植骨加盖行生物学固定型全髋关节置换治疗严重成人髋关节发育不良

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.26.004

摘要/Abstract

摘要：

背景：由于髋关节的异常变，使关节置换手术难度加大、处理困难，其中又以髋臼侧为甚。因此，对髋关节发育不良患者施行全髋关节置换时，对髋臼的处理尤为重要。
目的：探讨采用植骨加盖行生物学固定型全髋关节置换治疗CroweⅢ、Ⅳ型成人髋关节发育不良患者的临床疗效。
方法：回顾分析14例髋关节发育不良成人患者，按Crowe方法分型Ⅲ型11例，Ⅳ型3例。所有患者均进行全髋关节置换，置换过程中采用自体般骨颈在髋臼周围做植骨加盖，对置换后及随访时X射线片的影像学资料进行分析，临床疗效采用Harris标准评定。
结果与结论：14例髋关节发育不良成人患者均获得随访，随访时间1-9年，平均4.5年。4例患者置换后1年内植骨块发生部分吸收，2年后又重新生长，所有植骨块经X射线平片证实均与宿主骨愈合，植骨块对髋臼的平均覆盖率为36%，至今无一髋需行翻修，髋关节功能从置换前Harris评分平均35分(26-52分)恢复至末次随访时的平均91分。证实采用自体股骨颈植骨加盖的生物学固定型全髋关节置换是治疗CroweⅢ、Ⅳ型成人髋关节发育不良的有效方法。

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: 植入物, 人工关节, 关节成形术, 置换, 髋, 髋关节发育不良, 髋假体, 髋臼, 生物型假体, 植骨加盖, 稳定性

Abstract:

BACKGROUND: Joint replacement surgery becomes difficult because of the abnormal changes in hip joint, especially on the acetabular side. Therefore, the treatment on acetabulum is very important during total hip arthroplasty in patients with hip dysplasia.
OBJECTIVE: To investigate the clinical therapeutic effects of total hip arthroplasty with onlay bone graft for treatment of CroweIII and IV adult hip dysplasia.
METHODS: A total of in 14 patients with adult hip dysplasia were retrospectively analyzed. According to Crowe method, there were 11 cases of type III and 3 cases of type IV. All patients underwent total hip arthroplasty. Autologous femur neck was used to make an onlay bone graft around the acetabulum during replacement. Radiographs were analyzed after replacement and during follow-up. Clinical efficacy was assessed using Harris standard.
RESULTS AND CONCLUSION: All patients were followed up for 1-9 years, averagely 4.5 years. Bone graft was partially absorbed within 1 year after replacement in 4 patients, and began to grow 2 years later. Radiographs showed that all bone graft was fused to host bone. The average coverage rate of bone grafts on acetabulum was 36%. None hip was needed to be rebuilt up to now. Harris score of hip joint function increased from 35 points (26-52 points) before surgery to 91 points during final follow-up. Total hip arthroplasty with onlay bone graft is an effective method in treatment of CroweIII and IV adult hip dysplasia.

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Key words: hip joint, arthroplasty, replacement, hip, bone transplantation

中图分类号:

R318

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图/表（结果） 3

参考文献

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引言

全髋关节置换经数十年的发展，目前已成为近代骨科领域里最为成功的手术之一。这一手术不仅能矫正髋关节畸形、恢复正常的髋关节活动功能，还可以解除疼痛、使日常生活质量显著提高^[1-2] 。早在1950年，法国Judet兄弟(Jean Judet和Robert Judet)首次报道了300例短柄丙烯假体置换术，引起了全球的关注。此后，Charnley于1962年研制了22.5 mm直径的金属股骨头与聚乙烯内衬组配的所谓低磨檫系数假体，假体固定均采用了丙烯酸骨水泥。他们的研究成果使全髋关节置换的发展进入了新纪元。随后的系列研究也进一步促进了全髋假体在设计、材料、制造以及手术技术等相关领域的迅猛发展，临床疗效也随之获得了显著改善。
然而，随着骨水泥固定型全髋置换在世界范围内的广泛开展，与骨水泥固定相关的并发症如假体松动、骨水泥病等也逐步增多，为了从根本上解决这些临床问题，一种非骨水泥固定的全髋置换术，即所谓生物学固定型的全髋置换于20世纪70年代开始问世^[3]。为了确保手术的成功，研究人员还围绕假体几何形态、假体材料、微孔涂层的形貌特征(孔径大小、微孔内连、以及空隙率等)、以及涂层材料(纯钛、羟基磷灰石)等进行了深入研究。其目的是既要确保股骨柄假体在植入股骨髓腔后能获得理想的初始固定，还要确保假体表面的微孔涂层能获得广泛的骨长入，进而获得永久生物学固定。
生物学固定要求假体与股骨近端髓腔松质骨的紧密压配及适宜压缩，从而达到植入物与股骨紧密结合的初期稳定，以及预留的松质骨在一定的应力环境下进一步与假体表面长合，或进入假体表面涂层三维立体交联孔隙中达到生物闭锁，实现假体在股骨中的远期的生物学稳定固定^[4] 。生物固定型假体要保证骨长入，必须具备紧密接触和初始稳定这两个前提。在满足股骨假体初始稳定的前提下，经各种假体表面处理的假体：如金属多孔表面(钛粉，钛丝，钴铬钼微珠等)、各种表面涂层(羟基磷灰石、硅酸二钙等)才能被骨长入，获得长期固定。
髋关节发育不良是因髋臼先天性发育缺陷所导致的长期生物力学差异，逐渐出现髋臼小而浅、股骨头形变、半脱位，负重区软骨退变并发展为骨性关节炎的一种常见疾病。随着年龄的增长，出现髋关节骨性关节炎的概率很高，严重影响生活质量，治疗主要是行全髋关节置换。但由于髋关节的异常变，手术难度大、处理较困难，其中又以髋臼侧为甚。因此，对髋关节发育不良患者施行全髋关节置换时，对髋臼的处理尤为重要^[5-6]。
扬州大学附属泰兴人民医院2005年至2013年2月收治采用全髋关节置换治疗14例成人CroweⅢ、Ⅳ型髋关节发育不良患者，所有患者在关节置换过程中均进行髋臼加盖植骨，效果满意。

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材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：2005年2月至2013年2月在扬州大学附属泰兴人民医院完成。

对象：纳入14例患者，男4例，女10例，年龄38-65岁，平均53.1岁。所有患者关节置换治疗前均存在严重的髋关节功能障碍和疼痛，按Crowe方法分型Ⅲ型11例，Ⅳ型3例，置换前Harris评分26-52分，平均35分。纳入患者对治疗知情同意并签署知情同意书。

成人髋关节发育不良诊断标准：①CE角，即自股骨头中心(C)至髋臼外上缘(E)画一线，另通过股骨头中心作一垂线，两线所夹之角为CE角，通过研究他指出成人CE角<20°、13-17岁青少年CE角<15°为髋臼发育不良。②髋臼角，即取两侧泪点下缘连线，然后做泪点外缘与髋臼上缘的连线，二者所形成的夹角。此值> 45°为髋臼发育不良。③髋臼指数：正常为(27.56±4.73)°，< 20°为异常。④髋臼角：正常为(38.78±2.56)°，> 20°为异常。⑤臼盖白线扇面角：伊藤提出从股骨头中心向臼盖白线两端所作直线形成的夹角为扇面角。< 0°为髋臼发育不良。⑥髋臼深度：Murray测量法，即取髋臼外上缘至同侧耻骨联合上角的连线，由髋臼最深点至此线的垂直距离表示髋臼深度。 < 9 mm为髋臼发育不良。⑦ACM角(Idelberger角)：是从髋臼上缘(A点)及下缘连线的中点(M点)向髋臼中心作垂线，于髋臼相交(C点)，AC连线与CM连线所形成的夹角为ACM角。>50°为异常。部分学者主张上述①-②测量值中有任意2项异常结合临床症状，诊断即可成立。

纳入标准： ①首次行髋关节置换的病例。②有完整的内固定前、后系列临床和X射线随访测量资料者。③手术由同一位高年资医师完成。④关节置换前均存在严重的髋关节功能障碍和疼痛，经各项检查确定为先天性发育不良引起。

排除标准：关节置换前行X射线摄片显示股骨上段骨折或骨缺损，股骨肿瘤，硬化性骨髓炎，X射线片图像不清晰。

材料：所有髋关节发育不良患者均采用Synergy设计的(Smith-Nephew,USA)微孔涂层股骨柄，该柄的近端为可喷砂涂层。假体由由Ti6A14V制造，颈干角131°。颈部锥度12/14，10个型号(9-18号，135-180 mm)。该假体柄颈为抛光圆状梯形设计，内侧缘为曲线形半圆扶。假体柄的冠状、矢状以及横截面均为3度锥形。近端1/3为0.5 mm厚的微孔涂层。其下端假体柄具有3.0-4.0 mm的凹槽设计，远端经抛光处理呈子弹状。股骨头为钻合金材料，直径 28 mm。臼杯金属帽为钛合金烧结微孔涂层面，内衬为超高分子聚乙烯。

方法：

髋关节置入内固定方法：手术采用连硬麻，患者侧卧位，取Hardinge入路，常规行股骨颈截骨，依次切开阔筋膜，臀中肌，显露前侧关节囊，外旋髋关节，先行松解股外侧肌起点，后松解臀中肌在大转子前部的止点，再将臀小肌前部的止点松解，同时松解或切断髂腰肌，充分切除前方关节囊，切除或松解关节周围组织，找到真性髋臼，分离显露闭孔，确定真臼位置及正常髋关节旋转中心。清除髋臼内充填的纤维组织。以髋臼前后壁为参考确定合适的假体型号。则做结构性植骨加盖，重建髋臼．重建时将截的股骨颈据髋臼缺损形状修剪，在真臼外上缘及部分假臼间脊处打磨并钻数个孔后，用螺钉将骨块固定于髋臼外上缘。

关节置换内固定后处理：后切口留置负压引流24-72 h，静脉应用抗生素，预防深静脉血栓形成。置换后Crowe Ⅰ、Ⅱ型患者第3天开始在床上主动及被动活动，6-8周后逐步完全负重。Crowe Ⅲ型及Ⅳ型患者视骨折愈合情况8-12周后再决定是否完全负重。

主要观察指标：

临床评估：临床功能恢复和大腿疼痛程度分别采用Harris评分标准^[7]、目测类比疼痛评分(visual analog scale，VAS)^[8]进行评定，目测类比疼痛从1-10分进行统计，无痛为0分，轻度疼痛为1-3分，中度疼痛为4-6分，重度疼痛为7-10分。

同时采用Trendelenburg征来评估外展肌的恢复情况，测量关节置换前后双下肢的长度。

X射线平片评估：通过影像学来评估假体的稳定性，臼杯的稳定性用Delee和Charnley法^[9]来评估，股骨柄假体置换后初始固定质量以Mulliken等^[10]标准进行评定，即假体在正、侧位X射线片上分别获得80%和70%以上的压配或充填率，假体在正位X射线平片上呈轻度外翻或中立位固定者为优或良，否则为差。

置换后股骨柄假体的生物学固定以Engh标准评定^[8]：①骨长入固定：假体无下沉，在假体周围几乎无或者很少有硬化线形成，多孔表面涂层区无X射线透亮线，涂层区的远端可见骨皮质肥厚、点焊征。②稳定的纤维固定：在假体周围有≤1 mm连续的与假体平行的X射线透亮线出现，呈非进展性。③假体不稳定：假体-骨界面的X射线透亮带在长度及宽度上持续性增加，假体持续下沉 >2 mm，或者出现新的内翻、外翻，整个假体周围由分散的> 1 mm的透亮线包绕，或出现涂层微粒脱落或假体断裂等。

股骨柄假体下沉采用D’Antonio法^[11]测量，即股骨柄假体顶部和大转子顶部的垂直距离持续增加且> 2 mm，可判定为下沉。

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讨论

发育性髋关节发育不良包括一组相关的疾病：髋关节不稳定、半脱位、脱位、髋臼发育不良。许多患者在儿童时期表现正常，随着年龄的增长逐渐出现半脱位，此时若不及时治疗部分患者易发展为完全脱位，往往到中青年时期继发创伤性髋关节炎，表现为劳累及远行后疼痛、跛行，病程进展快，痛苦大，严重者丧失劳动能力^[12] 。此时保守治疗往往难以奏效，治疗方法包括骨盆截骨，股骨截骨，髋关节融合和人工关节置换等。应用骨盆或股骨截骨对即发骨关节炎早期患者可减轻疼痛，但晚期患者疗效差。关节融合可明显改善疼痛，但对于下肢功能的保障，以及患者情感接受都不能达到理想的治疗效果。因此，全髋关节置换成为众多髋关节发育不良继发骨关节炎患者最好、最有效的选择^[13] 。
发育性髋关节发育不良患者髋臼的处理是全髋手术中难度最大的部分，臼杯位置的选择、是否植骨加盖、是否采用小臼杯加深、假体覆盖率等问题也就倍受争议^[14-15] 。
目前，已有多种技术应用于髋臼侧重建，包括自体结构植骨、髋臼高中心技术、特殊髋臼假体或髋臼内移技术等。尽管已证实采用髋臼高中心技术，术后髋关节功能恢复良好；但因为髋臼高中心不符合自然状态下的髋关节生物力学，其远期假体松动发生率较高。多数学者认为，髓臼假体应尽可能重建在真臼水平，以恢复髋关节的中心与力学特征。
随着20世纪80年代生物型假体的出现，髋臼重建时采用植骨加盖生物型全髋假体日渐增多。而对于生物型髋臼臼杯侧，即使植骨块发生部分吸收，仍然能在宿主骨与臼杯表面接触的部分，通过剩余植骨块的骨长入起到臼杯稳定和防止假体松动的作用。植骨加盖技术为髋臼臼杯提供了结构性支撑，使其位置能更加接近正常解剖位置，从而为将来的翻修提供充分的骨量。真臼处骨量的多少关系到臼杯被覆盖的面积大小，进而又直接影响到臼杯的长期稳定性。Gill等^[16]认为臼杯安装后覆盖臼杯的骨量至少为75%，若术中发现臼杯覆盖面积未达到稳定所需的程度，可考虑行自体股骨头移植来提高覆盖面积，最好选用股骨颈处的骨质。因为此处既有松质骨又有皮质骨，骨的质量优于病变的股骨头。
Chandle和Pennenberg等报告应用髋臼假体同时行大块植骨加盖时，其无菌性松动发生率为15%。强调髋臼坚实的植骨技术是获得手术成功的关键，供体骨与宿主骨体之间接触面必须仔细处理，以利愈合。Jida等对全髋关节置换中应用自体骨移植加盖增加髋臼包容性病例长期随访发现，髓臼骨移植加盖降低远期髋臼松动的危险，但骨移植覆盖髋臼面积应小于40%-50%，否则髋臼松动率提高^[17] 。
作者认为在髋臼侧植骨加盖时，钻多个小孔使其成为有出血的新鲜骨剖面，移植骨块用螺钉吲定，使梳骨块得到良好的力学支撑及充分的血供，以利于植骨块的稳定及同受骨区愈合。本组4例患者置换后虽发生植骨的骨吸收，但一年后又重新长入，表明关节置换后通过功能锻炼，在应力的作用下，重新出现了骨生长。
作者认为术前进行详细评估，制定周密的手术方案，采用髋臼植骨加盖技术，均可在真臼位置重建髋臼，个体化松解软组织。减少神经血管副损伤，临床疗效观察令人满意，但由于患者数量较少，期待更大样本量和更长时间的研究。

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