解剖型生物固定股骨柄假体的设计特征与临床应用效果

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2014.40.006

摘要/Abstract

摘要：

背景：Ribbed解剖型生物固定柄设计符合股骨生物力学特性，具有初始稳定性好、骨长入快及应力遮挡低等优点，获得满意的临床疗效。

目的：探讨Ribbed解剖型生物固定股骨柄假体(Ribbed柄)的设计特征及其与临床疗效的关系。

方法：对2010年3月至2012年3月因髋关节疾病采用Ribbed柄行全髋关节置换的患者进行回顾性分析。共获完整资料者52例(52髋)，男20例，女32例；置换时年龄22-78岁，平均59岁。随访时间2-4年。评估置换前后Harris评分、置换后大腿疼痛率、术中骨折发生率、切口愈合情况、脱位及翻修等。影像学重点评估股骨柄髓腔充填率、股骨柄假体下沉、假体周围放射学透亮线、骨长入、应力遮挡及骨溶解等。

结果与结论：术中股骨骨折发生率为6%；所有切口均一期愈合；无髋关节脱位及翻修病例；大腿疼痛率为6%，均于置换后1年消失；末次随访时，平均Harris评分由置换前48分提高到末次随访时96分。置换后X射线片示所有患者股骨髓腔充填满意，平均充填率：正位片上干骺端、中段和远端分别为91%，88%和86%，侧位片上干骺端、中段和远端分别为88%，85%和81%；末次随访时，49髋(92%)为稳定性骨长入固定，3髋为稳定性纤维长入固定，股骨侧及髋臼侧假体周围均未见骨溶解；5髋(10%)发生股骨柄假体下沉，但均小于2 mm；所有患者均出现不同程度的应力遮挡现象，其中1度31髋、2度19髋、3度2髋，无4度应力遮挡发生。提示Ribbed柄设计符合生物学固定要求，具有初始稳定性好、骨长入快及应力遮挡低等优点，可获得满意的临床疗效。

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

全文链接：

关键词: 植入物, 人工假体, 全髋关节置换, 解剖型, 股骨柄, 生物学固定假体

Abstract:

BACKGROUND: Ribbed anatomic femoral stem meets the biomechanical features of the femur, and has achieved satisfactory clinical efficacy with good initial stability, rapid bone growth and low stress shielding.

OBJECTIVE: To evaluate the design features and clinical results of the cementless anatomic Ribbed femoral stem (Ribbed stem) in total hip arthroplasty.

METHODS: We retrospectively analyzed 52 patients (52 hips) with hip joint disease who were treated with Ribbed stem in total hip arthroplasty between March 2010 and March 2012. There were 20 males and 32 females. The mean age was 59 years (range 22-78 years). The mean follow-up was 3.1 years (range 2-4 years). The preoperative and postoperative Harris hip scores, the rate of postoperative thigh pain, the incidence of intraoperative femoral fracture, wound healing, dislocation and revision were recorded. Radiographic evaluation was used to evaluate the rate of stem fill, subsidence of femoral stem, periprosthetic radiolucent line, bone ingrowth, stress shielding, and osteolysis.

RESULTS AND CONCLUSION: The incidence of intraoperative femoral fracture was 6%. All incisions were healed. There were no cases of hip dislocation and revision; the rate of thigh pain was 6%, no patient had thigh pain after 1 year postoperatively. The mean preoperative Harris hip score was 48 points, which improved to a mean of 96 points at the final follow-up. Postoperative X-ray showed that all patients had a satisfactory femoral fill in both planes and all of the femoral stems were well-fixed at the final follow-up. The average filling rate was 91%, 88% and 86% by normotopia imaging, while 88%, 85% and 81% by lateral imaging, at the metaphysic, middle and distal ends respectively. At the final follow-up, 49 hips (92%) showed stable bone ingrowth, 3 hips showed stable fiber ingrowth. No osteolysis around the components at the femur or acetabulum was observed. 5 (10%) hips appeared the subsidence of femoral stems, which were < 2 mm. The stress shielding phenomenon occurred in all patients, including first-degree in 31 hips, second-degree in 19 hips, third-degree in 2 hips, and fourth-degree in no case. Experimental findings indicate that, Ribbed stem with a rational design can achieve satisfactory clinical outcomes with good initial stability, rapid bone growth and low stress shielding.

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

全文链接：

Key words: arthroplasty, replacement, hip, hip prosthesis, prosthesis design, follow-up studies

中图分类号:

R318

蒋涛，孙俊英，查国春，游镇君，王涛. 解剖型生物固定股骨柄假体的设计特征与临床应用效果[J]. 中国组织工程研究, 2014, 18(40): 6425-6431.

Jiang Tao, Sun Jun-ying, Zha Guo-chun, You Zhen-jun, Wang Tao. Design features and clinical results of anatomic femoral stem in total hip arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2014, 18(40): 6425-6431.

图/表（结果） 1

2.1 参与者数量分析 按照意向性处理，截止随访末期，52例应用Ribbed柄全髋关节置换的患者均进入结果分析，无脱落。

2.2 临床疗效 术中出现股骨骨折3例，所有骨折均获骨性愈合。

平均Harris评分由置换前48分(18-63分)提高到末次随访时96分(71-100分)；置换后3例(6%)出现大腿痛(2例轻度、1例中度疼痛)，但均于置换后1年消失。末次随访时，术中发生骨折患者与未发生骨折患者的Harris评分差异无显著性意义(P > 0.05)。

2.3 影像学结果

置换前X射线片显示股骨髓腔类型：Dorr A型41髋(79%)、Dorr B型5髋(10%)、Dorr C型6髋(12%)。置换后即刻X射线片示：股骨假体中立位46髋(89%)、内翻(< 4°)2髋(4%)、外翻(< 4°)4髋(8%)；所有患者股骨髓腔充填满意，平均充填率：正位片上干骺段、中段和远段分别为91%，88%和86%，侧位片上干骺段、中段和远段分别为88%，85%和81%；髋臼杯平均外展角和前倾角分别为41° (31°-51°)和14°(7°-19°)。

采用陶瓷对陶瓷摩檫界面45髋(均采用BETA髋臼杯)，聚乙烯对陶瓷界面7髋(均采用T.O.P髋臼杯)，36 mm股骨头35髋，28 mm股骨头17髋。陶瓷均为德国CeramTec公司生产的第4代纳米复合陶瓷(Biolox Delta)，随访中无陶瓷碎裂。

末次随访时，49髋(92%)为稳定性骨性长入固定(点焊征位于2区28髋、3区8髋、5区9髋、6区19髋)，3髋为稳定性纤维长入固定。股骨和髋臼假体均未观察到连续性X射线透亮线。髋臼侧，1髋(2%)显示宽度为0.7 mm的不连续X射线透亮线，位于Ⅱ区；股骨侧，8髋(15%)在假体周围显示宽度< 2 mm的不连续X射线透亮线，其中Ⅰ区5髋、Ⅱ区1髋、Ⅲ区2髋、Ⅶ区7髋。股骨侧和髋臼侧假体周围均未显示骨溶解。

末次随访时，5髋(10%)发生股骨柄假体下沉(Dorr A型1髋、Dorr B型3髋、Dorr C型1髋)，但无一髋显示下沉>2 mm；所有患者均出现不同程度的应力遮挡现象，其中1度31髋、2度19髋、3度2髋，无4度应力遮挡发生。

共9髋(17%)出现异位骨化，其中1度5髋，2度4髋，未出现3度或4度异位骨化。

2.4 典型病例 女性患者，52岁，左髋关节疼痛活动受限，诊断为左先天性髋关节脱位，患者采用Ribbed股骨柄假体置入治疗，随访4年，假体位置良好，无松动表现(图4)。

2.5 不良事件 纳入患者术中出现股骨骨折3例(6%)，1例发生于股骨近段扩髓时，另2例发生于安装假体时。3例骨折中，1例为股骨大转子骨折(采用钢丝捆扎)，余2例均发生于股骨矩，其中Mallory Ⅰ型骨折1例(无需钢丝捆扎)、Mallory Ⅱ型骨折1例(采用钢丝捆扎)、未发生Mallory Ⅲ型骨折；术中未出现骨皮质穿透性骨折或股骨干部骨折；包括转子下截骨1例；所有骨折均获骨性愈合。未出现感染、脱位和神经血管损伤等并发症。

参考文献

[1] 孙俊英.人工髋关节翻修手术学[M].1版. 北京：人民军医出版社, 2012:2.
[2] ]Khanuja HS, Vakil JJ, Goddard MS, et al. Cementless femoral fixation in total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2011;93(5):500-509.
[3] Issa K, Pivec R, Wuestemann T, et al. Radiographic fit and fill analysis of a new second-generation proximally coated cementless stem compared to its predicate design. J Arthroplasty. 2014;29(1):192-198.
[4] Hwang BH, Lee WS, Park KK, et al. Straight tapered titanium stem with alumina bearing in cementless primary total hip arthroplasty: a minimum 5-year follow-up. J Arthroplasty. 2011; 26(8):1310-1317.
[5] 刘明,王岩,陈继营,等.1436髋Ribbed假体单中心应用分析[J].中国矫形外科杂志,2008,16(14):1051-1053.
[6] 史庆轩,李佩佳,孙磊,等.662髋Ribbed假体中远期临床疗效观察[J].中国矫形外科杂志,2012,20(15):1370-1373.
[7] 雷光华,曾凯斌,李康华,等.解剖型非骨水泥全髋人工关节置换术近中期疗效研究[J].中国修复重建外科杂志,2007,21(3):244- 246.
[8] Sweetnam DI, Lavelle J, Allwood WM, et al. Poor results of the Ribbed Hip System for cementless replacement. J Bone Joint Surg Br. 1995;77(3):366-368.
[9] Petrou G, Gavras M, Diamantopoulos A, et al. Uncemented total hip replacements and thigh pain. Arch Orthop Trauma Surg. 1994;113(6):322-326.
[10] Kärrholm J, Snorrason F.Subsidence, tip, and hump micromovements of noncoated ribbed femoral prostheses. Clin Orthop Relat Res. 1993;(287):50-60.
[11] Tonino AJ, Therin M, Doyle C. Hydroxyapatite coated femoral stems: Histology and histomorphometry around five components retrieved at postmortem. J Bone Joint Surg Br. 1999;81(1):148-154.
[12] Herrera A, Panisello JJ, Cegoñino EL, et al. Densitometric and finite-element analysis of bone remodeling further to implantation of an uncemented anatomical femoral stem. Revista Española de Cirugía Ortopédicay Traumatología (English Edition)。 2008;52(5):269-282.
[13] 周一新.骨科标准新突破手术技术指导规范-《人工髋、膝关节置换术》解读[J].中国卫生标准管理,2011,2(4):72-74.
[14] Mallory TH, Kraus TJ, Vaughn BK. Intraoperative femoral fractures associated with cementless total hip arthroplasty. Orthopedics. 1989;12(2):231-239.
[15] Kim YH, Park JW, Kim JS. Cementless metaphyseal fitting anatomic total hip arthroplasty with a ceramic-on-ceramic bearing in patients thirty years of age or younger. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(17):1570-1575.
[16] 魏召劝,孙俊英,查国春,等.采用高交联聚乙烯与传统聚乙烯髋臼内衬行人工全髋关节置换的比较研究[J].中国修复重建外科杂志,2013, 27(12): 1414-1418.
[17] Dorr LD. Total hip replacement using APR system. Tech Orthop. 1986;1:22-34.
[18] Kim YH, Kim VE. Uncemented porous-coated anatomic total hip replacement. Results at six years in a consecutive series. J Bone Joint Surg Br. 1993;75(1):6-13.
[19] Gruen TA, McNeice GM, Amstutz HC. "Modes of failure" of cemented stem-type femoral components: a radiographic analysis of loosening. Clin Orthop Relat Res. 1979;(141): 17-27.
[20] DeLee JG, Charnley J. Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement. Clin Orthop Relat Res. 1976; (121):20-32.
[21] Engh CA, Bobyn JD, Glassman AH. Porous-coated hip replacement. The factors governing bone ingrowth, stress shielding, and clinical results. J Bone Joint Surg Br.1987; 69(1): 45-55.
[22] Nishino T, Mishima H, Kawamura H, et al. Follow-up results of 10-12 years after total hip arthroplasty using cementless tapered stem -- frequency of severe stress shielding with synergy stem in Japanese patients. J Arthroplasty. 2013; 28(10):1736-1740.
[23] Engh CA, Bobyn JD. The influence of stem size and extent of porous coating on femoral bone resorption after primary cementless hip arthroplasty. Clin Orthop. 1988;(231):7-28.
[24] Brooker AF, Bowerman JW, Robinson RA, et al. Ectopic ossification following total hip replacement: incidence and a method of classification. J Bone Joint Surg. 1973;55(8): 1629-1632.
[25] McLaughlin JR, Lee KR. Total hip arthroplasty with an uncemented tapered femoral component in patients younger than 50 years. J Arthroplasty. 2011;26(1):9-15.
[26] Tarala M, Janssen D, Verdonschot N. Balancing incompatible endoprosthetic design goals: a combined ingrowth and bone remodeling simulation. Med Eng Phys. 2011;33(3):374-380.
[27] Kaneuji A, Sugimori T, Ichiseki T, et al. Cementless anatomic total hip femoral component with circumferential porous coating for hips with developmental dysplasia: a minimum ten-year follow-up period. J Arthroplasty. 2013;28(10): 1746-1750.
[28] Loughead JM, O'Connor PA, Charron K, et al. Twenty-three-year outcome of the porous coated anatomic total hip replacement: a concise follow-up of a previous report. J Bone Joint Surg Am. 2012;94(2):151-155.
[29] Galante J, Rostoker W, Lueck R, et al. Sintered fiber metal composites as a basis for attachment of implants to bone. J Bone Joint Surg Am. 1971;53(1):101-114.
[30] Engh CA, O’Connor D, Jasty M, et al. Quantification of implant micromotion, strain shielding, and bone resorption with porouscoated anatomic medullary locking femoral prostheses. Clin Orthop Relat Res. 1992;(285):13-29.
[31] Pilliar RM, Lee JM, Maniatopoulos C. Observations on the effect of movement on bone ingrowth into porous-surfaced implants. Clin Orthop Relat Res. 1986;(208):108-113.
[32] Jasty M, Bragdon C, Burke D, et al. In vivo skeletal responses to porous-surfaced implants subjected to small induced motions. J Bone Joint Surg Am. 1997;79(5):707-714.
[33] Soballe K. Hydroxyapatite ceramic coating for bone implant fixation. Mechanical and histological studies in dogs. Acta Orthop Scand Suppl. 1993; 255:1-58.
[34] Melero H, Fargas G, Garcia-Giralt N, et al. Mechanical performance of bioceramic coatings obtained by high-velocity oxy-fuel spray for biomedical purposes. Surface Coatings Technology. 2004;242:92-99.
[35] Surmenev RA, Surmeneva MA, Ivanova AA. Significance of calcium phosphate coatings for the enhancement of new bone osteogenesis--a review. Acta Biomater. 2014;10(2): 557-579.
[36] 孙俊英.人工关节有关基础与临床问题[J].中华创伤杂志,2007, 23(11):801-804.
[37] Berend KR, Lombardi AV Jr. Intraoperative femur fracture is associated with stem and instrument design in primary total hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2010;468(9):2377-2381.
[38] Santori FS, Chera S, Moriconi A, et al. Results of cementless prosthesis with different types hedroxyapatite-coating. Orthopedics. 2001;24(12):1147-1150.
[39] Gosens T, Van Langelaan EJ, Tonino AJ. Cementless Mallory-head HA-coated hip arthroplasty for osteoarthritis in hip dysplasia. J Arthroplasty. 2003;18(4):401-410.
[40] Rüdiger HA, Betz M, Zingg PO, et al. Outcome after proximal femoral fractures during primary total hip replacement by the direct anterior approach. Arch Orthop Trauma Surg. 2013; 133(4):569-573.
[41] Lindahl H.Epidemiology of periprosthetic femur fracture around a total hip arthroplasty. Injury. 2007;38(6):651-654.
[42] Dalury DF, Kelley TC, Adams MJ. Modern Proximally Tapered Uncemented Stems Can Be Safely Used in Dorr Type C Femoral Bone. J Arthroplasty. 2012;27(6):1014-1018.

引言

材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：病例来自于2010年3月至2012年3月在苏州大学附属第一医院骨科。

对象：在苏州大学附属第一医院接受Ribbed柄(均为羟基磷灰石喷涂表面)全髋关节置换的患者52例52髋，男20例，女32例；置换时年龄22-78岁，平均59岁；体质量44-78 kg，平均(62±13) kg；身高145-178 cm，平均(161±9) cm；体质量指数22-36 kg/m²，平均(24±4)kg/m²。置换前诊断：髋关节发育不良16例，股骨头缺血坏死14例，股骨颈骨折11例，髋关节创伤后关节炎8例，强直性脊椎炎3例。随访时间2-4年。

诊断标准：遵守卫生部发布《人工髋、膝关节置换术》(WS/T335-2011)中的全髋关节置换的诊断标准^[13]：①关节破坏的X射线改变。②有中度到重度持续性疼痛。③长期保守治疗得不到实质性改善。

纳入标准：①既往均无手术史及其他关节病史。②美国麻醉师协会(American Society of Anesthesiologist，ASA)分级小于Ⅲ级。③有告知同意权力并配合的能力。全部获得临床和影像学随访。全髋关节置换均采用改良Hardinge 入路，由同一高年资医师完成。

排除标准：髋关节肿瘤、髋关节结核、化脓性髋关节炎、强直性脊柱炎病例以及心脑肾严重病变不能耐受置换者，失访及死亡患者。

材料：Ribbed柄有左右之分，每侧各有10个假体型号，并由股骨柄、可拆卸领托及大转子螺钉3部分组成。其材质为钛合金(Ti-6AI-4V)，颈干角有126°和135° 2种设计(本组患者均采用135°)，假体长度范围150-170 mm，股骨颈锥度为12/14 mm，假体自带股骨颈前倾角，术中无需设置股骨颈前倾角，假体近段外侧设计有大转子凸起，并配有螺钉孔，大转子螺钉可以经此孔拧入股骨大转子(图1)。

Ribbed柄近段2/3部分表面处理有2种形式，分别为孔隙直径约70 μm微孔表面和在此微孔表面基础上采用电化学法喷涂羟基磷灰石，羟基磷灰石涂层厚度为20 μm。电化学喷涂相比传统喷涂，能够保留假体表面孔隙结构及羟基磷灰石涂层与空隙接触面更加紧密，远段1/3采用高抛光设计面，横截面近似梯形(图2)。

Ribbed柄矢状面呈S形弯曲，与股骨的生理弯曲相匹配，使假体始终处在股骨中心，其优点使应力分布更均匀，避免应力集中；假体近段采用深沟槽设计(图3)。

方法：

全髋关节置换方法：所有手术均在全麻下进行，取健侧卧位，改良Hardinge入路逐层切开显露髋关节，切除前方关节囊。显露髋关节，取屈曲、内收、外旋位脱出股骨头，小转子上1.0-1.5 cm处行股骨颈截骨。如合并髋关节屈曲、缩短畸形，应选择适当的软组织松解。清除关节盂唇和卵圆窝内软组织，取髋臼锉由小至大磨挫髋臼，并根据末次髋臼锉直径选择适当的金属臼杯置入髋臼内，安放臼杯内衬。接着行股骨侧髓腔扩髓，置髋关节于屈曲，内收、外旋位，依次用矩形开口器行髓腔开口，软管髓腔扩大器和髓腔锉扩髓，由小至大，满意后植入与髓腔锉规格相应的股骨柄假体。安装股骨头试模后复位，试活动髋关节，如无不稳现象，更换合适颈长的股骨头假体。复位后安置引流管，逐层缝合伤口，辅料覆盖包扎。

围置换期处理：麻醉前0.5-1 h常规使用头孢1代抗生素，置换后继续使用2 d。常规预防深静脉血栓形成(利伐沙班，置换后6 h口服10 mg，以后1次/d，10 mg/次，共用药2-6周)。如果患者采用大直径股骨头(36 mm)，则鼓励患者于置换后第2天在助行器辅助下行走；如果患者采用28 mm股骨头，则鼓励患者于置换1周后在助行器辅助下行走；期间行股四头肌静力性肌肉收缩功能锻炼及其他关节功能锻炼。如果术中出现股骨近段裂纹骨折，则下地行走时间推迟至置换后4-6周；如果术中行转子下截骨，则根据置换后X射线片显示的骨折愈合满意度，决定何时下地负重行走。

主要观察指标：患者于置换后6周、3个月、1年、以后每年进行临床和影像学评估1次。置换前、后的临床功能评估采用Harris评分；置换后大腿疼痛采用目测类比评分法评估(0分无痛，1至2分轻度疼痛，3至4分中度疼痛，5-10分重度疼痛)。记录术中骨折(根据Mallory分型标准^[14])、置换后切口愈合、脱位等并发症。

影像学评估：测量臼杯的前倾角和外展角^[15-16]、股骨髓腔形态采用Dorr分型^[17]、股骨柄髓腔充填率采用Kim标准^[18]，股骨柄假体下股骨柄假体下沉依据置换后即刻片和末次随访片中股骨头中心到小转子尖的改变距离。

股骨侧假体周骨溶解采用Gruen分区描述^[19]，髋臼侧采用DeLee-Charnley分区描述^[20]。股骨柄假体的生物学固定采用Engh标准评定^[21]，分为稳定性骨长入固定、稳定性纤维长入固定及X射线松动，即X射线片上观察到股骨假体周围出现连续性透亮带并且宽度>2 mm，呈进行性发展，股骨假体进行性下沉> 2 mm。臼杯假体松动定义为臼杯位置(垂直方向、内侧和/或外侧)改变大于2 mm或正侧位X射线片显示连续放射学透亮线大于2 mm^[17]。

患者于末次随访时(至少置换后2年或以上)评估应力遮挡发生情况，并采用Engh影像学分级标准^[21-22]。采用至少2年以后评估应力遮挡主要是因为股骨柄假体置入后应力遮挡主要发生在置换后2年，以后基本不再进展^[23]。异位骨化采用Brooker分级标准^[24]。

统计学分析：采用SPSS 18.0软件进行统计分析。数据以x(_)±s表示，组间比较采用配对t 检验；P < 0.05表示差异有显著性意义。

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

全文链接：

讨论

3.1 生物固定型假体的设计原则和应用由于最初骨水泥固定型股骨柄假体的临床疗效较差，特别是年轻和活动量大的患者则更差，由此促进了生物固定型假体的兴起^[25]。生物固定型股骨柄假体的生存率主要依赖于假体的材质、几何形态设计，和假体表面骨长入、骨贴附的处理^[26]。

通常认为理想的生物固定型股骨柄假体设计必须满足以下条件：①合理的几何形态设计，有利于置入髓腔内的股骨柄假体，能获得理想的充填和压配，进而获得理想的初始稳定。以确保骨-假体界面之间的微动控制在 40-150 μm之内，最佳微动< 40 μm。这一微动幅度被认为将有利于假体表面的骨长入^[27-30]。②合理的载荷传递，以确保股骨柄假体置入后能获得适宜的、符合生理状态下的载荷传递，即载荷由股骨近段传向股骨干远段，避免或减少应力遮挡性骨吸收^[12]。③假体-骨的弹性模量差必须最小化，以减低术后大腿疼痛率及骨吸收^[26]。③合理的表面处理，包括对假体表面行微孔涂层，或微孔+羟基磷灰石涂层等处理，以促进骨长入。Ribbed柄的设计被认为完全符合上述原则，因此，以往的临床应用均取得了满意疗效^[5-7^，^9]。一些文献报道如以任何原因翻修作为终点，则10-20年假体生存率可高达83%-100%^[5-7^，^27-28]。本研究资料显示，置换后Harris评分较置换前显著提高，至今未见假体松动，也未见因松动需行翻修手术者，表明Ribbed柄确能取得满意疗效。

3.2 Ribbed柄设计特点与疗效关系 Ribbed柄采用了有利于获得良好初始稳定(轴向和旋转稳定性)的以下设计，如矢状面呈“S”形、假体远和近段同时匹配、前后表面采用深沟槽设计、大转子凸起及大转子螺钉。“S”形的的弯曲设计与股骨髓腔的生理弧度相匹配，使假体应力分布均匀，无应力集中点，假体近段采用微孔表面或羟基磷灰石喷涂，而远段为抛光面，这一设计特征能促进近段骨长入，以获得近段骨性固定和远段滑动匹配，使术后载荷传递与术前生理载荷传递相似，应力传导接近于生理状态，更加符合股骨的生物力学特性；假体表面的深沟槽设计能够增加假体与股骨的接触面积，一方面使假体的弹性模量降低约30%，减少应力遮挡，另一方面增加假体与骨松质的接触面积促进骨小梁长入；大转子凸起及大转子螺钉可以使假体置入后获得即刻稳定并抗旋转，增加初始稳定，使假体不产生异常应力传递。本组患者置换后假体下沉率低、骨长入固定率高达92%、大腿疼痛发生率低且短暂，置换后发生应力遮挡程度较低，表明Ribbed柄所具有的上述设计特征有利于获得理想的轴向和旋转初始稳定^[31-32]。

非骨水泥固定型股骨假体的长期稳定，需借助微孔涂层区的骨长入来实现。研究表明骨长入的微孔直径以50-200 μm最佳^[33]，Ribbed柄的近段涂层处理有两种方法，一种是纯钛微孔表涂，该涂层孔径约70 μm，另一种是双涂层，即在纯钛微孔涂层的表面，附加了20 μm厚的的羟基磷灰石涂层。由于羟基磷灰石为脆性材料，故涂层过厚易剥脱，过薄易被吸收，仅20 μm厚度被认为最为理想，因这一厚度既可避免剥脱，又可避免过早吸收^[34-35]。此外，该假体的羟基磷灰石涂层还采用了电化学法喷涂，优点是可以维持羟基磷灰石表面的微孔结构，使喷涂层与空隙的接触面更加紧密，促进骨长入^[36]。研究表明，多孔喷涂假体与骨界面间隙< 50 μm才能获得骨长入，而羟基磷灰石喷涂，即使界面间隙> 1 mm或微动> 500 μm时，仍可获得稳定的骨长入固定^[6]。另外羟基磷灰石喷涂还具有封闭假体-骨界面间隙，阻止聚乙烯微粒进入股骨髓腔，减少聚乙烯微粒引起股骨远端骨溶解^[6]。本组结果及既往研究均已证实Ribbed柄的近段羟基磷灰石涂层确实具有上述优越性^[5-7^，^9]。但也有学者认为Ribbed柄疗效较差，早期失败率高^[8^，^10]。Sweetnam等^[8]报道12例采用Ribbed柄行全髋关节置换的患者，随访72-93个月，有7例发生假体松动。作者认为其疗效差的原因与其患者所使用的Ribbed柄假体为早期设计，其近段没有采用羟基磷灰石涂层有关。

Berend等^[37]报道184例(212髋)的结果，显示大腿疼痛率为4.9%，骨吸收6.1%。Santori等^[38]报道88例(96髋)的研究结果，显示无羟基磷灰石涂层与羟基磷灰石涂层处理的股骨柄假体的大腿疼痛发生率分别为15%和1.5%，骨吸收发生率为16.7%和7.1%，相关文献报道生物型全髋关节置换后发生大腿痛最常见的原因是股骨柄假体存在轴向和旋转不稳及假体-骨之间弹性模量差异大^[17]。Ribbed假体近段羟基磷灰石涂层、远段抛光面处理，使假体近段易于获得骨性固定、远段易于获得滑动匹配，有助于应力传递，以降低股骨柄远段的应力遮挡和术后大腿疼痛发生率；表面的深沟槽设计增加了假体与骨松质接触面积，降低假体30%的弹性模量，促进骨小梁长入，使假体早期获得骨性固定，是降低大腿疼痛和骨吸收发生率的重要因素。本组患者置换后发生应力遮挡的严重度和大腿疼痛发生率均较低，且均在置换后1年消失，表明Ribbed柄的设计特征既有助于假体能获得理想的初始稳定和永久骨性固定，还有利于减少大腿疼痛和骨吸收发生率。

3.3 使用Ribbed柄并发症预防及体会生物型固定假体的术中并发症主要是股骨骨折，因其初始稳定取决于假体-骨之间获得足够的压配，故相对骨水泥型，生物型固定假体术中股骨骨折发生率明显增高(0.1%-1% vs. 1.5%-27.8%)^[39-41]。影响术中股骨骨折是多因素的，包括手术入路、骨质量及股骨畸形等^[39-41]。尽管多数骨折预后良好，但其常需额外手术程序，对术后早期恢复不利，故术中应尽力避免骨折。

为了预防术中股骨骨折，要注意以下几点：①术前应拍摄包括2/3股骨的髋关节正侧位片，以了解髓腔形态，排除股骨近端畸形，以免术中因畸形导致股骨骨折。②由于Ribbed柄近端外侧设有大转子凸起以增加假体旋转稳定性，然而这一设计也易导致股骨大转子骨量丢失和骨折，因此在股骨扩髓时，髓腔开口要紧靠大转子，开口方向与股骨髓腔方向一致，通常选择股骨转子窝处。③术中无需设置股骨前倾角，顺着髓腔扩髓即可，否则导致股骨前倾角过大，不但可以引起股骨骨折，还易导致术后脱位。④髓腔锉由小到大逐级扩髓，假体表面深沟槽内取股骨头和开口器内松质骨填充。而一些学者建议术前应模板测量并确定股骨假体型号^[5^，^8]，术中直接采用与假体同型号髓腔锉一次完成扩髓，以减少松质骨丢失。但是此法常可导致股骨近端骨折，特别是伴有骨质疏松的老年女性患者(本组早期2例即为一次扩髓，导致骨折)。作者认为采用深沟槽植骨法，同样可以保留松质骨，增强压配稳定，避免术中骨折。⑤术者要熟悉不同手术入路，对骨折的影响。本组采用改良Hardinge入路，此入路要求不能过分内收、外旋髋关节，否则易致大转子骨折(本组1例，即为内收、外旋过大导致)。⑥近段髓腔锉扩髓及植入最终假体时，均需缓慢打击，因为骨组织为黏弹性组织，有适应过程，如果扩髓过快，易导致股骨骨折。

一些学者认为Ribbed柄仅适合髓腔为Dorr A型和Dorr B型患者^[5-6]，而不适合Dorr C型。他们可能认为Dorr C型髓腔大、骨质量差，影响假体表面骨形成，然而多数学者认为假体表面采用微孔表面及羟基磷灰石涂层，Dorr C型髓腔也可获得稳定性骨长入^[42]。本组6髋Dorr C型患者，置换后假体均获得生物学固定，未出现假体下沉超过2 mm者。因此作者认为Ribbed柄对髓腔形态无特别要求。

综上所述，Ribbed解剖型生物固定柄设计合理，具有初始稳定性好、骨长入快及应力遮挡低等优点。如置换技巧掌握适当，即可有效减少术中并发症，获得满意的临床疗效。

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
全文链接：