陶瓷对陶瓷全髋关节置换治疗中青年股骨颈骨折的分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.52.003

摘要/Abstract

摘要：

背景：陶瓷对陶瓷全髋关节置换适用于活动量较大、生活质量要求较高的年轻患者。
目的：分析陶瓷对陶瓷全髋关节置换治疗青壮年患者股骨颈骨折近期治疗效果。
方法：使用陶瓷对陶瓷全髋关节置换治疗的年龄在50岁以下的中青年股骨颈骨折患者51例，评估患者治疗后髋关节功能及并发症。
结果与结论：所有患者均获随访，随访时间6个月至3年8个月。末次随访时，Harris 评分为(92.0±3.4)分，优良率 94.1%。置换后无关节脱位病例发生，3例轻度跛行，均未作特殊处理。至随访结束影像学检查结果显示，未见假体松动、下沉及碎裂发生，假体周围无透亮线形成。陶瓷对陶瓷人工髋关节置换治疗活动量相对较大的青壮年患者股骨颈骨折能有效减少因磨损碎屑造成的骨溶解，减少假体的松动及下沉，延长关节的使用寿命，改善患者的生活质量。

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

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关键词: 骨关节植入物, 人工假体, 关节成形术, 髋, 假体, 陶瓷, 骨折, 股骨颈, 中青年, 并发症

Abstract:

BACKGROUND: Ceramic-on-ceramic total hip arthroplasty can be applied to young patients requiring frequent activity and high quality of life.
OBJECTIVE: To explore the short-term efficiency of ceramic-on-ceramic total hip arthroplasty in young and middle-aged patients of femoral neck fractures.
METHODS: Fifty-one young and middle-aged patients under 50 years old with ceramic-on-ceramic total hip arthroplasty were selected to analyze the function of hip joints and the complication after operation.
RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed up for 6 months to 44 months. At the last follow-up, the average Harris score was 92.0±3.4 points with an excellent and good rate of 94.1%. No dislocation was observed and three cases exhibited mild limping. Imaging examination showed that, no prosthesis loosing, broken, sinking or radiolucent line around prosthesis was observed. Ceramic-on-ceramic total hip arthroplasty in young patients with femoral neck fractures can effectively decrease the osteolysis, prosthesis loosing and sinking caused by the debris of wearing, prolong the working life of the prosthesis, and improve the patient’s quality of life.

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

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Key words: arthroplasty, hip, hip prosthetics, ceramics, femoral neck fractures

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 2

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引言

材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：所有病例来自2008年7月至2012年11月秦皇岛市第一医院骨科4个病区。

对象：

诊断标准：依据患者外伤病史、症状、体征及X射线检查结果(部分患者加做CT检查)确诊为股骨颈骨折的患者。

纳入标准：①经X射线或CT检查确诊为股骨颈骨折，Garden分型为GardenⅣ型的股骨颈头下型和经颈型骨折患者。②使用陶瓷对陶瓷全髋关节置换者。③年龄在50岁以下。④经向患者家属交代内固定及关节置换利弊后患者家属坚决要求行关节置换的患者。

排除标准：①存在全身性系统疾病或麻醉禁忌证的病例。②髋关节置换前受伤肢体存在感觉及运动功能障碍，不能正常行走的病例。③合并开放性骨折，创面未愈合或存在感染创面的病例。

选择秦皇岛市第一医院骨科在统计区间内收治的50岁以下的行全髋关节置的股骨颈骨折患者51例，男30例，女21例；龄39-50岁，平均46.4岁。按Garden分型，全部入选病例均为GardenⅣ型的头下及经颈型骨折患者，根据患者本人要求及经济情况选用36 mm或28 mm直径陶瓷对陶瓷全髋关节，其中选用36 mm陶瓷关节16例，28 mm陶瓷关节35例。入院后距手术时间为3-7 d，平均5 d。合并其他内科疾病患者共9例，其中合并心血管疾病4例，糖尿病3例，高血压 3例，有1例同时合并有两种合并症。

材料：51例病例全部采用美国强生公司DePuy Summit 假体，陶瓷内衬和陶瓷股骨头均为德国CeramTec Plochingen 公司的28mm 或36mm系统。

方法：

髋关节置换方法：气管插管全身麻醉18例，蛛网膜下腔阻滞麻醉联合持续硬膜外麻醉33例，麻醉成功后患者健侧卧位患侧在上，由术者亲自摆放体位，保证患者侧卧并固定后无前倾或后倾，全部病例均取髋关节后外侧入路。沿臀大肌纤维走行方向钝性分开，显露外旋肌群，沿股骨转子间线紧贴骨皮质切断外旋短肌群的附着点，显露髋关节囊并切开，尽可能保留关节囊，向下分离显露小转子，于小转子上方约1.5 cm处用摆锯将股骨颈残留切断，随后用取头器将股骨头取出。清除髋关节周围骨赘，注意保护髋臼横韧带，适度松解髋关节周围软组织。用髋臼锉由小至大磨除髋臼软骨至软骨下骨点状渗血，选用适合型号的髋臼假体置入，髋臼侧假体均采用单纯压配固定，并采用两三个螺钉固定。股骨近端用开髓器开髓，髓腔锉充分扩髓后，冲洗髓腔，清除松质骨碎屑和血凝块，测试合适型号的假体，安装股骨假体，安装试头，使假体复位，活动髋关节，检查下肢长度、活动度及稳定性后，修补关节囊，放置引流，关闭切口。

关节置换后处理：所有患者关节置换后常规应用广谱抗生素48-72h，并于置换后12 h开始常规使用低分子肝素钙皮下注射行抗血栓治疗，直至置换后10 d，改为口服肠溶阿司匹林继续抗栓治疗。负压引流管保留两三天后拔除，拔除引流管后常规给予患者行双下肢气压泵治疗，预防深静脉血栓形成。关节置换后2 d开始指导患者行踝关节背伸及跖屈运动，促进患肢血液循环，并在患者能够忍受的情况下行患侧髋关节的被动活动。若一般情况允许，在置换后第2天允许患者坐起，置换后 5-7 d允许患者下床站立，置换后8-10 d允许患者在家人保护下扶助步器行走。6-8周后可弃助行器行走。

随访方法：关节置换后1个月、2个月、3个月、半年、1年以及1年后每年定期门诊随访。随访过程中指导患者行患肢功能锻炼，并采用Harris评分评定临床疗效。每次随访拍摄X射线片。

主要观察指标：①于髋关节随访过程中使用Harris评分系统观察患者髋关节疼痛情况、活动范围及功能情况。②随访时拍摄盆正位平片及患侧髋关节的正侧位X射线平片，并与置换后第1次X射线线片对比，观察假体是否存在松动、下沉及髋臼侧和股骨侧骨溶解的部位及大小。

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

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讨论

股骨颈骨折是髋关节周围骨折中最常见的损伤，虽然内固定治疗具有出血少、时间短、价格便宜等优点，但是无论哪种内固定治疗均存在着骨折不愈合、股骨头坏死及再次手术的风险。

卫小春等^[23]报道其与骨折愈合相关的并发症发生率达7%，而有移位的股骨颈骨折内固定治疗后与骨折愈合相关的并发症发生率高达36%，24个月内返修率高达42%。相对于内固定手术，人工髋关节置换能较好地解决上述诸如骨折不愈合、股骨头坏死及返修率高等难题，其疗效明显优于内固定治疗^[24-25]。因而，对于有移位的股骨颈骨折有学者认为应首选关节置换^[23^，^25]。但是对于活动量较大的中青年患者股骨颈骨折是否应该进行关节置换手术治疗一直存在着一定的争议。

作者认为，在中国目前的医疗环境下，手术方式的选择往往不能单纯考虑技术上的因素，而往往需要重视某种治疗方案可能出现的某些正常的并发症所带来的额外治疗费用和可能因此而产生的纠纷。这就需要综合考虑患者的主观意愿、治疗的费用及支付费用的方式等问题，虽然内固定可能对于某些患者是一种更好地选择，但是，考虑到远期可能发生的骨折不愈合及股骨头坏死的风险，以及随后产生的医疗费用及可能的赔偿问题，因而目前在临床上许多年轻的患者会选择一步到位治疗方式——关节置换。而对于相对年轻的患者，如何延长假体的寿命，减少假体的松动就成为了一个现实的问题。而陶瓷对陶瓷假体的出现对于年轻的患者即不失为一种较为理想的选择。

陶瓷对陶瓷假体相对于其他界面的假体最大的优势就在于其极低的界面之间的磨损率。关节假体磨损及磨损导致的骨溶解是制约关节假体长期存留率的主要因素。全髋关节假体的匹配界面中，金属对聚乙烯界面的匹配一度成为人工关节置换的金标准。尽管目前广泛采用的高交联聚乙烯内衬能够比传统聚乙烯内衬减少95%的磨损^[26]，但是关节置换后6年仍有约8%患者可能已发生骨溶解^[27]，因而，金属对聚乙烯界面的匹配在年轻患者中的使用受到了一定的限制。降低关节假体磨损，寻找低磨损率的界面材料已成为人工关节材料学研究领域的重要课题。

在20世纪70年代法国医生Boutin^[2]首次将氧化铝陶瓷假体应用于关节置换，陶瓷假体的使用显著降低了假体的磨损，有效改善假体的远期存留率。但是由于材料本身的特性，最初的陶瓷材料碎裂率极高，因而极大的限制了陶瓷假体的应用，随着材料科学的进步，于1994 年成功研制出了第3代人工陶瓷，随后第4代陶瓷材料也随之应用于临床，早期陶瓷易碎和抗张强度低的特性得到明显改善，陶瓷破碎率显著下降^[28]。陶瓷假体在临床已经得到普遍应用，并日益成为全髋关节置换中主流界面材料之一。陶瓷对陶瓷髋关节置换文献报道见表1。

临床实践表明，在众多的界面材料中，陶瓷界面释放磨损颗粒和发生骨溶解的可能性最低。陶瓷在所有的商用界面材料中是最硬的，有很好的抗划擦和抗三体磨损作用，表面光滑和湿性好决定了它是磨损最小的。由于陶瓷材料的离子结构能吸引带极性的液体，使之均匀覆盖于陶瓷表面，有利于形成流体薄膜润滑效果，使陶瓷界面之间的磨擦系数远小于金属与聚乙烯之间和金属之间^[29]。文献报道金属对聚乙烯关节界面总的磨损率为40-200 μm/年，而陶瓷对聚乙烯匹配中聚乙烯的磨损速度约90 μm/年，陶瓷对陶瓷的磨损速度为3-5 μm/年^[30]。同时，陶瓷的磨损颗粒是惰性的，骨溶解率极低，临床报道返修率非常低，即使是年轻患者10年假体在位率也达到了99.4%，因而，陶瓷对陶瓷人工髋关节是年轻患者的最佳选择^[31-32]。

但是陶瓷对陶瓷假体在使用中也并非完美无缺，陶瓷内衬同聚乙烯内衬相比，为了减少可能存在的撞击引起的碎裂，陶瓷内衬没有3°-5°后方高边来防止人工关节脱位，因而在假体安装位置上的要求更加严格，如不能准确植入人工髋关节假体，置换后关节脱位及假体碎裂的发生率将会明显高于金属对聚乙烯假体。基于设计上的特点，在置换中安装假体的角度与金属对聚乙烯假体也有所差异。陶瓷髋臼假体在安放时外倾应减小3°-5°，前倾稍稍增加3°-5°，即更扣一些，理想的陶瓷髋臼置放角度，应当为外展40°-45°，前倾15°-20°，以获得较大的头臼接触面积，分散关节内外应力，避免边缘应力的产生，进而造成假体碎裂。髋臼侧假体外展角过大不仅使髋臼侧假体的局部应力明显增加，导致人工髋关节易发生异响，增大假体磨损，导致假体碎裂，还能导致人工髋关节的活动范围减少。而髋臼侧假体外展角较小时，前倾角度增大时能明显增加假体头应力面积，减少对人工髋关节的磨损，便于下肢力量的垂直传导。同时在安装假体时应该注意避免人工髋关节过度松弛。假体安装过度松弛将会导致陶瓷内衬与陶瓷股骨头之间发生撞击。头臼之间撞击是导致假体碎裂的最主要原因。在假体试模安装完成后应适当牵拉下肢以观察髋臼与球头之间的松紧程度及撞击情况，根据观察结果可以适当调整球头规格以调整内衬与球头之间的松紧度。最后在假体安装完成后应检查并清除髋臼周围存在的骨赘，防止骨赘与球头的碰撞，从而造成假体碎裂。

本组病例主要采用了28 mm和36 mm直径的球头两种产品，目前陶瓷对陶瓷全髋关节置换术应用中于临床的主流产品仍然是直径28 mm的假体。研究证实：球头直径增加后，关节活动时需要更长的滑行距离^[33]，这将会明显增加假体线性磨损率，而使用较大直径球头时关节表面积也会增加，这又将会增加假体的容积磨损率。因而，球头直径越大，关节的磨损率越高，与磨损相关的假体松动发生率也就越高。但是，球头直径的增加，将会明显增加假体的稳定性，进而降低假体的脱位率。Burroughs等^[34]的研究证实>32 mm直径的球头能明确增加关节活动范围和关节稳定性。实际上大于32 mm直径的球头还有许多优势，Burroughs等^[35]将其归纳为8点：①更符合正常解剖。②各个方向上活动范围增大。③与带裙边的球头相比活动范围的增加尤其显著。④减少了假体与假体间的撞击。⑤需要更大的移行距离才能致脱位。⑥需要更大的撞击后活动范围才能致脱位。⑦球头永不需要裙边。⑧PE衬也不再需要倾斜的边沿。由于大直径球头增加关节稳定性的优势与增加磨损率的弱点并存，使其临床应用受到了相当的限制。但是随着诸如金属对金属，陶瓷对陶瓷等高耐磨材料的应用，大直径球头假体的应用逐渐成为一种趋势，它不仅具有极低的磨损率，而且能够显著降低假体的脱位率，同时能够保证假体更大的活动范围，更加适用于活动量较大的年轻患者。但是，目前应用于临床的大直径球头假体价格普遍偏高，本院临床中使用的36 mm直径系统价格是28 mm系统价格的1倍余，昂贵的价格使其在临床中的应用受到了一定的限制，是否选用36 mm大直径球头系统尚需考虑到患者的经济承受能力。

相对于带有聚乙烯内衬的人工全髋关节，现有的资料证明陶瓷-陶瓷人工髋关节的磨损率明显降低，骨溶解及假体松动的发生率更低，更加适合年轻患者，但是由于假体设计的原因，陶瓷对陶瓷人工关节置换术对手术技巧要求更高，术者在手术过程中应注意假体安装位置与聚乙烯内衬假体也有所不同。本组患者随访期间均无假体脱位、断裂、松动、下沉及明显的骨溶解等现象发生，所有病例均取得了令人满意的临床效果。但本组随访时间较短，只是观察了陶瓷对陶瓷假体近期的临床效果，远期临床疗效仍有待进一步观察。

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