高龄慢性肾功能不全股骨近端骨折生物型人工股骨头置换的中短期随访

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0759

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

生物型假体：指假体表面具有微孔结构，可以通过骨长入实现假体与骨的良好固定，具有良好的远期固定效果。

高龄慢性肾功能不全股骨近端骨折：因慢性肾功能不全一般病史较长，晚期尿毒症患者有长期血液透析或者腹膜透析病史，伴有不同程度的贫血及营养不良，部分患者合并高钾血症及其他内科疾病，一般认为此类患者手术风险及术后并发症发生率增高。且此类患者往往伴有严重骨质疏松，内固定容易出现把持力不足，术后容易导致内固定松动、头颈螺钉切割等并发症而导致手术失败，且内固定无法实现早期下床活动，股骨颈骨折患者后期有并发股骨头坏死的风险。

摘要

背景：股骨近端骨折为老年人常见骨折，生物型人工股骨头置换是主要外科治疗方法之一，但是对伴有慢性肾功能不全的患者，其手术的安全性及修复效果报道结果差异很大。

目的：分析高龄慢性肾功能不全股骨近端骨折患者进行生物型人工股骨头置换的中短期疗效。

方法：纳入生物型人工股骨头置换治疗高龄(75岁及以上)股骨近端骨折患者53例，根据肾功能情况分为2组，慢性肾功能不全组25例，非慢性肾功能不全组28例。对比2组患者手术时间、术中出血量、输血量、术后24 h引流量、部分及完全负重时间、住院时间、住院费用以及并发症发生情况，比较随访时2组患者的髋关节功能Harris评分、双能X射线骨密度值、假体松动、假体周围骨溶解情况及假体生存率。

结果与结论：①非慢性肾功能不全组1例患者置换后1个月死于呼吸衰竭，1例置换后3个月进行了翻修手术；慢性肾功能不全组1例置换后3个月死于心肺功能衰竭。2组其余患者完成了1-8年的随访，修复效果均满意；②慢性肾功能不全组及非慢性肾功能不全组置换后6个月髋关节功能Harris评分优良率分别为83%及85%，差异无显著性意义(P > 0.05)；③2组患者的手术时间、出血量、术后24 h引流量、部分及完全负重时间、双能X射线骨密度值差异均无显著性意义，但慢性肾功能不全组输血量更大，与非慢性肾功能不全组相比，住院时间长，住院费用多；④2组患者术后随访时均有不同程度的假体周围骨溶解，但无明显假体松动；非慢性肾功能不全组1例患者因反复假体脱位最终翻修，慢性肾功能不全组及非慢性肾功能不全组假体生存率分别为100%及96%，差异无显著性意义(P > 0.05)；⑤结果提示，对于合并慢性肾功能不全的高龄股骨近端骨折患者，经过周密的术前准备，应用生物型人工股骨头置换可取得良好的修复效果，患者肢体功能改善明显。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0001-5690-6416(左威敏)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 高龄, 慢性肾功能不全, 股骨近端骨折, 关节置换, 生物型, 老年, 疗效, Harris评分

Abstract:

BACKGROUND: Fracture of the proximal femur is common in the elderly. Biological artificial femoral head replacement is one of the main methods of surgical treatment, but in the patients with chronic renal disease, the surgical efficacy and safety are variously reported.

OBJECTIVE: To analyze the middle- and short-term effects of biological artificial femoral head replacement in elderly patients with proximal femoral fracture of chronic renal disease.

METHODS: Biological artificial femoral head replacement was used to treat 53 patients with proximal femoral fractures (aged 75 years and over). They were divided into two groups according to renal function: chronic renal disease group (n=25) and non-chronic renal disease group (n=28). Operation time, intraoperative blood loss, intraoperative blood transfusion, postoperative drainage volume of 24 hours, and partial and complete weight-bearing time, hospitalization time, hospitalization expenses and complications were compared between the two groups. Harris hip joint function score, dual energy X-ray bone density, prosthesis loosening, periprosthetic osteolysis and implant survival rate were compared in the two groups during follow-up.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) In the non-chronic renal disease group, one patient died of respiratory failure at 1 month after replacement, and one case was refurbished at 3 months after replacement. In the chronic renal disease group, one patient died of cardiopulmonary failure at 3 months after replacement. Other patients in both groups were followed up for 1-8 years. The repair efficacy was satisfactory. (2) The excellent and good rate of hip function Harris score was 83% and 85% at 6 months after operation in chronic renal disease group and non-chronic renal disease group, respectively (P > 0.05). (3) No significant differences in operation time, blood loss, the volume of drainage 24 hours after the operation, the partial and complete weight-bearing time and dual energy X-ray bone density were determined between the two groups. The blood transfusion was larger; hospitalization time was longer; hospitalization expenses were more in the chronic renal disease group compared with the non-chronic renal disease group. (4) Patients in the two groups experienced different degrees of osteolysis, but no obvious prosthesis loosening was found. One patient in the non-chronic renal disease group underwent revision because of repeated dislocation of the prosthesis. The survival rates of the prosthesis in the chronic renal disease group and non-chronic renal disease group were 100% and 96% respectively (P > 0.05). (5) For elderly patients with proximal femoral fracture of chronic renal disease, the biological artificial femoral head replacement obtained good repair efficacy, and the function of the limbs was improved obviously with careful preoperative preparation.

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Key words: Femoral Fractures, Arthroplasty, Replacement, Hip Joint, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

左威敏，杨龙，王建吉，叶川. 高龄慢性肾功能不全股骨近端骨折生物型人工股骨头置换的中短期随访[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(15): 2315-2320.

Zuo Wei-min, Yang Long, Wang Jian-ji, Ye Chuan. Middle- and short-term follow-up of biological artificial femoral head replacement in elderly patients with proximal femoral fracture of chronic renal disease [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(15): 2315-2320.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 纳入采用生物型人工股骨头置换治疗高龄(75岁及以上)股骨近端骨折的患者53例，根据肾功能分为2组，非慢性肾功能不全组1例患者置换后1个月死于呼吸衰竭，1例置换后3个月进行了翻修手术；慢性肾功能不全组1例置换后3个月死于心肺功能衰竭。2组其余患者完成了1-8年的随访。患者分组流程图见图1。

2.2 基线资料比较 2组患者共53例，其中伴有慢性肾功能不全患者25例，不伴有慢性肾功能不全患者28例，2组均为单侧初次髋关节置换，2组基线资料比较差异无显著性意义(P >0.05)，具有可比性，见表1。根据Dorr等^[13]提出的方法，对患者的股骨近端髓腔进行分型。所有患者伤前均能站立行走，术前均合并有一种或多种内科疾病。所有患者根据美国麻醉医师协会(ASA)病情评估分级标准，对患者术前的健康状况进行评估，其中伴有慢性肾功能不全组Ⅱ级9例、Ⅲ级14例、Ⅳ级2例，不伴有慢性肾功能不全组Ⅱ级11例、Ⅲ级16例、Ⅳ级1例。

2.3 手术一般情况 2组患者手术均顺利完成，在手术时间、出血量、术后24 h引流量、部分及完全负重时间方面2组差异无显著性意义(P > 0.05)；慢性肾功能不全组输血量更大(图2)，住院时间更长，住院花费更大，差异有显著性意义(P < 0.01)，见表2。

并发症方面，非慢性肾功能不全组泌尿系感染1例，深静脉血栓2例，心功能不全加重1例，术后急性精神障碍3例，经积极治疗后，恢复良好，1例术后并发肺部感染、慢阻肺加重，并最终于置换后1个月死于呼吸衰竭；慢性肾功能不全组泌尿系感染2例，深静脉血栓1例，心功能不全加重3例，术后急性精神障碍2例，其中1例心功能不全加重患者置换后3个月死于心肺功能衰竭，余患者经治疗后恢复良好。

2.4 随访情况

2.4.1 临床疗效评价 2组患者手术效果均满意。慢性肾功能不全组及非慢性肾功能不全组术后6个月髋关节功能Harris评分优良率分别为83%及85%，差异无显著性意义(P > 0.05)。非慢性肾功能不全组1例置换后1个月死于呼吸衰竭，1例患者因术后反复脱位最终进行了翻修。慢性肾功能不全组1例置换后3个月死于心肺功能衰竭。2组患者置换后6个月Harris评分均有不同程度提高，但差异无显著性意义(P > 0.05)，见表3。2组患者置换后6个月股骨干骺端双能X射线骨密度值均有不同程度减小，但差异无显著性意义(P > 0.05)，见表4。

2.4.2 术后影像学评价 2组患者术后X射线片检查示假体位置良好，无明显畸形，充填满意，下肢长度基本恢复，无假体周围骨折。根据Gruen等提出X射线片上股骨假体周围骨溶解7分区法，非慢性肾功能不全组末次随访时4例患者出现假体周围骨溶解，其中3例为7区的骨溶解，1例为1区的骨溶解。慢性肾功能不全组末次随访时4例出现假体周围骨溶解，2例为7区，1例为2区，1例为1区，见图3。根据Engh评定标准，股骨侧假体可分为稳定的骨长入连接，纤维连接及不稳定，2组患者末次随访时均可见稳定的骨长入，无明显假体松动、下沉等并发症。

2.4.3 假体生存率分析以任何原因进行关节翻修为研究终点，2组患者的Kaplan-Meier生存分析曲线显示，非慢性肾功能不全组假体生存率为96%，慢性肾功能不全组假体生存率为100%，生物型假体中期临床效果满意，见图4。

2.5 典型病例 女性患者，90岁，慢性肾功能不全 CKD-Ⅴ期，摔伤致右股骨近端骨折，行右侧生物型人工股骨头置换术，治疗相关图片见图5。

2.6 可能影响结果的因素 患者术前合并的内科疾病可能会导致术后并发症的发生，从而延长患者的住院天数，增加患者的住院费用；手术时细致的操作可以减少术中假体周围骨折的发生率；术前根据患者的股骨髓腔情况选择合适的假体以及假体的精确安装，均能减少术后假体的松动脱位等相关并发症。

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引言

股骨近端骨折是骨科常见的损伤，以股骨颈骨折及股骨转子间骨折多见，其中股骨颈骨折约占所有成人骨折的3.6%，主要发生于老年人，是老年人常见的髋部损伤，由于老年人骨质疏松以及股骨近端特殊的解剖结构导致其承受的应力巨大，低能量损伤即可导致骨折^[1-3]。治疗主要分保守及手术治疗，其中手术治疗包括内固定以及人工关节置换。但是保守治疗导致患者长时间卧床，并发症及死亡率增高，长期随访患肢功能恢复差，致残率高，目前多推荐手术治疗。但是对于高龄慢性肾功能不全股骨近端骨折这类特殊患者，因慢性肾功能不全一般病史较长，晚期尿毒症患者有长期血液透析或者腹膜透析病史，伴有不同程度的贫血及营养不良，部分患者合并高钾血症及其他内科疾病，一般认为此类患者手术风险及术后并发症发生率增高^[4-6]。且此类患者往往伴有严重骨质疏松，内固定容易出现把持力不足，术后容易导致内固定松动、头颈螺钉切割等并发症而导致手术失败，且内固定无法实现早期下床活动，股骨颈骨折患者后期有并发股骨头坏死的风险^[7-9]。如果行人工关节置换术，现在对明显骨质疏松的老年患者，股骨侧使用生物型假体还是骨水泥假体置换具有争议，应用骨水泥型人工关节假体可以达到即刻稳定，但是手术时间的延长及骨水泥的毒性也是不容忽视的问题，特别是对合并慢性肾功能不全的老年患者，需要缩短手术时间，减少手术创伤使患者能够安全渡过围手术期。随着假体设计、材料及制造工艺的逐步改进，越来越多的生物型固定假体显示出了良好的效果。

目前对于高龄股骨近端骨折患者行人工关节置换报道较多，长期随访显示效果良好。但是对于合并慢性肾功能不全的高龄股骨近端骨折患者行人工关节置换报道相对较少。

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材料方法

1.1 设计 干预性试验。

1.2 时间及地点 于2008年2月至2016年12月在贵州医科大学附属医院关节骨科完成。

1.3 材料 近端固定假体采用美国强生公司(Johnson&Johnson，Depuy)Corail假体。双极股骨头包括：钴铬钼合金头、超高分子聚乙烯内衬，标准杯型，真空包装。股骨柄为全羟基磷灰石涂层，采用Ti6Al4V合金制备。Corail柄表面等离子喷涂的羟基磷灰石涂层是高度的骨传导介质，不产生炎症反应。在假体表面和骨之间有2 mm的间隙把两者连接起来，从而形成完全的骨整合，从而阻止纤维组织的侵入并使微动最小化；钛合金的低弹性模量和锥形柄减低了硬度，降低了近端的应力遮挡，避免术后大腿痛的发生。假体γ射线灭菌包装，具有良好的生物相容性。

远端固定假体采用捷迈公司生产的Wagner加长股骨柄。柄体为钛合金，表面为钛-铝-铌合金喷砂粗糙面，钛合金的粗糙喷砂面及高弹性更加有利于骨长入，具有良好的生物相容性。柄外形为锥形几何形态，纵向锐利的侧棱嵴嵌入骨质内可提供稳定性，为骨长入提供良好的力学环境。

1.4 对象 选择2008年2月至2016年12月因股骨近端骨折在贵州医科大学附属医院关节骨科行人工股骨头置换的高龄老年患者53例，其中伴有慢性肾功能不全患者25例，男13例，女12例，年龄75-90岁；不伴有慢性肾功能不全患者28例，男12例，女16例，年龄75-95岁。

纳入标准：有外伤史，伤后髋部疼痛、活动受限，X射线片诊断为股骨近端骨折，年龄为75岁及以上，既往不伴髋关节骨性关节炎等髋关节疾病，如无明显手术禁忌，入院后行生物性人工股骨头置换治疗。伴慢性肾功能不全组选择失代偿期及以上患者，即血肌酐大于177 μmol/L。

排除标准：行骨水泥人工关节置换术或者其他术式的患者。

剔除标准：对已经被选入被研究，但符合下列情况之一者，作为剔除病例：①不符合纳入标准，或者符合排除标准者；②患者及家属未签署知情同意书者。

1.5 方法

1.5.1 术前准备年龄为75岁及以上的股骨转子间骨折患者，经创伤骨科医师会诊后，根据患者伤前是否伴有髋关节疾病及髋部疼痛、髋关节活动度、骨折移位情况、手术耐受力及患者意愿综合制定治疗方案。患者入院后完善血常规、肝肾功能电解质及相关术前检查，伴有慢性肾功能不全组患者均请肾内科医师会诊，协助制定相关治疗方案。针对合并的不同内科疾病，请相关科室及麻醉科会诊，积极控制内科疾病，维持患者生命体征及水电解质酸碱平衡，评估患者手术风险。对于术前营养状况差的患者，予以输注20%白蛋白，适当增强营养，改善患者营养状况。对于贫血的患者，予以间断输注同型浓缩红细胞，使患者术前血红蛋白水平>90 g/L。对疼痛剧烈患者，行患肢皮肤牵引以及静脉滴注止痛药物减轻疼痛，同时进行心理辅导。行髋部X射线片及CT检查，了解患者骨质情况，测量髓腔直径，决定截骨平面，估算假体大小。除外1例患者因膀胱癌导致血尿外，其余患者均在入院后常规使用低分子肝素钙每日5 000 U皮下注射抗凝，术前1 d停止使用。术前30 min予以静脉滴注头孢呋辛1.5 g预防感染。对慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)-Ⅴ期患者术后24 h内进行血液透析治疗。术前在手术室麻醉后导尿。

1.5.2 手术方法患者采用连续硬膜外麻醉或者全身麻醉，健侧卧位，常规采用髋关节后外侧切口，切断外旋肌群，切开关节囊，保护坐骨神经，暴露骨折处，股骨颈骨折患者取出断裂股骨头，小转子上方约1.5 cm处截骨，于股骨颈后外侧开口、扩髓，根据术前X射线片测量估计使用假体大小，结合术中测量的股骨头直径及最后扩髓使用的扩髓器大小选择合适的生物型股骨柄假体，对股骨颈骨折患者，近端髓腔为DorrB型的，采用近端固定型假体，近端髓腔为C型的，采用加长远端固定生物型假体，股骨转子间骨折患者，考虑近端压配可能不稳定，均采用加长远端固定生物型假体，安装时膝关节屈曲90°，胫骨与地面垂直，结合小转子位置确定假体前倾，转子顶点与股骨头旋转中心平齐，转子间骨折患者重建患者大小转子，用钢丝或者髌骨线固定。复位髋关节，评估关节活动度及稳定性，检查双下肢长度，放置引流管，逐层缝合关闭伤口。手术均由同一名医师主刀完成。

1.5.3 术后处理术后伴慢性肾功能不全组2例患者因心血管疾病加重而转入ICU治疗，1例患者转入病房后因尿毒症加重，持续高钾血症，血钾大于6 mmol/L，于术后第1天转入ICU治疗，3例患者在ICU住院时间均为3 d。对慢性肾功能不全CKD-Ⅴ期患者术后24 h内进行血液透析治疗。所有患者术后继续予以静脉滴注头孢呋辛3 d预防感染，除1例患者因膀胱癌导致血尿外，其余患者术后6 h予以皮下注射低分子肝素钙抗凝，患者术后均使用双下肢气压治疗。术后第1天行双下肢血管彩超检查。术后6 h内夹闭引流管，6 h后打开，术后第1天拔除引流管及导尿管。术后第2天抽血复查血常规、肝肾功能及电解质、凝血常规。患者术后请相关科室会诊，积极治疗原有内科疾病。对复查血红蛋白低于70 g/L的患者予以输注同型浓缩红细胞。患者术后双腿间夹三角枕及穿丁字鞋保持患肢外展中立位，同时进行股四头肌的主动收缩锻炼，活动踝关节。

1.6 主要观察指标 术后6个月评估髋关节功能Harris评分及检测双能X射线骨密度值。髋关节功能Harris评分包括髋关节疼痛、功能、畸形及活动度情况，其中优≥90分，良80-89分，可70-79分，差<70分。

末次随访时根据Gruen分区评估假体周围骨溶解情况^[10]，Gruen分区将股骨近端分为7区，内侧及外侧各3区，柄尖为4区，其中Gruenl区包括大转子及假体的上1/3所对应的股骨外侧区域，Gruen2区为假体中1/3所对应的外侧股骨区域，Gruen3区为假体下1/3所对应的外侧股骨区域，Gruen4区为假体尖端对应的股骨区域，Gruen5区为与Gruen3区所对应的假体内侧股骨区域，Gruen6区为Gruen5区与小转子下缘间的区域，Gruen7区为小转子下缘与股骨颈截骨处之间的区域。

根据Engh评定标准及Harris等的方法评估假体是否松动^[11-12]。

1.7 统计学分析 所有数据由2名医师独立进行分析，采用SPSS软件进行统计学分析。利用Kaplan-Meier法进行生存分析，以任何原因的翻修为终点，计算假体生存率。

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讨论

老年人一般伴有严重骨质疏松，轻微外力即可导致骨折。高龄患者常常伴有多种内科疾病，保守治疗因长期卧床导致内科疾病加重，并发症发生而危及患者生命，目前多主张手术治疗，使患者能够早期下地活动，减少并发症。

美国疾病和预防中心估计，35%的糖尿病患者及超过40%的老年人(大于60岁)伴有不同程度的慢性肾功能不全。根据CKD分期，慢性肾功能不全分为5期，其中第3-5期被认为肾功能损害达到了正常人的50%及以上。慢性肾功能不全是术后严重并发症的危险因素，比如肾衰及心血管并发症^[14]。Sunday等^[15]报道29%的终末期肾病患者行关节置换手术时发生住院期间死亡，其中14%为初次置换，86%为翻修。大多数文献报告肾功能损害的患者行关节置换手术时具有较高的死亡率、感染率及翻修率。但Nagoya等^[16]报道7例11髋慢性肾衰患者使用生物型假体置换，随访3-13年可见假体骨长入良好，无假体松动。Li等^[17]报道20例肾功能衰竭患者使用非广泛涂层生物型假体置换，随访2-13年，其中19例可见到影像学上骨长入。本组1例初次置换患者术后恢复良好，病情平稳后出院，但术后3个月时因并发心肺功能衰竭死亡，与手术并发症无关。本组患者使用近端固定假体或者加长远端固定假体，均为全涂层假体，无感染及翻修患者，可能与多数患者CKD分期不高有关，且均为初次置换。与其他研究者不同，本文纳入的患者均为高龄患者，考虑预期寿命不长，均采用人工股骨头置换术。本研究发现，此类患者行人工股骨头置换手术时，相对一般的患者，虽然手术的出血量及术后的引流量差异无显著性意义，但是输血量更大，住院时间更长，住院费用更高，这与之前文献报道的结果一致。

大多数的关节外科医生认为，在行关节置换术之前，患者的骨质疏松情况需要认真考虑，可以影响到手术方式的选择及假体的选择。骨质疏松的患者股骨近端骨小梁稀疏，骨皮质薄，传统观点认为，此类患者行生物型人工关节置换术容易出现初始稳定性差，远期骨长入困难，导致假体松动，且术中打入股骨柄假体时容易并发假体周围骨折，多建议选择骨水泥型假体，可以达到良好的初始稳定。Rogmark等^[18]认为对于年龄大于75岁的髋部骨折患者，直接外侧入路及骨水泥型半髋关节置换可以降低再手术的风险。高龄患者往往伴有明显的骨质疏松，随着骨密度的降低，假体近端及远端的微动增加，且生物固定微动的增加率约为骨水泥固定微动增加率的2倍，微动可以增加聚乙烯及其他磨损颗粒进入骨-假体或者骨-骨水泥界面的量，引起骨溶解而导致无菌性松动。但是Wang等^[19]对103例80岁以上股骨头坏死行非骨水泥全髋关节置换患者进行了平均72个月随访，发现术后患者患肢功能改善明显，术后并发症为8.4%。有研究通过对骨水泥型及生物型人工半髋关节置换治疗高龄股骨颈骨折进行对比，发现2组患者置换后12个月髋关节功能Harris评分差异无显著性意义，但生物型假体组手术时间更短。

慢性肾功能不全多发于40-50岁，晚期的慢性肾功能不全由于肾脏分泌1，25-二羟维生素D3减少，导致肠道钙吸收的减少及肾脏回吸收钙减少，引起血钙降低，血磷升高，继发甲状旁腺功能亢进，引起纤维囊性骨炎及骨质疏松。本文结果显示，慢性肾功能不全组术前及术后骨密度值均较非慢性肾功能不全组低，但差异均无显著性意义。作者认为，对合并慢性肾功能不全的高龄患者，因手术风险更大，特别需要缩短手术时间，减少手术出血量及输血量，以降低患者围手术期的风险，且此类患者活动相对少，相对于年轻人，对假体的初始稳定性要求低，生物型半髋关节置换术是理想的选择。本研究结果也显示，尽管部分患者可见假体周围骨溶解，但是患者髋关节功能恢复良好，X射线片可见假体良好的骨长入，无假体松动下沉，中期效果满意。

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