杰出的关节稳定性、低磨损率等优异的表现使得包括髋关节表面置换在内的大直径金属对金属承重面髋关节置换受到越来越多的临床关注。Springer等
[1]将已发表的3组有关用当代设计和用非骨水泥固定的全髋置换年轻患者结果进行了Meta分析,将 5 907例患者 (6 408髋)与3 002例3 269髋行表面置换比较。全髋置换组平均随访8.4年时,股骨假体失败率为1.3%。表面置换组平均随访3.9年时,假体失败率达2.6%。全髋置换组假体失败机制为臼帽松动和内衬磨损,而表面置换组为股骨颈骨折和股骨假体松动。因此大直径金属对金属全髋关节假体的出现,在保证了低磨损、稳定性高、关节活动范围大等优势的同时,可降低了股骨侧并发症,为延长假体的生存率提供了可能。
3.1 大直径金属对金属全髋关节假体的优势 由于材料学、制作工艺的改进以及磨损学理论的发展,金属对金属界面的磨损量仅为金属对聚乙烯界面1/40~1/100
[6] 。影响金属对金属界面摩擦的因素有许多。假体界面之间的润滑模式有3种,包括边界润滑、液膜润滑和混合性润滑,而最理想的状态是液膜润滑,此状态下关节面之间并没有接触,摩擦很小。随着假体直径的增加,边界润滑逐渐减少而液膜润滑增多,当假体头径超过36 mm时,金属面之间主要是液膜润滑,因此磨损率显著降低
[7] 。Affatato等
[8]发现直径28 mm的假体磨损率为直径54 mm假体的2倍,假体直径在超过36 mm后,磨损率变化不大。本组病例中使用的ASRTMXL假体头直径范围是39~63 mm,确保了界面之间的液膜润滑。大直径的优势除了表现在摩擦学方面,还表现在关节的稳定性和活动范围上。髋关节假体脱位的前提是髋关节中心位置移动到髋臼杯的边缘。球头越大,脱位所须移动的距离越大,越有利于防止脱位。当髋臼假体外倾45°,股骨头直径从22 mm增加至40 mm时,引起脱位须下移的距离增加了5 mm
[9] 。大直径金属对金属全髋关节假体具有比传统全髋关节假体更大的头颈直径比,加上髋臼杯扇形165°的设计,因此ASRTMXL假体的活动围可以达到141°~156°。而运动学研究发现,同样适用于年轻患者的髋关节表面置换活动范围要明显差于传统全髋关节置换,其主要原因为头-颈比例较小,但大的球头直径可以阻止其脱位的发生
[10] 。因此在运动学方面,大直径金属对金属全髋关节较髋关节表面置换存在明显优势。
3.2 ASRTMXL假体的临床应用体会 ASRTMXL假体在髋臼侧为单块钴铬金属髋臼,整体封闭,缺少观察孔,在植入过程中一旦有软组织嵌入不易发现,而且很难确定臼杯顶部是否与骨界面紧密接触。同时ASRTMXL臼杯没有螺钉等固定部件的辅助,早期主要依靠压配固定,因此技术要求较高。本组病例置换过程中未出现髋臼骨折,在早期随访中无髋臼侧假体的松动。作者认为ASRTMXL假体的使用有以下要点:①髋臼打磨技术。ASRTMXL臼杯为亚半球,主要依靠臼杯边缘固定,可以保留更多的骨量。因此在打磨髋臼时不必太深,而造成髋臼侧骨质的浪费。②压配技术。ASRTMXL臼杯没有钉孔,固定只能依靠假体-骨界面的张力。选择的压配过小,则假体固定不稳。压配过大容易引起髋臼变形,影响界面磨损率,其次臼杯可能无法打到髋臼底部,增加假体松动的机会,甚至在植入时会引起髋臼骨折。根据髋臼骨质的情况,如果硬化骨较多,作者通常选择 1 mm压配。如果松质骨较多,则选择2 mm压配。由于没有钉孔,只能依靠击打的声音判断是否打到髋臼底部。作者通常将打磨所得的骨泥覆盖于髋臼底部,一方面可增加压配,另一方面一旦假体-骨间隙形成时可起到植骨的作用。本组早期病例,由于担心髋臼假体的初始固定,忽视了骨质情况,均采用了2 mm压配,2例患者出现了关节假体周围异响的现象,可能与臼杯的变形有关,由于金属对金属界面的自抛光特性,随访1年时异响消失。③髋臼杯外展45°,前倾20°。虽然大直径金属对金属全髋关节假体脱位率低,但髋臼的位置可以影响到假体的生存率。Longton等
[11]对660例髋表面置换与大直径金属对金属全髋置换进行研究发现有17例患者因金属磨屑过敏而需要翻修,这组患者髋臼的前倾角明显偏大,血中的钴、铬离子浓度高于无症状者。如果髋臼的外倾角> 50°腹股沟区疼痛的可能性就会增加
[12] 。本组病例中有1例患者反复出现腹股沟区疼痛,测量其外展角达60°(见图3)。④一臼配一头。臼杯的形变与杯壁的厚度呈反比,与臼杯的直径呈正比。要减小形变,则须增加杯壁的厚度,牺牲了更多的骨质。ASRTMXL臼杯通过增加了穹顶部的厚度及随髋臼直径增加臼壁厚度,减小了臼杯外壳的形变程度。因此髋臼杯外径小于52 mm的配以直径小5 mm的股骨头假体,外径为 52 mm的配以直径小6 mm的股骨头假体,外径大于 52 mm的配以直径小7 mm的股骨头假体。⑤早期上肢辅助锻炼。由于金属对金属界面初始摩擦较高,加上头径较大,故术后早期摩擦转矩很高,臼杯易松动。因此,作者要求患者在置换后2个月内辅助上肢的力量进行活动,尤其是起立时。
3.3 大直径金属对金属全髋关节假体与金属离子 置换后体内金属离子浓度升高是大直径金属对金属全髋关节假体置换一个值得关注的问题。目前尚未有流行病学研究证实在金属对金属负重面的患者中有任何增加发生肿瘤的危险,但有磨损引起局部反应的报道。影响体内金属离子浓度的因素主要有较高的杯外展角、过度的前倾角以及股骨头的直径
[1] 。此外,Garbuz等
[13]研究发现大直径金属对金属全髋关节置换后第1年,血清钴离子浓度为置换前46倍,血清铬离子浓度为置换前10倍,分别比同时期髋表面置换后高出10倍和2.6倍。因此,虽然还没有由于金属离子浓度升高而诱发肾功能损害的报道,但对于肾功能不全的患者行此类手术应该慎重。
本组病例的早期随访结果令人满意,但由于目前病例数有限,随访时间短,中、长期效果还有待进一步研究。作者认为,对于丧失髋关节表面置换机会,年轻、活动量大的患者,大直径金属对金属全髋关节置换是一种合适的选择。