髓芯減壓保髖手術(shù)問(wèn)題與進(jìn)展*

王敏 雷壽斌

(1.陸軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院骨科,重慶 400037;2.畢節(jié)市第三人民醫(yī)院骨科,貴州 畢節(jié) 551700)

股骨頭壞死(Osteonecrosis of the femoral head, ONFH)是一個(gè)世界性的難治性疾病,我國(guó)是ONFH 患病人數(shù)最多的國(guó)家,且數(shù)量仍在增長(zhǎng)[1-2]。酗酒、激素及外傷是ONFH前3位的致病因素,所致ONFH占90%以上[2-3];ONFH的病理機(jī)制是股骨頭內(nèi)血管內(nèi)皮損傷以及脂肪栓塞導(dǎo)致股骨頭內(nèi)高壓,這與40年前認(rèn)識(shí)是一樣的[4]。由于ONFH研究技術(shù)較困難,目前其分子生物學(xué)機(jī)理仍無(wú)進(jìn)展[5]。早期ONFH保髖治療一直是臨床面臨的難題,保髖的主要目標(biāo)是改善癥狀,延緩塌陷,推遲髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)時(shí)間,其中髓芯減壓術(shù)仍然是目前最常用的治療方法。近些年出現(xiàn)許多改良髓芯減壓術(shù),包括多通道減壓、自體或異體骨、帶血管或不帶血管骨移植,鉭棒等新材料,輔助各種活性細(xì)胞、成骨活性蛋白等,但均遵循清除壞死骨、提供結(jié)構(gòu)性支撐、促進(jìn)骨再生的三大基本理論。對(duì)股骨頭負(fù)重區(qū)提供結(jié)構(gòu)性支撐,促進(jìn)成骨是改良手術(shù)最重要的目標(biāo),但目前各種方法效果差異較大,本文就髓芯減壓保髖手術(shù)問(wèn)題的最新研究做一闡述。

1 髓芯減壓術(shù)

股骨頭內(nèi)靜脈回流受阻引起髓腔壓力過(guò)大,從而導(dǎo)致股骨頭壞死[6],這是70年前Phemister 發(fā)明并沿用至今的髓芯減壓理論基礎(chǔ)[7]。1962年法國(guó)醫(yī)師Arlet和Ficat在對(duì)早期患者行股骨頭骨組織活檢時(shí)意外發(fā)現(xiàn)術(shù)后疼痛很快減輕,也因此從該活檢術(shù)中衍生出治療ONFH的方法,稱(chēng)為股骨頭髓芯減壓術(shù)。Roth等[8]歸納總結(jié)159個(gè)研究后認(rèn)為髓芯減壓術(shù)可以有效治療面積小于30%的股骨頭壞死,并寫(xiě)入德國(guó)股骨頭壞死治療指南;但是在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),髓芯減壓術(shù)成功率并不是很高,單純的髓芯減壓效果并不理想,原因是骨再生困難、定位不準(zhǔn)、清除不徹底、適應(yīng)癥窄、容易骨折等。隨著人工關(guān)節(jié)外科技術(shù)的發(fā)展,中晚期股骨頭壞死的治療方法基本被髖關(guān)節(jié)置換替代,而早期股骨頭壞死由于患者往往較年輕,活動(dòng)量大,失敗風(fēng)險(xiǎn)高,仍然積極尋求保髖治療,改進(jìn)髓芯減壓術(shù)是目前研究最多的方向之一。

2 改良的髓芯減壓術(shù)

2.1 減壓通道直徑與數(shù)量 單一隧道減壓既要植骨又要植入不吸收或不易吸收的支撐物,植骨量和支撐強(qiáng)度也互相矛盾,因此出現(xiàn)多隧道髓芯減壓方法,比如將傳統(tǒng)的單通道減壓改為創(chuàng)傷更小的多通道減壓;髓芯減壓術(shù)根據(jù)針的粗細(xì)不同可分為直徑3～4 mm細(xì)針和直徑8～10 mm粗針進(jìn)行鉆孔減壓。Mont[9]發(fā)現(xiàn)多隧道減壓可以解決單通道定位不準(zhǔn)問(wèn)題,試用多通道(蜂巢式)髓芯鉆孔減壓術(shù),用3 mm鉆減壓治療45例患者,2年后70%的患者HHS評(píng)分在良好以上。Moon等[10]在此基礎(chǔ)上植入直徑5 mm的火柴棒樣異體骨,雖然植入困難,容易撇斷,但有效率達(dá)到了68.1%。Yue等[11]為解決單一隧道既植骨又植支撐物的矛盾,改單一骨隧道為雙隧道,植骨和支撐(n-HA/PA66,納米羥基磷灰石聚酰胺-66棒)分別在各自的隧道完成,認(rèn)為不用徹底清除壞死骨組織(極具爭(zhēng)議的觀點(diǎn)),因?yàn)橛嘞碌膲乃拦怯兄诒苊忸^的塌陷,但是兩個(gè)10 mm直徑的骨隧道對(duì)頭頸的創(chuàng)傷依然很大。Song等[12]認(rèn)為多通道減壓形成蜂窩狀的通道結(jié)構(gòu),各通道間保留壁樣支撐結(jié)構(gòu),預(yù)防減壓后局部塌陷,這是多通道減壓的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。何國(guó)忠等[13]也報(bào)道雙孔徑減壓在兩孔間有骨性組織相連接,較單通道大孔徑減壓對(duì)股骨頸生物力學(xué)性能影響小,證明多通道比大直徑單通道手術(shù)骨折風(fēng)險(xiǎn)更小。

2.2 數(shù)字化技術(shù) 有研究引進(jìn)數(shù)字化技術(shù)解決輔助髓芯減壓術(shù)針對(duì)術(shù)中定位不準(zhǔn)確、反復(fù)透視、增加手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血量的問(wèn)題[14]。郭曉忠[15]利用CT導(dǎo)航輔助技術(shù)對(duì)39個(gè)股骨頭壞死精準(zhǔn)髓芯減壓,而Kerimaa等[16]則利用MRI導(dǎo)航術(shù)中定位股骨頭壞死,認(rèn)為術(shù)中確定壞死邊緣更有優(yōu)勢(shì)。陳冬冬等[17]應(yīng)用3D打印定位模塊保證減壓的準(zhǔn)確性,提高ARCOⅡ期非創(chuàng)傷性股骨頭壞死的療效,但是該方法需要開(kāi)放手術(shù)放置3D模塊,創(chuàng)傷仍然很大。Wang等[18]應(yīng)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng),該手術(shù)系統(tǒng)可以直觀顯示手術(shù)區(qū)域的解剖情況。但是這些技術(shù)不能解決導(dǎo)針手工操作的不便和誤差,因此Bi等[19]利于TiRobotTM機(jī)器人代替醫(yī)師植入導(dǎo)針、減壓等工作,可以避免人工操作帶來(lái)的位置偏移。Theopold等[20]不僅應(yīng)用導(dǎo)航技術(shù),同時(shí)輔助髖關(guān)節(jié)鏡進(jìn)行多通道髓芯減壓,能夠比較徹底地清除壞死組織并充分植骨,術(shù)中需要做關(guān)節(jié)鏡切口。數(shù)字化技術(shù)確實(shí)給手術(shù)定位帶來(lái)更高的精準(zhǔn)性,可操作性也強(qiáng),但更重要的壞死病灶精準(zhǔn)刮除工作并無(wú)進(jìn)展,存在很多技術(shù)上的難題,比如定位后如何在狹小的空間內(nèi)刮除壞死組織,如何在狹小的空間內(nèi)有效植骨等,部分專(zhuān)利試圖解決該問(wèn)題,但是由于操作上的問(wèn)題,臨床均未廣泛使用。

髓芯減壓術(shù)可以獲得短期的疼痛緩解或影像上的某些再生現(xiàn)象,但長(zhǎng)期的結(jié)果并不令人滿(mǎn)意。Liu等[21]發(fā)現(xiàn)多通道髓芯減壓方法不能扭轉(zhuǎn)股骨頭壞死接受全髖置換的命運(yùn),和未干預(yù)患者相比,10年隨訪發(fā)現(xiàn)股骨頭的存活率分別為67.5和60.9%,該研究發(fā)現(xiàn)多通道減壓患者中有21.4%的患者最終進(jìn)行了關(guān)節(jié)置換,未做治療干預(yù)組有18.9%的患者進(jìn)行了關(guān)節(jié)置換術(shù),不管壞死量大于或小于30%,也不論患者是否做多通道減壓術(shù),最后做關(guān)節(jié)置換的比例無(wú)著差異,甚至推遲全髖置換手術(shù)的時(shí)間優(yōu)勢(shì)也無(wú)差異。Yoon等[22]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)Meta分析法也發(fā)現(xiàn)同樣結(jié)果,隨訪期內(nèi)關(guān)節(jié)置換比例以及股骨頭塌陷進(jìn)程并未得到改善。有研究認(rèn)為目前某些研究統(tǒng)計(jì)學(xué)方法科學(xué)性不強(qiáng),早期小面積的股骨頭壞死并不需要外科干預(yù)自然會(huì)好轉(zhuǎn),其術(shù)后好轉(zhuǎn)不是髓芯減壓的結(jié)果而是自然病程卻統(tǒng)計(jì)在髓芯減壓的成功率上,因此,小面積頭壞死早期髓芯減壓手術(shù)是否合理仍有待討論[23]。

3 結(jié)構(gòu)支撐

減壓后結(jié)構(gòu)性支撐材料是否堅(jiān)強(qiáng)是髓芯減壓術(shù)成功與否的重要因素,改良支撐材料也較多,目前的支撐材料主要有骨、合金材料、合成材料等。

3.1 骨移植 1949年P(guān)hemister首先報(bào)道了髓芯減壓加上腓骨移植重建的方法,該方法至今已70余年,減壓后骨隧道骨移植包括自體、異體骨移植,游離骨塊或帶血管蒂,成功率在80%左右。目前成功率最高的是Feng等[24]報(bào)道的一組病例,大轉(zhuǎn)子肌骨瓣,隨訪9.2年,成功率高達(dá)92.9%。Yildiz等[25]報(bào)道的成功率最低,4.4年隨訪結(jié)果僅為71%;而病例數(shù)最多的是Zhao團(tuán)隊(duì),共2190例患者納入研究,平均12年隨訪,成功率為82%[26]。帶血管腓骨以及大轉(zhuǎn)子肌骨瓣是目前應(yīng)用最多的血管重建方法,ünal等[27]報(bào)道26例帶血管腓骨患者7.6年以后有21例HHS評(píng)分大于80。

但是Xie等[28]認(rèn)為血管重建骨移植手術(shù)創(chuàng)傷大,難度高,骨壞死區(qū)仍然需要額外植骨填補(bǔ);術(shù)后血管再通率與移植骨轉(zhuǎn)歸證據(jù)不足,血循環(huán)是否再建立不清,同時(shí)不融合、退棒、感染、壞死情況多有報(bào)道,供體側(cè)容易出現(xiàn)并發(fā)癥,比如骨折、踇長(zhǎng)屈肌攣縮、腓總神經(jīng)損傷、步態(tài)異常等等,高達(dá)13%～20%[29]。Kerimaa等[16]對(duì)36例標(biāo)準(zhǔn)髓芯減壓和40例輔助腓骨植骨患者53.5個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn),影像上兩者無(wú)差異,無(wú)論是從自體髂骨、粗隆間、或其他部位取出的松質(zhì)骨,其自帶的成骨細(xì)胞就算全部成活,其數(shù)量和質(zhì)量也并不足以修復(fù)局部壞死灶,局部短期支撐,爬行替代等作用有限,血循環(huán)重建證據(jù)不足,面臨極大吸收降解失效的風(fēng)險(xiǎn)[30]。因此不管是否帶血管蒂,自體或者異體,目前臨床效果仍具爭(zhēng)議,并未形成共識(shí)。

3.2 鉭金屬材料 鉭棒具有足夠的支撐強(qiáng)度和良好的皮質(zhì)骨彈性模量,同時(shí)還具有骨小梁結(jié)構(gòu),利于骨形成,并具有很好的抑菌性能成為植入材料研究的新方向。目前髓芯減壓聯(lián)合鉭棒植入的臨床療效結(jié)果各異,Onggo等[31]對(duì)550例鉭棒植入患者的Meta分析發(fā)現(xiàn),鉭棒術(shù)后臨床效果滿(mǎn)意,3.1年隨訪期HHS評(píng)分術(shù)后平均提高30.4%,77.9%的患者影像表現(xiàn)穩(wěn)定,隨訪期內(nèi)15.8%的患者進(jìn)行了髖置換,而單純髓芯減壓是34%,如果鉭棒加植骨是18%[32];但是Zhang等[33]對(duì)42例52個(gè)髖鉭棒置入患者85.7個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn),46.2%患者進(jìn)行了全髖置換,長(zhǎng)期效果并不滿(mǎn)意;Ma等[34]對(duì)104例ARCO Ⅱ～Ⅲ級(jí)股骨頭壞死患者髓芯減壓加鉭棒,平均隨訪43個(gè)月發(fā)現(xiàn)成功率僅53%;且有研究表明,鉭棒植入后增加了患者后期行全髖關(guān)節(jié)置換的并發(fā)癥,即使仔細(xì)取出鉭棒也會(huì)有金屬碎屑?xì)埩糁車(chē)M織中,增加了骨溶解的風(fēng)險(xiǎn)[35]。目前鉭棒不作為早期股骨頭壞死保髖治療的首選,無(wú)臨床證據(jù)說(shuō)明鉭棒可以擴(kuò)大應(yīng)用到ARCO Ⅱ～Ⅲ級(jí)股骨頭壞死的保髖治療。

3.3 膨脹材料 除了支撐棒,另外還有膨脹材料也在同期研究中。王巖團(tuán)隊(duì)研發(fā)的Ni-Ti記憶合金網(wǎng)球置入支撐方法已經(jīng)有25年歷史,需要開(kāi)放手術(shù)置入,創(chuàng)傷較大[36]。Yu等[37]發(fā)明的傘狀網(wǎng)球可以經(jīng)髓芯減壓通道置入,而不需要開(kāi)放切口置入,大小與頭減壓洞相匹配。Lin等[38]應(yīng)用一種燈籠樣螺釘,類(lèi)似于DHS,是減壓、鋼板、支撐三結(jié)合的發(fā)明,結(jié)合自體骨移植,1.5年觀察結(jié)果顯示88%的患者影像結(jié)果好于對(duì)照組。楊德金等[39]設(shè)計(jì)的多孔鈦金屬籠(AVN CAGE)微孔結(jié)構(gòu)提供骨長(zhǎng)入界面,宏觀小孔提供減壓和成骨通道,空腔內(nèi)可植骨、防退釘、不影響后期髖置換手術(shù),1.5年隨訪保髖成功率(未接受THA)為98%,包括9例ARCO ⅢA期病例,均好于Auréan等[40]總結(jié)的成功率。從理論上看,這類(lèi)膨脹材料具有頭復(fù)原等優(yōu)點(diǎn),適用范圍大,可用于頭完全塌陷的患者,但臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)失敗率依然較高,骨再生修復(fù)能力不強(qiáng),可能和手術(shù)創(chuàng)傷大,骨微循環(huán)難以建立有關(guān)。這種試圖通過(guò)物理方法復(fù)原股骨頭形態(tài)的方法,遠(yuǎn)期效果依然難以令人滿(mǎn)意,膨脹形成的空腔內(nèi)如果不能骨再生,髖巨大的負(fù)重壓力會(huì)直接導(dǎo)致手術(shù)失敗。

3.4 其他材料 除鉭金屬外,還有其他金屬材料制成的支撐棒或棒樣結(jié)構(gòu),Wang等[41]用金屬鈦通過(guò)3D技術(shù),按照骨小梁結(jié)構(gòu)打印鈦棒作為支撐材料;Katiella[42]用鎂棒作為支撐材料,結(jié)合骨形態(tài)蛋白取得一定臨床效果,但總體效果都缺乏根本的提升;張慶勝等[43]利于羥基磷灰石制作骼金屬籠;Yue等[11]采用納米羥基磷灰石/聚酰胺66支撐棒雙通道治療股骨頭壞死,這種材料結(jié)合有機(jī)結(jié)合了生物相容性和強(qiáng)度,而且取出時(shí)不會(huì)殘留金屬碎屑;陳冬冬等[17]等用β-磷酸三鈣(生物陶瓷棒)支撐治療ARCO Ⅱ期股骨頭壞死,認(rèn)為具有良好的機(jī)械性能和生物相容性,其降解時(shí)間和骨形成時(shí)間相吻合;Li等[44]用有限元方法研究證明生物陶瓷棒在頭壞死體積少于15%、塌陷深度小于2 mm的情況下能提供足夠的支撐和壞死區(qū)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;Lu等[45]證明該材料可以引導(dǎo)大轉(zhuǎn)子和股骨頸部位豐富的血運(yùn)到股骨頭區(qū)域。這些材料的研發(fā)拓展了股骨頭早期壞死保髖治療的思路,但目前臨床效果仍然不盡如意,提升效果不顯著,骨再生和微循環(huán)的建立還缺乏足夠的證據(jù)。

4 小結(jié)

髓芯減壓術(shù)依然是目前可行的一種保髖治療方法,但其療效不穩(wěn)定,成功率不高,面臨的臨床問(wèn)題仍然很多。數(shù)字技術(shù)輔助壞死區(qū)域定位是比較成熟的技術(shù),但是需要配合新型壞死組織清除工具的開(kāi)發(fā)才能取得新的成功。目前支撐材料的問(wèn)題是支撐點(diǎn)與壞死面接觸面小,需要進(jìn)一步的理論支持。當(dāng)代技術(shù)已經(jīng)做到材料結(jié)構(gòu)仿生和材料強(qiáng)度仿生,結(jié)合骨誘導(dǎo)、血管再生因子、干細(xì)胞等可以促進(jìn)骨再生,但是局部微循環(huán)的建立仍然是一個(gè)難題,導(dǎo)致骨再生效果不理想,需要進(jìn)一步的研究。因此,髓芯減壓保髖手術(shù)需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn),以解決目前面臨的臨床問(wèn)題,提高治療效果和成功率。