片口服抗凝；④術后當天開始床上功能訓練，術后第2天開始在助行器輔助下進行非負重下床行走。

1.5 評價指標

術前對所有患者進行Harris髖關節(jié)評分，術后6、12個月及每隔1年進行隨訪，進行Harris髖關節(jié)評分、術后疼痛持續(xù)時間、術后拐杖使用時間、并發(fā)癥發(fā)生率、基于X線片的內(nèi)植物情況分析(假體碎裂、假體柄下沉、髖臼杯移位、假體周圍骨質(zhì)等)及髖關節(jié)功能狀況(健康狀況調(diào)查問卷SF-36)等調(diào)查，以最后1次隨訪評分作為最終結(jié)果。

攝骨盆正位X線片，髖臼側(cè)按照Delee-Charnley分區(qū)法進行區(qū)域劃分，股骨側(cè)按照Gruen分區(qū)法進行區(qū)域劃分，異位骨化采用Brooker分級法進行分級。

1.6 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計學分析，計數(shù)資料采用t檢驗，統(tǒng)計數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差表示，計量資料采用卡方檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 髖關節(jié)功能狀況

試驗組與對照組術前Harris髖關節(jié)評分分別為(14.16±1.83)分和(15.43±1.75)分，兩者無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。術后5年，兩組Harris髖關節(jié)評分均較術前明顯增高，分別為(88.63±5.73)分和(74.98±6.73)分，試驗組Harris髖關節(jié)評分明顯優(yōu)于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。

術后5年，試驗組SF-36軀體疼痛、健康總體自評等方面明顯優(yōu)于對照組，提示適當降低陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體的外展角度能有效緩解疼痛，改善髖關節(jié)功能，恢復髖關節(jié)穩(wěn)定和肢體功能，同時提高患者總體健康水平，改善生活質(zhì)量。

2.2 圍手術期恢復情況

所有患者術后均恢復較好，切口愈合良好，未有急性心肌梗死、腦梗死、肺栓塞等并發(fā)癥發(fā)生。試驗組患者術后疼痛持續(xù)時間為(3.14±0.37) d，對照組為(3.13±0.35) d，兩者無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。試驗組患者術后拐杖使用時間為(14.83±1.63) d，對照組為(15.32±2.64) d，兩者無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。試驗組患者術后平均住院日為(4.93±0.38) d，對照組為(4.85±0.64) d，兩者無統(tǒng)計學差異(P>0.05)。

2.3 影像學評估

對照組有1例患者術后2年間斷出現(xiàn)關節(jié)異響，隨后發(fā)生髖臼杯碎裂，于我院行髖臼杯翻修術；5例患者髖臼杯Delee-Charnley Ⅰ區(qū)出現(xiàn)骨溶解，4例患者髖臼杯Delee-Charnley Ⅱ～Ⅲ區(qū)出現(xiàn)骨溶解，提示髖臼假體松動；10例患者Gruen 1區(qū)骨密度增高，但未見假體松動跡象,12例患者Gruen 2或3區(qū)骨密度增高，但未見假體松動跡象,9例患者Gruen 7區(qū)出現(xiàn)透亮線；14例患者出現(xiàn)異位骨化；所有患者在股骨柄假體周圍均出現(xiàn)點狀焊接。試驗組患者2例出現(xiàn)髖臼杯Delee-Charnley Ⅱ區(qū)骨溶解；9例患者Gruen 1區(qū)骨密度增加,11例患者Gruen 2或3區(qū)骨密度增高；14例患者出現(xiàn)異位骨化；所有患者股骨假體均出現(xiàn)點狀焊接。兩組患者異位骨化及股骨假體松動發(fā)生率無統(tǒng)計學差異(P>0.05)，試驗組患者假體碎裂、髖臼杯松動發(fā)生率較對照組明顯降低(P<0.05)。

圖1 髖臼外展角為40 °～50 °時的應力分析

圖2 髖臼外展角為30 °～40 °時的應力分析

3 討論

目前全髖關節(jié)置換術是關節(jié)骨科最常規(guī)的術式之一，對于年輕患者及其他預期壽命較長的患者，陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體以良好的生物相容性、耐磨性及生物惰性而成為首要選擇。與高交聯(lián)聚乙烯髖關節(jié)假體相比，第四代陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體摩擦界面的線性摩擦僅為每年3 μm，遠遠低于高交聯(lián)聚乙烯髖關節(jié)假體的每年90 μm，同時其陶瓷碎屑在人體內(nèi)引起的生物學反應主要以纖維細胞為主，伴有極少量的淋巴細胞及巨噬細胞，避免了術后因炎癥反應導致假體周圍骨折及骨溶解產(chǎn)生[5-6]。

陶瓷-陶瓷髖關節(jié)置換術目前面臨的主要問題為術后假體碎裂、脫位及異響。早期陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體由于假體材料、制作工藝及陶瓷球頭與股骨柄、陶瓷內(nèi)襯與髖臼杯連接設計等方面的缺陷，術后假體碎裂及異響、脫位等發(fā)生率較高。第四代陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體在生產(chǎn)工藝上進行了突破性的改進，使其平均載荷達到46 kN，接近人體體質(zhì)量5倍的載荷，其髖臼內(nèi)襯無防脫位高邊，活動性較大，可避免外展時股骨頸與陶瓷內(nèi)襯撞擊導致的髖臼內(nèi)襯碎裂[2]。除外力因素外，假體碎裂主要由假體安裝過程中的技術原因?qū)е?，陶瓷球頭及內(nèi)襯碎裂主要由髖臼內(nèi)應力集中導致，因此正確的手術操作技術和假體位置選擇是影響手術遠期效果的重要因素。

陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體放置過程中，外展角過大可導致髖臼假體內(nèi)應力分布不均勻(圖1)，這是常見的假體碎裂及髖臼假體松動原因。本研究顯示，適當減小髖臼外展角可有效維持患者術后中期髖關節(jié)功能，恢復髖關節(jié)穩(wěn)定和肢體功能；影像學分析發(fā)現(xiàn)，髖臼假體外展角控制在30 °～40 °，可有效降低髖臼骨溶解及假體松動發(fā)生率，避免術后假體碎裂。這是因為適當減小髖臼假體外展角，既可保證關節(jié)面應力分散和應力傳導(圖2)，避免因應力集中導致的陶瓷髖臼邊緣碎裂，同時減少因應力遮擋導致的骨溶解，又由于陶瓷內(nèi)襯無防脫位高邊，活動性較大，假體在理想的活動范圍內(nèi)不會發(fā)生撞擊，髖關節(jié)穩(wěn)定性較好[7]。

本研究中術后5年，試驗組Harris髖關節(jié)評分較對照組明顯增高，原因在于對照組部分患者髖臼杯無法維持穩(wěn)定而導致骨溶解及假體松動，造成患者髖關節(jié)功能活動受限。本研究對陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體髖臼杯放置角度進行了研究，發(fā)現(xiàn)髖臼外展角度維持在30 °～40 °時，髖臼穩(wěn)定性較好，患者術后疼痛較小，有助于假體在體內(nèi)長期生存。

目前全髖關節(jié)置換術已十分成熟，該術式對操作要求較高。影響全髖關節(jié)置換術后假體體內(nèi)生存率的因素有很多，國內(nèi)多位學者對陶瓷-陶瓷髖關節(jié)假體陶瓷球頭直徑對于假體遠期生存率的影響進行了分析。本研究尚存在多種不足，如隨訪樣本不夠多、統(tǒng)計分析時可能存在偏差、隨訪時間不夠長。本課題組下一步將就陶瓷-陶瓷髖關節(jié)置換術各個方面的影響因素進行臨床隨訪，完善本研究的不足之處。