早期股骨头缺血性坏死治疗：髓芯减压并钽棒优于并植骨

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.05.027

摘要/Abstract

摘要：

背景：单纯髓芯减压并植骨治疗早期股骨头缺血性坏死对软骨下骨支撑不够，增加了骨折及塌陷的风险。钽棒的置入不仅可以提供很好的生物学支撑，也会增加坏死区域的再血管化，从而达到修复股骨头坏死的作用。

目的：比较髓芯减压并植骨、髓芯减压并钽棒置入治疗早期股骨头缺血性坏死的临床效果。

方法：纳入髓芯减压并植骨治疗ARCOⅠ/Ⅱ期股骨头缺血性坏死患者24例28髋，髓芯减压并钽棒置入治疗ARCOⅠ/Ⅱ期股骨头缺血性坏死患者25例29髋。随访24个月，观察治疗前后Harris评分变化及临床疗效。

结果与结论：所有患者均获得随访。治疗后6个月，髓芯减压并植骨组患者Harris评分较治疗前平均提高了4.93分；髓芯减压并钽棒置入组患者Harris评分较治疗前平均提高了6.89分，差异有显著性意义(P < 0.05)。治疗后12个月，2组患者Harris评分均有治疗前显著提高，髓芯减压并植骨组患者Harris评分低于髓芯减压并钽棒置入组(P < 0.05)。髓芯减压并钽棒置入组总的治疗优良率为83%，优于髓芯减压并植骨组的75%。治疗后24个月髓芯减压并钽棒置入组X射线评分显著高于髓芯减压并植骨组(P < 0.05)。提示与髓芯减压并植骨相比，髓芯减压并钽棒置入能够更有效地防止股骨头塌陷，改善关节功能及延缓股骨头坏死进程。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

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关键词: 实验动物, 组织构建, 股骨头缺血性坏死, 髓芯减压, 植骨, 钽棒置入, Harris评分, 随访

Abstract:

BACKGROUND: Core decompression with bone implantation in treatment of early avascular necrosis of femoral head may provide insufficient support for subchondral bone and increase the risk of fracture and collapse. Tantalum rod implantation can not only provide good biological support, but also promote the revascularization at necrotic regions, thus repairing the necrosis of femoral head.

OBJECTIVE: To evaluate the efficacy of core decompression, core decompression with bone implantation and core decompression with tantalum rod implantation in treating early-stage avascular necrosis of femoral head.

METHODS: A total of 24 cases (28 hips) who suffered from ARCO I/II avascular necrosis of femoral head were treated with core decompression with bone implantation, and 25 cases (29 hips) who suffered from ARCO I/II avascular necrosis of femoral head were treated with core decompression with tantalum rod implantation. All the subjects were followed up for 24 months. The efficacy of two different surgical methods was evaluated before and after treatment by observing the changes in Harris scores.

RESULTS AND CONCLUSION: All involved patients were followed up. Harris score of core decompression with bone implantation group were increased 4.93 points at 6 months after surgery; Harris score of core decompression with tantalum rod implantation group were increased 6.89 points at 6 months after surgery. There

were significant differences between two groups before and after surgery (P < 0.05). After 12 months, Harris scores in the two groups were both significantly increased and the scores of core decompression with tantalum rod implantation group was higher than that of core decompression with bone implantation group (P < 0.05). The overall fine/excellent rate of core decompression with tantalum rod implantation group was 83%, which was better than core decompression with bone implantation group (75%). After 24 months, X-ray score of core decompression with tantalum rod implantation group was significantly higher than core decompression with bone implantation group (P < 0.05). Comparing with core decompression with bone implantation, core decompression with tantalum rod implantation can better prevent femoral head collapse, improve hip function and delay the process of osteonecrosis of the femoral head.

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Key words: femur head necrosis, bone transplantation, tantalum, X-rays, hip joint

中图分类号:

R318

李杨，冯世庆. 早期股骨头缺血性坏死治疗：髓芯减压并钽棒优于并植骨[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(5): 815-820.

Li Yang, Feng Shi-qing. Treatment of early avascular necrosis of femoral head: core decompression with tantalum rod implantation is better than core decompression with bone implantation[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(5): 815-820.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 纳入髓芯减压并植骨组患者24例28髋，髓芯减压并钽棒置入组患者25例29髋。治疗后随访24个月，2组患者均进行疗效评估，无脱落。

2.2 基线资料比较 2组患者基线资料比较差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性(表1)。

2.3 髋关节功能评价结果比较 从表1可以看出，治疗前髓芯减压并植骨组和髓芯减压并钽棒置入组患者髋关节Harris评分差异无显著性意义(P > 0.05)。治疗后6个月，髓芯减压并植骨组患者Harris评分较治疗前平均提高了4.93分；髓芯减压并钽棒置入组患者Harris评分较治疗前平均提高了6.89分，差异有显著性意义(P < 0.05)。治疗后12个月，2组患者Harris评分均有较大的提高，较治疗前差异均有显著性意义；髓芯减压并植骨组患者Harris评分低于髓芯减压并钽棒置入组，差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.4 治疗后12个月临床疗效比较 表2列出了2组治疗后12个月Harris评分优良率，可见髓芯减压并植骨组和髓芯减压并钽棒置入组对ARCOⅠ期股骨头坏死的优良率分别为85%和86%。髓芯减压并植骨组和髓芯减压并钽棒置入组对ARCOⅡ期股骨头坏死的优良率分别为67%和80%。髓芯减压并钽棒置入组总治疗优良率为83%，略高于髓芯减压并植骨组的75%。

2.5 影像学分期进展 根据改良宾夕法尼亚州立大学骨坏死的放射学分期系统判定，6期共15种亚期按总分15分评定。2组治疗后24个月X射线评分均较治疗前有所提高，差异均有显著性意义(P < 0.05)。治疗后24个月，髓芯减压并钽棒置入组评分高于髓芯减压并植骨组，差异有显著性意义(P < 0.05)。

2.6 患者手术时间、出血量及费用比较 2组患者手术时间、出血量及费用如表3所示，髓芯减压并植骨组手术时间及出血量均大于髓芯减压并钽棒置入组，且差异有显著性意义(P < 0.05)。而2组患者总费用差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.7 典型病例

病例1：男性，49岁，ARCO Ⅱ期股骨头缺血性坏死。髓芯减压并钽棒置入后1个月X射线片示，钽棒位置良好，股骨头轮廓光滑，骨小梁贯通良好，密度不高，坏死区域无扩大(图1)。

病例2：男性，47岁，ARCOⅡ期股骨头缺血性坏死。髓芯减压并植骨后1个月X射线片示，股骨头轮廓不光滑，坏死区扩大，骨小梁密度增高(图1)。

2.8 不良事件 髓芯减压并植骨组2例发生髂骨供区疼痛、感觉减退及患肢行走无力，经积极保守治疗后均缓解，恢复正常工作。其余患者均无术后感染，血管神经损伤等不良并发症发生。

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引言

材料方法

设计：随机对照试验。

时间及地点：于2007年3月至2010年6月在武警后勤学院附属医院骨科完成。

对象：选取2007年3月至2010年6月在武警后勤学院附属医院骨科进行治疗的早期股骨头坏死患者49例，所有患者均为非创伤性股骨头坏死。

纳入标准：①无外伤史者。②符合股骨头坏死临床表现，有不同程度的髋关节酸痛，活动受限及跛行等症状者。③选择世界骨循环研究学会(ARCO)分期Ⅰ期及Ⅱ期患者。④对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准者。

排除标准：①髋臼发育不良者。②类风湿性关节炎患者。③合并心肝肾等重要脏器严重疾病者。④需要继续使用激素治疗的患者。

将患者按随机数字表法分为髓芯减压并植骨组及髓芯减压并钽棒置入组。

髓芯减压并植骨组患者24例28髋，男16例19髋，女8例9髋；年龄29-51岁，平均年龄为(36.4±5.6)岁；致病因素：皮质激素类12例14髋，酒精性3例4髋，特发性4例4髋，不明原因性5例6髋；根据ARCO的国际骨坏死分期标准：Ⅰ期13髋，Ⅱ期15髋。髓芯减压并钽棒置入组患者25例29髋，男15例18髋，女10例11髋；年龄32-52岁，平均年龄为(37.7±4.2)岁；致病因素：皮质激素类13例15髋，酒精性4例5髋，特发性4例5髋，不明原因性4例4髋；根据ARCO的国际骨坏死分期标准：Ⅰ期14髋，Ⅱ期15髋。

2组患者基线资料差异无显著性意义，具有可比性。

材料：美国Zimmer公司(捷迈)设计的钽棒，为孔径 430 μm、直径10 mm的圆柱形结构，孔隙率为75%-80%，长70-130 mm(5 mm递增)，弹性模量与人体腓骨相当 (3 GPa)，可以促进血管及成骨细胞长入，有很好的组织相容性。

方法：

髓芯减压并植骨组：患者平躺于C臂手术床，采用连续硬膜外麻醉。保持患肢外展位，常规消毒铺巾。在大转子下1 cm处做2 cm纵行切口，逐层分离筋膜，肌肉，暴漏股骨近端骨皮质。在大转子下缘向股骨头钻入一导针，钻入软骨下骨坏死中央区域，用直径为1 cm的空心钻头顺着导针的方向缓慢钻入软骨下骨大约5 mm处。轻轻摇晃导针并取出，退出钻头。用攻丝攻出螺纹，采用长柄刮匙沿着骨芯将股骨头软骨下骨深面病变组织刮除。在C型臂透视满意下，取同侧髂骨并剪成碎片及小条。经骨芯将碎骨块送至股骨头，填塞压实，并用细锤骨棒将骨质锤入。冲洗并逐层缝合切口。治疗后常规抗生素使用2 d，行下肢皮牵引3周，保持髋外展及内旋。治疗后6周做保护性的负重运动，3个月后扶拐杖部分负重运动。治疗后1年内避免完全负重运动。

髓芯减压并钽棒置入组：患者取平卧位，采用连续硬膜外麻醉，常规髋部消毒，铺巾。沿大转子下方2 cm处做纵行4 cm长的切口，逐层分离筋膜肌肉暴漏股骨近端外侧骨皮质。采用贴皮导针经C型臂透视确定中心髓道位置，两点确认中心隧道线。保持髋关节内旋15 ℃，在大转子最高点下1.5 cm钻入导针，直至股骨头关节软骨下5 mm，勿穿透软骨面。C型臂透视下确定导针位于病损中心区域。采用空心钻头沿着导针方向扩孔。测深后选择合适长度的植入物，用攻丝攻出螺纹，将钽棒置入器连接到T型手柄上，将股骨头缺血性坏死骨小梁钽金属重建棒置入骨芯中。冲洗切口，逐层缝合切口。治疗后康复同髓芯减压并植骨组。

治疗后功能评定：治疗后6，12，24个月时复查X射线片，评定治疗后不同时间点股骨头负重区域塌陷情况以及坏死进展情况。

根据改良宾夕法尼亚州立大学骨坏死的放射学分期系统判定^[8]，6期共15种亚期按总分15分评定。

根据Harris评分量表，对患者治疗后髋关节功能进行评价。量表包括疼痛(44分)、功能(47分)、畸形(4分)、活动范围(5分)。Harris评分< 70分为差，70-79为中，80-89为良，90-100为优。

主要观察指标：主要观察治疗后6，12，24个月时X射线片，观察股骨头轮廓是否光滑，骨小梁排列是否规整及密度是否改变，坏死区域是否缩小，是否有再骨化等。

统计学分析：所有计量资料均采用x(_)±s的形式表示，数据采用SPSS 13.0统计软件进行分析。各组均数间的比较采用t 检验，各组率的比较采用卡方检验。以P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

股骨头缺血性坏死是由多种不同因素导致的股骨头血液循环障碍、脂肪细胞及骨髓造血细胞坏死的病理生理过程。激素、乙醇和特发因素是引起股骨头缺血性坏死的主要因素^[9-13]。股骨头坏死病它包括4个过程，首先是股骨头周围及股骨头内的血液循环恢复，然后随着破骨细胞的活跃，股骨头内死骨逐渐被吸收，随着坏死区域内血管长入及成骨细胞成骨，逐渐新的骨小梁形成，骨小梁充填囊状空洞区和硬化性死骨的吸收区，最后新骨小梁按生物力学进行排列，骨密度均匀，整个病理过程需要一两年，在这个过程中最大的特点是股骨头坏死区域出现坏死骨吸收与新生骨同时存在的情况，但是由于而修复区和坏死区骨组织的弹性模量存在较大差异，尤其在股骨头的负重区域，容易导致股骨头内骨小梁的骨折，出现股骨头关节面的塌陷，未经有效治疗的股骨头缺血性坏死患者大约80%在发病4年内出现股骨头塌陷，最终发展成为骨性关节炎。对于早、中期非创伤性股骨头缺血性坏死，保留股骨头是首选的目标。对于治疗股骨头缺血性坏死的主要原则为早期有效改善股骨头血供及髋关节功能，延缓股骨头坏死病理进程的发展。目前治疗股骨头缺血性坏死的几大注意因素为：①增加新骨再生及新生血管长入。②彻底刮除死骨。③降低股骨头内压，促进髋关节内静脉回流。④维持及增加股骨头骨质的表面支撑力，防止或治疗股骨头塌陷^[14-15]。目前治疗早期股骨头缺血性坏死较常用的手术方法有髓芯减压并植骨及髓芯减压并钽棒置入。

对于早期股骨头坏死有很多种方法，包括高压氧、冲击波等保守治疗，外科手术包括截骨、带血管骨瓣植入、髓芯减压，目前人们普遍认同的是髓芯减压，这种手术可以降低骨内压力，去除坏死骨组织，增加股骨头内血管生长，促进新生组组织的爬行替代，可以迅速缓解疼痛，但是单独使用髓芯减压的临床满意率只为30%左右，主要原因是单纯减压虽然缓解了股骨头内压力，但是降低了股骨头内支撑力，所以需要合并植骨或者人工材料，来为股骨头关节面提供足够的生物支撑。

髓芯减压并植骨是通过大转子下方向股骨头颈部钻孔，穿过坏死区域直至软骨面下。它可以减轻股骨头内高压及受阻的髓芯内微循环，促使股骨头内血液循环从新建立。Ficat指出异常骨内压和骨内静脉血流改变，存在于缺血性骨坏死的各个时期，大量研究也提示骨内高压是缺血性骨坏死的早期征象或病因。股骨头坏死区域越大效果越差，同时髓芯减压刮除的软骨下骨质越多，将导致软骨下骨的支撑力下降，后期塌陷的可能性较大。髓芯减压并植骨术能够在一定程度上增加折裂的软骨下骨的支撑力，避免股骨头表面下应力集中的情况^[16-20]。

Seinberg等对400余例髋进行髓芯减压并植骨治疗，随访2-14年，发现股骨头缺血性坏死在股骨头发生塌陷之前采用髓芯减压并植骨效果较好，且并发症少，适用于早期股骨头缺血性坏死的治疗。Hungerford等^[12]认为髓芯减压并植骨适合早期的股骨头缺血性坏死的治疗，能够有效防止股骨头塌陷，延缓后期髋关节置换的时间。然而髓芯减压并植骨往往不能给患者股骨头提供有效的骨支撑，髓芯减压植骨患者如果坏死区域过大，坏死骨刮出后所植入的自体松质骨颗粒并不能提供有效的软骨下支撑，而且术后所植入的自体髂骨吸收也是股骨头发生塌陷变形的主要原因^[21-24]。

金属钽为钝性金属，有很好的生物相容性，已经应用在医学领域将近半个世纪，是很好的外科植入材料，比如心脏起搏器、颅骨修补材料、人工血管及目前应用很广泛的生物髋关节及膝关节等等，在实验室人们发现成骨细胞可以很好的长入钽金属内。

在关节领域，带有钽涂层的髋关节可见骨组织及血管组织的迅速长入^[25]，髓芯减压并钽棒置入可以通过髓芯减压对股骨头内压进行释放，达到缓解疼痛的目的。钽金属的弹性模量与骨相当，且具有骨小梁的结构，具有较高的孔隙率，美国Zimmer公司(捷迈)设计的钽棒，孔径为430 μm、直径10 mm的圆柱形结构，孔隙率为75%-80%，长70-130 mm (5 mm递增)，弹性模量与人体腓骨相当(3 GPa)，对股骨头有很好的支撑^[26-29]。钽棒能够承受人体生理负荷，具有良好的生物相容性及较好的摩擦稳定性。钽棒的置入可以起到对髓芯处骨的填充及支撑股骨头的作用，减少周围骨组织的应力分布，有效的防止股骨头表面塌陷。同时钽棒的多孔结构可以诱导成骨细胞长入，加速血管再生，促进血管化进程，有利于股骨头骨再生及股骨头的修复。同时髓芯减压并钽棒置入操作简单，微创，术后影像学无假体松动及透亮线的出现，在治疗后髋关节功能恢复上具有较大的优势^[30]。

本文采用2种方法治疗早期股骨头坏死，即髓芯减压并植骨技术和髓芯减压并钽棒置入技术。在手术操作及术中出血量上来比较，髓芯减压并钽棒置入具有明显的优势，其手术时间较短，切口小，并且术中出血少。国外有报道称髓芯减压并钽棒置入后即可下地负重^[31-32]，本文采用较为保守的术后功能恢复训练，即3个月后开始逐渐负重行走。在Harris评分方面，治疗后6个月，髓芯减压并植骨组患者Harris评分较治疗前平均提高了4.93分；髓芯减压并钽棒置入组患者Harris评分较治疗前平均提高了6.89分，差异有显著性意义(P < 0.05)。而治疗后12个月时，髓芯减压并钽棒置入组Harris评分高于髓芯减压并植骨组^[33]。这表明髓芯减压并钽棒置入技术能较好的在功能、疼痛、关节活动度和畸形等面改善患者术后病变髋关节的功能。在Harris评分优良率方面，髓芯减压并钽棒置入组总的治疗优良率为82.8%，略高于髓芯减压并植骨组的75.0%。2种术式对Ⅰ期股骨头缺血性坏死的治疗优良率相当，而对于Ⅱ期股骨头缺血性坏死的治疗优良率差异较大^[34-37]，髓芯减压并钽棒置入组优良率显著高于髓芯减压并植骨组(P < 0.05)。治疗后24个月X射线片显示，髓芯减压并植骨组有2例发生股骨头塌陷，而髓芯减压并钽棒置入组未发生股骨头塌陷的情况，且X射线评分均值也高于髓芯减压并植骨组(P < 0.05)。X射线影像学的变化与患者的临床体征、症状的变化也基本相符，这些随访结果与Varitimidis等^[15]、Shuler等^[16]报道结果基本相似。通过对患者进行治疗后12个月的随访，作者发现髓芯减压多孔钽支撑技术是治疗 ARCOⅠ、Ⅱ期股骨头缺血性坏死的有效方法，效果优于髓芯减压并植骨^[38-39]。

文章由于观察样本少，时间短，对2种治疗方式的长期随访及中远期疗效未进行研究。有待于今后进行更多样本，多中心长期的随访研究。同时髓芯减压并钽棒置入可以和骨形态发生蛋白及干细胞移植等技术结合，使得股骨头的生物修复和生物力学支撑完美结合，达到最佳的治疗效果。

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