新型高光面抗生素骨水泥間隔器治療髖關(guān)節(jié)假體周圍感染的早期療效分析*

鐘達(dá)，谷四全，雷鵬飛，高發(fā)維，王成功，蘇士龍，涂皓城，齊軍

（中南大學(xué)湘雅醫(yī)院骨科，湖南長(zhǎng)沙410008）

髖關(guān)節(jié)假體周圍感染（periprosthetic joint infection, PJI）是骨科最常見(jiàn)的疾病之一，文獻(xiàn)報(bào)道髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后PJI 發(fā)生率為1%～2%[1-4]。PJI 治療的最終目標(biāo)是有效根除感染，重建功能性、無(wú)痛、穩(wěn)定的關(guān)節(jié)[2]。目前治療方法主要有抗生素治療、保留假體的清創(chuàng)術(shù)、一期或二期翻修、關(guān)節(jié)融合及截肢術(shù)等[5-10]。其中，使用抗生素骨水泥間隔器的二期翻修術(shù)被認(rèn)為是目前最有效的方法，其遠(yuǎn)期成功率近90%[2，7，11]。

DUNCAN 等[12]首先報(bào)道負(fù)載抗生素丙烯酸水泥假體在全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（total hip arthroplasty, THA）后PJI 二期翻修中的成功應(yīng)用，髖關(guān)節(jié)抗生素骨水泥間隔器的作用在于局部緩釋抗生素、維持髖關(guān)節(jié)周圍軟組織張力、提供一定的關(guān)節(jié)活動(dòng)度、利于二期翻修手術(shù)等[12-14]。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，目前有多種髖關(guān)節(jié)間隔器應(yīng)用于髖關(guān)節(jié)二期翻修，如非活動(dòng)關(guān)節(jié)面型、活動(dòng)關(guān)節(jié)面型、自制型、模具制作型，商品化型、術(shù)前預(yù)制型等，每種髖關(guān)節(jié)間隔器因其設(shè)計(jì)方法不同，均存在一定的并發(fā)癥[15-17]，如髖臼磨損、間隔器斷裂及脫位、髖關(guān)節(jié)疼痛、關(guān)節(jié)活動(dòng)度差等[18-21]。目前尚無(wú)一種公認(rèn)最優(yōu)的髖關(guān)節(jié)間隔器[2，21]。

本研究對(duì)傳統(tǒng)髖關(guān)節(jié)間隔器進(jìn)行改進(jìn)，采用人工股骨頭假體的雙極頭金屬外杯，術(shù)中制作一種新型高光面抗生素骨水泥間隔器，并應(yīng)用于PJI的二期翻修，旨在改善患者曠置期間的關(guān)節(jié)功能、疼痛及生活質(zhì)量等，并獲得更好的二期髖關(guān)節(jié)翻修效果。本研究回顧分析患者病歷資料，探討高光面抗生素骨水泥間隔器應(yīng)用于PJI 二期翻修的早期臨床療效與優(yōu)勢(shì)，以及使用高光面抗生素骨水泥間隔器行一期曠置術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年8月—2019年12月在中南大學(xué)湘雅醫(yī)院診斷為髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍感染的15 例患者。其中，男性8 例，女性7 例；年齡31～63 歲。12 例患者明確了致病菌，其中6 例為金黃色葡萄球菌感染，4 例為表皮葡萄球菌感染，2 例為溶血性葡萄球菌感染；3 例未培養(yǎng)出病原菌。15 例患者術(shù)前常規(guī)行骨盆正位、髖關(guān)節(jié)側(cè)位及雙下肢全長(zhǎng)站立正位、CT 掃描及三維重建評(píng)估髖關(guān)節(jié)及下肢情況。15 例患者術(shù)前站立位雙下肢長(zhǎng)度差（2.41±0.83）cm。術(shù)前Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分（43.41±3.11）分、髖關(guān)節(jié)傷殘和骨關(guān)節(jié)炎（hip disability and osteoarthritis outcome score, HOOS）評(píng)分（253.62±10.47）分。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。

1.2 診斷、納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 MSIS 假體周圍感染診斷標(biāo)準(zhǔn)主要標(biāo)準(zhǔn)：①2 次從病變關(guān)節(jié)采集的組織或關(guān)節(jié)液標(biāo)本中培養(yǎng)出同一病原體；②存在與假體相通的竇道。次要標(biāo)準(zhǔn)：①紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）升高> 30 mm/h 和C 反應(yīng)蛋白（C-reaction protein, CRP）升高> 10 mg/L；②關(guān)節(jié)液白細(xì)胞計(jì)數(shù)升高> 3 000 個(gè)/μl 或白細(xì)胞酯酶測(cè)試（++）；③關(guān)節(jié)液中性粒細(xì)胞百分比（PMN%）升高>80%；④假體周圍組織的病理學(xué)分析在5 個(gè)高倍鏡視野（×400）下發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞> 5 個(gè)/高倍鏡視野；⑤假體周圍組織或關(guān)節(jié)液標(biāo)本中1 次培養(yǎng)分離出微生物。滿足主要標(biāo)準(zhǔn)中的1 項(xiàng)或3 項(xiàng)次要標(biāo)準(zhǔn)可診斷[22]。

1.2.2 納入標(biāo)準(zhǔn)①根據(jù)美國(guó)骨與肌肉感染病學(xué)會(huì)（Musculoskeletal Infection Society, MSIS）的定義診斷為髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍感染[22]；②采用高光面抗生素骨水泥間隔器進(jìn)行一期曠置術(shù)并完成髖關(guān)節(jié)二期翻修。

1.2.3 排除標(biāo)準(zhǔn)①嚴(yán)重的免疫缺陷、心肺功能嚴(yán)重受限等不耐受任何手術(shù)；②影像學(xué)、實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果和臨床資料不全者；③伴有影響二期翻修術(shù)側(cè)運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能的疾病，如下肢偏癱、小兒麻痹癥等；④患者依從性差，不理解或不能配合。

1.3 手術(shù)方法

1.3.1 高光面抗生素骨水泥間隔器的術(shù)中制作將1 g 萬(wàn)古霉素與40 g 骨水泥混勻，待抗生素骨水泥成面團(tuán)期，將其部分放入金屬外杯（DePuy 雙極頭外杯，鈷鉻鉬合金）中，部分包裹于克氏針作為間隔器股骨柄，外杯及股骨柄大小參考原有假體或磨銼型號(hào)。將間隔器股骨柄置入金屬外杯過(guò)程中逐漸去除多余骨水泥，磨去碎屑，制備成合適大小和前傾、外展角的骨水泥間隔器（見(jiàn)圖1A、B）。

1.3.2 一期曠置患者側(cè)臥位，全身麻醉或神經(jīng)阻滯麻醉后沿后外側(cè)切口逐層顯露髖關(guān)節(jié)，取出髖臼假體、人工股骨頭和股骨柄。銳性方法切取部分炎癥組織送病理學(xué)檢查和細(xì)菌培養(yǎng)，使用大小合適的髖臼銼磨去約2 mm 髖臼骨質(zhì)，刮匙反復(fù)刮除髓腔內(nèi)炎癥病灶，使用合適大小髓腔銼處理創(chuàng)面直至滲血良好，徹底清除炎癥和壞死組織后用生理鹽水、絡(luò)合碘鹽水、過(guò)氧化氫溶液交替連續(xù)沖洗傷口10～15 min，生理鹽水沖凈傷口，放置混有萬(wàn)古霉素的高光面抗生素骨水泥間隔器（見(jiàn)圖1C、D）。術(shù)畢留置負(fù)壓引流管一根，逐層縫合傷口。

圖1 高光面抗生素骨水泥間隔器及一期曠置

1.3.3 曠置期間曠置期間進(jìn)行4～6 周抗感染治療[23]，靜脈使用敏感抗生素治療（對(duì)培養(yǎng)陰性者經(jīng)驗(yàn)性給予萬(wàn)古霉素聯(lián)合左氧氟沙星）2～3 周，口服敏感抗生素制劑或利福平和左氧氟沙星2～3 周；每4 周至少?gòu)?fù)查血常規(guī)、CRP、ESR，觀察時(shí)間約12 周，曠置期間患者可正?；顒?dòng)患肢及扶拐行走。待傷口愈合、CRP 和ESR 基本恢復(fù)正常，無(wú)臨床感染癥狀時(shí)，行二期髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)。

1.3.4 二期翻修患者側(cè)臥位，全身麻醉或神經(jīng)阻滯麻醉后沿髖關(guān)節(jié)后外側(cè)切口逐層分離，直至顯露高光面骨水泥間隔器并將其取出（見(jiàn)圖1E、F）。術(shù)中取高光面抗生素骨水泥間隔器周圍增生軟組織送病理檢查，徹底清除增生組織，生理鹽水沖洗手術(shù)區(qū)域，植入髖關(guān)節(jié)假體，重建髖關(guān)節(jié)，逐層縫合傷口（見(jiàn)圖2）。術(shù)后1 d、3 d、1 周復(fù)查血常規(guī)、CRP、ESR 等炎癥指標(biāo)，常規(guī)使用抗生素2～3 d 預(yù)防感染，根據(jù)患者麻醉后復(fù)蘇情況、疼痛及下肢肌力評(píng)估，術(shù)后第1 天可離床助行器輔助行走。

圖2 典型病例

1.4 隨訪

15 例患者曠置術(shù)前及術(shù)后1 個(gè)月、二期翻修術(shù)前及末次隨訪均行血常規(guī)、ESR 和CRP 等炎癥指標(biāo)檢測(cè)和Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分、HOOS 評(píng)分，統(tǒng)計(jì)術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、雙下肢長(zhǎng)度差及術(shù)后并發(fā)癥。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析，兩兩比較用Bonferroni 法。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者術(shù)后情況

本組15 例患者均完成一期曠置與二期翻修術(shù)，并得到隨訪，隨訪11～27 個(gè)月，平均（17.13±5.03）個(gè)月。一期曠置術(shù)手術(shù)時(shí)間（119.93±8.61）min，術(shù)中出血量（565.33±278.69）ml， 曠置觀察期（3.79±1.07）個(gè)月，曠置期間無(wú)間隔器脫位、斷裂等并發(fā)癥。15 例患者于二期翻修前復(fù)查炎癥指標(biāo)，均達(dá)到感染控制標(biāo)準(zhǔn)。二期翻修手術(shù)過(guò)程順利，所有間隔器均易于移除，手術(shù)時(shí)間（108.47±14.93）min，術(shù)中出血量（480.00±117.72）ml，術(shù)中銳性方法取間隔器周圍增生組織行病理檢查未見(jiàn)炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，培養(yǎng)未發(fā)現(xiàn)病原菌，未見(jiàn)明顯新增髖臼缺損。1 例患者二期翻修術(shù)后1 個(gè)月脫位，行閉合復(fù)位后功能良好，15 例患者均無(wú)感染復(fù)發(fā)。

2.2 手術(shù)前后Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分變化

15 例患者曠置術(shù)前及曠置術(shù)后1 個(gè)月、二期翻修術(shù)前及末次隨訪Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分總分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；曠置術(shù)前Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分總分較低（P<0.05）。手術(shù)前后疼痛、關(guān)節(jié)功能的Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；且兩兩比較均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。手術(shù)前后髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度及畸形的Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；末次隨訪髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度及畸形的Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分較曠置術(shù)前提高（P<0.05）。末次隨訪髖關(guān)節(jié)功能獲優(yōu)（Harris>90分）8例，良（Harris 80～89分）7例，優(yōu)良率為100%。見(jiàn)表1。

表1 手術(shù)前后Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分比較 （n=15，分，±s）

表1 手術(shù)前后Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分比較 （n=15，分，±s）

注：①與二期翻修術(shù)前比較，P<0.05；②與曠置術(shù)后1個(gè)月比較，P<0.05；③與曠置術(shù)前比較，P<0.05。

時(shí)間曠置術(shù)前曠置術(shù)后1個(gè)月二期翻修術(shù)前末次隨訪F 值P 值總分43.41±3.11①②58.30±4.57①③76.85±6.89②③89.47±3.60①②③341.145 0.000疼痛22.00±4.14①②28.00±4.14①③35.33±5.16②③41.87±2.07①②③94.308 0.000關(guān)節(jié)功能15.80±2.96①②23.47±2.95①③34.00±1.93②③39.13±1.64①②③288.179 0.000髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度2.87±0.61①3.23±0.46 3.65±0.16③4.47±0.52①②③33.431 0.000畸形2.73±0.80①②3.60±0.51③3.87±0.35③4.00±0.00③20.082 0.000

2.3 手術(shù)前后HOOS評(píng)分變化

15 例患者曠置術(shù)前及曠置術(shù)后1 個(gè)月、二期翻修術(shù)前及末次隨訪HOOS 評(píng)分總分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；曠置術(shù)前HOOS評(píng)分總分較低（P<0.05）。手術(shù)前后疼痛HOOS 評(píng)分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；且兩兩比較均差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。手術(shù)前后癥狀、日?；顒?dòng)能力、運(yùn)動(dòng)和娛樂(lè)、生活質(zhì)量的HOOS 評(píng)分比較，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；末次隨訪時(shí)HOOS 評(píng)分較曠置術(shù)前及二期翻修術(shù)前提高（P<0.05）。見(jiàn)表2。

表2 手術(shù)前后HOOS評(píng)分比較 （n=15，分，±s）

表2 手術(shù)前后HOOS評(píng)分比較 （n=15，分，±s）

注：①與二期翻修術(shù)前比較，P<0.05；②與曠置術(shù)后1個(gè)月比較，P<0.05；③與曠置術(shù)前比較，P<0.05。

時(shí)間曠置術(shù)前曠置術(shù)后1個(gè)月二期翻修術(shù)前末次隨訪F 值P 值總分253.62±10.47①②260.30±7.52①③339.45±14.75②③380.78±8.40①②③1357.432 0.000癥狀62.07±2.94①62.47±3.11①80.60±4.47②③86.80±2.08①②③264.584 0.000疼痛58.00±4.74①②63.52±3.99①③82.23±2.65②③89.13±1.54①②③488.699 0.000日?；顒?dòng)能力64.64±3.86①64.63±2.79①73.90±8.82②③83.33±5.07①②③44.425 0.000運(yùn)動(dòng)和娛樂(lè)38.53±4.67①38.47±3.16①41.87±3.69②③54.90±3.09①②③84.064 0.000生活質(zhì)量30.38±2.35①31.22±2.50①60.85±6.08②③66.62±2.55①②③485.986 0.000

2.4 手術(shù)前后雙下肢長(zhǎng)度差變化

15 例患者曠置術(shù)后、二期翻修術(shù)后雙下肢長(zhǎng)度差分別由術(shù)前（2.41±0.83）cm 減少至（1.20±0.30）cm和（0.63±0.13）cm，經(jīng)方差分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=47.442，P=0.000）。

3 討論

3.1 二期翻修使用髖關(guān)節(jié)間隔器的現(xiàn)狀

髖關(guān)節(jié)置換后假體周圍感染是THA 術(shù)后初次翻修的三大主要原因之一，其治療仍是骨科醫(yī)生面臨的棘手問(wèn)題[24]。目前臨床上有多種治療方法，其中，二期翻修被認(rèn)為是治療慢性髖關(guān)節(jié)假體周圍感染的金標(biāo)準(zhǔn)[17，25-26]，也有研究報(bào)道二期翻修在原發(fā)性髖關(guān)節(jié)感染伴有活動(dòng)性、竇道等近期感染復(fù)發(fā)征象或其他手術(shù)導(dǎo)致的髖關(guān)節(jié)感染中取得良好的臨床效果[5，12，27]。

然而，二期翻修術(shù)目前尚有爭(zhēng)議，曠置間期由數(shù)天到數(shù)年不等，曠置期間使用的間隔器種類多樣，但仍存在一些并發(fā)癥[2，28]。非活動(dòng)關(guān)節(jié)面型的髖關(guān)節(jié)間隔器雖然能有效緩釋抗生素抗感染，但存在關(guān)節(jié)活動(dòng)度有限的問(wèn)題[21，25]；活動(dòng)關(guān)節(jié)面型髖關(guān)節(jié)間隔器臨床應(yīng)用較多，其能有效緩釋抗生素，并為一階段曠置手術(shù)患者提供更好的功能活動(dòng)[13，29]，但目前臨床上使用的此類間隔器仍存在脫位、斷裂、骨量丟失、摩擦產(chǎn)生骨水泥顆粒等相關(guān)并發(fā)癥[25，30-31]。

3.2 高光面抗生素骨水泥間隔器的療效及優(yōu)勢(shì)

高光面抗生素骨水泥間隔器采用人工股骨頭假體的雙極頭金屬外杯覆于髖關(guān)節(jié)間隔器的頭部外側(cè)，相較其他髖關(guān)節(jié)間隔器可獲得更加光滑的髖關(guān)節(jié)活動(dòng)界面，很大程度上解決了間隔器關(guān)節(jié)面粗糙的問(wèn)題，從而改善患者曠置期間關(guān)節(jié)功能。一方面，高光面髖關(guān)節(jié)間隔器可通過(guò)增加患者過(guò)渡期的髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度，從而改善髖關(guān)節(jié)功能和提高患者的生活質(zhì)量，本組病例曠置期間Harris 髖關(guān)節(jié)功能評(píng)分、關(guān)節(jié)活動(dòng)度評(píng)分較術(shù)前均得到明顯改善，二期翻修術(shù)前HOOS 生活質(zhì)量評(píng)分明顯提升。另一方面，高光面髖關(guān)節(jié)間隔器通過(guò)提升關(guān)節(jié)活動(dòng)界面的光滑度，減少患者活動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦傷，從而減輕患者過(guò)渡期疼痛。本組病例曠置術(shù)后疼痛的Harris 髖關(guān)節(jié)評(píng)分及HOOS 評(píng)分較曠置術(shù)前均得到明顯提高。其次，高光面髖關(guān)節(jié)間隔器通過(guò)減少接觸界面摩擦產(chǎn)生的骨量丟失，可更好地保留患者髖關(guān)節(jié)骨量，為二期翻修手術(shù)提供更好的骨質(zhì)基礎(chǔ)，減小巨大骨缺損帶來(lái)的二期翻修手術(shù)難度。

在感染控制方面，細(xì)菌在人工關(guān)節(jié)假體表面形成生物膜是其抵御抗生素、不易清除的主要原因之一[32-33]。在細(xì)菌生物膜形成的影響因素中，除了細(xì)菌本身的生物學(xué)特性外，生物材料的種類和植入物表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、親水性等物理特性也會(huì)影響細(xì)菌在植入物表面的黏附、增殖和生物膜的形成[33-34]。KOSEKI 等[35]一項(xiàng)關(guān)于葡萄球菌在不同植入材料上形成生物膜的體外研究表明，培養(yǎng)6 h 后鈷鉻鉬合金的生物膜覆蓋率明顯低于鈦合金、純鈦和不銹鋼，細(xì)菌很難在鉻鉬合金表面上形成生物膜。其次，更粗糙的表面可為細(xì)菌黏附、繁殖和生物膜的形成提供更廣闊的區(qū)域，而高光面抗生素骨水泥間隔器采用高拋光的鑄造鈷鉻鉬合金雙極頭外杯，一定程度上材料表面不易形成細(xì)菌生物膜。另外，在徹底清創(chuàng)的條件下，術(shù)后靜脈輸入敏感抗生素及聯(lián)合口服敏感抗生素制劑或左氧氟沙星與利福平，可增強(qiáng)抗菌效果及避免產(chǎn)生耐藥菌[10]。本組病例顯示感染根除效果良好，曠置觀察期（3.79±1.07）個(gè)月時(shí)達(dá)到感染控制標(biāo)準(zhǔn)，平均隨訪時(shí)間（17.13±5.03）個(gè)月未發(fā)現(xiàn)感染復(fù)發(fā)患者。

3.3 使用高光面抗生素骨水泥間隔器行曠置術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)

使用高光面雙極頭金屬外杯獲得更加光滑的關(guān)節(jié)活動(dòng)界面是高光面抗生素骨水泥間隔器與傳統(tǒng)間隔器的主要區(qū)別。為了達(dá)到更加良好的曠置期髖關(guān)節(jié)功能，間隔器的制作參照患者原有假體大小或磨銼型號(hào)，具有合適的前傾與外展角度。因此，一期曠置手術(shù)時(shí)使用大小合適的髖臼銼去除約2 mm 髖臼骨質(zhì)，髓腔銼去除股骨髓腔內(nèi)炎癥病灶，在除去細(xì)菌附著界面并形成新鮮創(chuàng)面的同時(shí)，可為間隔器的制作提供一定參考。其次，最大程度清除炎癥組織、可疑感染組織、瘢痕增生及細(xì)菌附著界面，仍是一期曠置手術(shù)成功的關(guān)鍵所在。

綜上所述，髖關(guān)節(jié)高光面抗生素骨水泥間隔器制備過(guò)程簡(jiǎn)便，可在有效根除感染的同時(shí)，為患者在曠置期間提供良好的關(guān)節(jié)活動(dòng)功能、減輕疼痛、提高生活質(zhì)量、保留骨量，為二期翻修創(chuàng)造良好條件。但本研究觀察的樣本量小，隨訪觀察主要針對(duì)早期療效，以后將進(jìn)一步進(jìn)行更大樣本、隨機(jī)對(duì)照的遠(yuǎn)期療效研究。