非骨水泥假体翻修失败的骨水泥型人工髋关节：中期效果评价

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.04.004

摘要/Abstract

摘要：

背景：非骨水泥假体在初次人工髋关节置换中已取得了很好的疗效，但在翻修术特别是在失败的骨水泥型假体翻修过程中的应用效果仍有待观察。

目的：观察以非骨水泥假体翻修失败的骨水泥型人工髋关节的中期效果。

方法：对1997年11月至2013年2月以非骨水泥假体对失败的骨水泥型人工髋关节翻修的41例(47髋)患者进行随访，其中翻修骨水泥柄24髋、骨水泥臼23髋。随访X射线片上的假体变化情况，对髋关节行Harris功能评定并分析假体生存率。

结果与结论：共33例38髋获得随访，随访时间1.3-14.8年，患者的平均Harris评分由术前的34分(11-66分)增加到末次随访时的85分(55-94分)，差异有显著性意义(P < 0.01)。36髋(95%)假体获得良好稳定性；2髋发生骨溶解并假体移位(股骨1髋，髋臼1髋)需要再翻修；9髋发生异位骨化(24%)。聚乙烯衬垫年平均磨损量为0.08 mm(0-0.25 mm)，磨损率仅与外展角变化存在相关性(P < 0.01)。以影像学证明假体松动作为失败标准，利用Kaplan-Meier生存分析法计算非骨水泥假体7年总体存活率为89%，其中髋臼假体和股骨假体的存活率分别为93%及92%。提示用非骨水泥假体对失败的骨水泥型人工髋关节进行翻修能有效地修复骨缺损并达到令人满意的中期临床效果。

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, 人工假体, 人工髋关节置换, 关节成形术, 翻修术, 骨水泥, 非骨水泥, 中期效果

Abstract:

BACKGROUND: The uncemented prosthesis in primary total hip arthroplasty has obtained good outcomes, but its application in revision especially in failed cemented hip arthroplasty deserves further investigations.
OBJECTIVE: To observe the mid-term results of uncemented revision of failed cemented hip arthroplasty.
METHODS: 41 patients (47 hips) with uncemented revision of failed cemented hip arthroplasty were followed up from November 1997 to February 2013. In the 47 hips, 24 hips replaced the cemented stem component while 23 hips underwent the cemented acetabular revision. Prosthesis change was observed in radiographs. Harris functions were evaluated and prosthesis survival rate was analyzed.
RESULTS AND CONCLUSION: A total of 33 patients (38 hips) were followed up for 1.3-14.8 years. The mean preoperative Harris hip score increased from 34 (range, 11-66) points to 85 (range, 55-94) points at the time of final follow-up (P < 0.01). 36 hips (95%) had an excellent stability. Osteolysis and migration of the prosthesis were seen in 2 hips (1 in acetabulum and 1 in femur), which needed re-revision. Heterotopic ossification developed in 9 hips (24%). The mean polyethylene liner wear was 0.08 mm (range, 0-0.25 mm) per year. The wear rate only correlated with changes of abduction angle of the acetabulum (P < 0.01). Imaging verified that loosening served as a failure criterion. Kaplan-Meier survival analysis was used to calculate uncemented prosthesis for 7 years and showed that total survival rate was 89%. The survival rates of acetabular prosthesis and femoral prosthesis were respectively 93% and 92%. Results indicated that uncemented prosthesis could deal with the problem of bone deficiency and obtain satisfactory mid-term clinical results in revision of failed cemented hip arthroplasty.

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, Replacement, Hip, Prosthesis Implantation, Follow-Up Studies

中图分类号:

R318

李朋，朱智奇，侯明，史占军. 非骨水泥假体翻修失败的骨水泥型人工髋关节：中期效果评价[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(4): 510-515.

Li Peng, Zhu Zhi-qi, Hou Ming, Shi Zhan-jun. Uncemented prosthesis revision of failed cemented hip arthroplasty: mid-term results [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(4): 510-515.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析 纳入行人工髋关节翻修的41例47髋患者中33例38髋得到完整随访资料，末次随访前死亡4例4髋(均与关节置换术无关)，失访4例5髋，随访时间1.3-14.8年。

2.2 临床评估结果 手术平均耗时159 min，术中平均出血量为1 020 mL，输血761 mL，术后给予抗生素常规治疗3-5 d。髋臼侧行髋臼加强环重建的患者在术后早期扶拐进行非负重锻炼，其余患者均于术后3 d开始逐渐下地进行负重功能锻炼。大于40岁的患者术后常规使用低分子肝素抗凝预防深静脉栓塞，未采取任何措施预防术后异位骨化。患者平均住院24 d。

在获得随访的33例38髋中，患者的平均Harris评分由术前的34分(11-66分)增加到末次随访时的85分(55- 94分)，两者比较差异有显著性意义(P < 0.01)；末次随访时目测类比评分平均为2.4分(0-7分)；术后平均弃拐时间为3.2个月。

术前所有患者均有中-重度疼痛，末次随访时，25髋无疼痛，9髋时有隐痛，轻度疼痛3髋，中度疼痛1髋。末次随访时，所有患者血沉、C-反应蛋白、血常规检查正常，局部软组织无肿胀和压痛。未出现症状性深静脉血栓或神经损伤。

2.3 并发症 本组患者1例行Muller型髋臼加强环翻修后3年发生深部感染性松动行2期再翻修，再翻修后4年随访假体稳固，感染未复发(图1)。1例患者股骨假体远端穿出股骨皮质而需再翻修，但患者无任何临床症状，拒绝再翻修(图2)。

2.4 放射学评估 33例38髋获得完整的影像学资料，其中36髋(95%)假体获得良好稳定性，未发生固定物松动、下沉及植骨吸收。1髋在髋臼2，3区出现髋臼骨溶解并假体移位而需要再翻修(图1)，1例患者股骨假体远端穿出股骨皮质，且在股骨1区出现透亮线而需再翻修(图2)。9髋(24%)发生异位骨化，其中Brooker1级2髋，2级4髋，3级3髋。

聚乙烯衬垫平均磨损0.28 mm(0.02-0.87 mm)，年平均磨损量为0.08 mm(0-0.25 mm)。磨损量与性别、体质量、身高均无相关性，仅与外展角变化有关(P < 0.01)。

2.5 典型病例 典型病例翻修前后的X射线片见图3，4。

2.6 统计学结果 Kaplan-Meier生存分析表明，将放射学上证明假体松动而需要翻修作为失败的标准时，非骨水泥假体术后7年存活率为0.89(95%CI，0.81-0.97)，其中髋臼假体和股骨假体的存活率分别为0.93(95%CI，0.87-0.99)和0.92(95%CI，0.85-0.99)，见图5。

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引言

人工全髋关节置换已被证实对许多髋关节疾病有良好的治疗作用，但随着时间的推移，一些早期置入人体的关节不可避免地出现了假体松动、下沉、位移及骨溶解等并发症而需要进行翻修。而且，随着全髋关节置换的适应证进一步扩大到年轻患者及某些对髋关节功能要求较高的患者，翻修术将会进一步增加，而翻修术即使对一些有经验的术者都具有相当的挑战性^[1-3]。

对初次置换使用非骨水泥假体的患者进行髋关节翻修时，原关节假体的取出相对简便，骨缺损程度相对较轻，一般具备再次使用非骨水泥假体的骨质基础。而一些患者初次置换时使用的是骨水泥型假体，除外假体自身松动造成的骨溶解，翻修时为了去除骨水泥，有时还需行股骨截骨或损伤部分髋臼骨质，导致这些假体的翻修常常伴随着较严重的骨溶解及骨缺损，给翻修造成较大的困难，影响假体的初始稳定性。非骨水泥型假体在初次人工全髋关节置换中的应用效果良好，但在失败的骨水泥型髋关节的翻修术中的应用效果仍有待观察。

文章回顾性分析南方医院关节外科自1997年以来41例47髋采用非骨水泥型假体对失败的骨水泥型人工髋关节进行翻修患者的病例资料，随访1.3-14.8年，分析非骨水泥假体翻修前后的Harris髋关节评分以及随访X射线片上的假体变化情况，利用Kaplan-Meier法进行生存分析，将放射学上证明假体松动而需要翻修作为失败的标准，比较髋臼、股骨、总体假体生存率。旨在分析使用非骨水泥假体对失败的骨水泥型人工髋关节进行翻修的中期临床效果，探讨非骨水泥假体能否有效地解决骨水泥型假体取出后遗留的骨缺损，为失败的骨水泥假体翻修的假体选择提供参考。

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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材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于1997年11月至2013年2月在广州南方医科大学附属南方医院关节外科完成。

对象：用非骨水泥假体对41例患者的47个失败的骨水泥型髋关节行人工髋关节翻修。其中男30髋，女17髋；平均年龄55岁(21-77岁)。失败的原关节假体：采用骨水泥型全髋关节21髋，混合型全髋11髋，骨水泥型双极股骨头12髋，骨水泥型单极股骨头3髋。

诊断标准：人工全髋关节置换后假体松动，髋部或大腿疼痛，X射线见假体周围骨溶解、假体移位或假体周围骨折。

纳入标准：①患者符合髋关节翻修的诊断标准。②初次置换采用骨水泥髋关节假体。③患者髋臼及股骨有不同程度或位置的骨缺损。④患者对治疗及试验方案知情同意，且得到医院伦理委员会批准。

排除标准：①初次置换采用非骨水泥假体者。②适合用骨水泥假体翻修者。

翻修距原置换术6个月-20年，平均6.1年。翻修原因：无菌性松动23髋，感染性松动5髋，髋关节疼痛不伴明显假体松动10髋(均为人工股骨头置换后患者)，合并股骨假体周围骨折5髋，关节脱位2髋，髋关节僵直2髋。在翻修术的47个髋关节中，翻修骨水泥柄24髋，骨水泥臼23髋。

材料：髋臼侧翻修采用纯钛螺旋臼(BICON-Plus^®，Rotkreuz，Switzerland)或半球形髋臼假体固定，双锥面螺旋臼增强的螺纹自攻能力使螺纹的尖端能旋穿软骨下骨的硬化带而与松质骨相接。根据术中骨缺损情况选择Muller型(Centerpulse公司)或Burch-Schneider型(BS臼罩，Centerpulse公司)髋臼加强环覆盖骨缺损区域。

股骨侧翻修采用无级递增型钛合金假体加长柄(SLR-Plus^®，Rotkreuz，Switzerland)，由钛铝铌合金(Ti-6Al-7Nb)制成，具有良好的生物相容性，其弹性特性使得它比其他材料有更好的骨结合性，而整个假体柄表面喷涂后形成的4-6 μm粗糙表面，加强了骨-柄结合性从而增加稳定性。具有双锥面结构，长度181-227 mm，假体截面呈矩形。

方法：

翻修方法：所有手术均采用患者平卧位，髋关节外侧入路常规暴露髋关节。分析术前X射线片，根据Paprosky分类方法对髋臼骨缺损进行评估，大致确定假体大小及手术方案。本组23个需翻修的骨水泥髋臼中，Paprosky Ⅰ型骨缺损9髋, Ⅱ型8髋，Ⅲ型6髋。术中取出原假体、彻底清除髋臼骨水泥并处理骨床后根据骨缺损情况决定假体选择。对6髋PaproskyⅢ型骨缺损采用颗粒+结构骨植骨、髋臼加强环重建髋臼，其余病例均用纯钛螺旋臼或半球形髋臼假体固定，对其中14髋行颗粒性植骨。

在44髋需翻修的骨水泥柄中，对无明显松动的15髋采用大转子延长截骨的方法取出假体并清理骨水泥，截骨时外侧截骨块宽度约为近端股骨干直径的1/3，然后复位劈开的骨片、纯钛捆绑带(CCG-Plus^®，Rotkreuz，Switzerland)固定，压配式髓腔锉扩髓，置入无级递增型钛合金翻修加长柄，翻修柄远端超过截骨远端长度至少为股骨直径2倍。对29髋假体柄明显松动者取出假体及骨水泥后重新以髓腔锉扩髓并置入SLR-Plus^®柄，对骨缺损明显者行假体周围结构性植骨，捆绑带固定。

对感染性松动病例，根据术前全身情况及局部感染程度的分析：对无全身急性感染征象、无伤口窦道流脓、软组织水肿不明显并有足够用于假体固定的骨量的3髋进行1期翻修；而对术前窦道内脓液多且有全身感染迹象、术中关节周围脓性液体较多，或软组织冰冻结果提示有急性炎症活动的2髋，则行2期翻修。

术后随访：随访时对患者进行目测类比评分并对患髋进行Harris评分，抽血检查血沉和C-反应蛋白，了解体内是否存在感染迹象。拍摄患髋标准正、侧位片，对比术前、术后和末次随访时X射线片。分析透亮线、骨溶解的发生率，按Delee-Gruen分区法进行描述^[4]；采用Dorr法进行聚乙烯内衬磨损测量^[5]。

主要观察指标：末次随访时患髋的Harris评分，假体周围透亮线及骨溶解的发生部位及发生率，以及异位骨化的发生部位及发生率。

统计学分析：所有影像数据由2名医师进行分析，用SPSS 13.0对数据进行统计学分析，对所有配对资料采用配对t 检验，利用相关分析研究影响聚乙烯内衬磨损的因素，将P < 0.05认为差异有显著性意义。回顾术中及术后并发症，利用Kaplan-Meier法进行生存分析，将放射学上证明假体松动而需要翻修作为失败的标准，比较髋臼、股骨、总体假体生存率。

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讨论

3.1 翻修的原因 本组病例中最常见的翻修原因是无菌性松动(49%)及股骨头假体与髋臼骨摩擦引起的疼痛(21%)。20世纪末期，国内不少患者接受了全髋关节置换手术但主要使用的是骨水泥型假体，当时骨水泥技术落后，许多患者股骨髓腔内的骨水泥填充不均匀，主要集中在髓腔上部，而髋臼侧的骨水泥也固定不良。同时由于磨损产生的聚乙烯碎屑沿骨水泥周围扩散，引起广泛的假膜反应以及大量骨质溶解吸收，因而容易过早出现假体松动现象。人工股骨头置换后，有许多患者始终存在髋部疼痛的问题，尤其是当所选股骨头与髋臼匹配不良时，不但疼痛严重，而且头臼之间压力分布不均，髋臼骨质很易产生磨损，数年内就可能会将髋臼底磨穿^[6]。 3.2 髋臼侧翻修 髋关节翻修时髋臼窝植入骨床多数已经完全硬化，骨水泥与骨床之间难以达到良好的黏附，再行骨水泥髋臼假体翻修的失败率较高。对髋臼骨缺损，臼缘完整，假体可被骨性髋臼缘环抱的包容性骨缺损或缺损较小的节段性骨缺损，经适当的非结构性植骨后，可使用非骨水泥型髋臼杯，其中、远期效果较好^[7]。对骨缺损在PaproskyⅡb型以下的患者，使用Zweymüller双锥面螺旋臼增强的螺纹自攻能力使螺纹的尖端能旋穿软骨下骨的硬化带而与松质骨相接，结合颗粒骨植骨往往能取得良好的效果。寇伯龙等^[8]及Schröder等^[9]报道应用Zweymüller双锥面螺旋臼进行翻修，术后中期假体存活率为95%以上。本组病例中15髋使用双锥面螺旋臼进行翻修，随访期内未出现假体松动，髋臼植骨处愈合良好。

而对PaproskyⅢ型的骨缺损患者，常有缺损量大且不规则的特点，普通结构性或颗粒性植骨难以起到稳定髋臼假体的作用，常需使用髋臼加强环重建髋臼顶部，结合植骨恢复髋臼结构。髋臼加强环能为髋臼假体提供最大的支撑，维持正常的髋关节旋转中心，有助于降低假体上的应力集中并能对移植骨提供机械性保护和即刻稳定。髋臼加强环采用非骨水泥固定方式，通过适度的压配合作用以及数枚松质骨螺钉的进一步加强固定使之与髋臼骨质达到牢固的结合^[10]。植骨一般使用自体骨结合同种异体骨，同种异体骨植骨来源量大，是目前处理髋臼侧严重骨缺损的常用方法。Van der Donk等^[11]采用异体颗粒植骨处理髋臼侧骨缺损，发现骨移植后12个月时松质骨与宿主骨融合，36个月时已有重新塑形。叶一林等^[12]对18例髋臼骨缺损患者采用自体、异体混合颗粒植骨术，术后3-6个月X射线检查可见髋臼植骨区骨长入，1年后植骨区骨整合良好，平均随访6.5年见假体与骨床间无透亮线，原骨缺损区骨质得到修复，并认为植骨中加入的自体骨可促进植骨区骨长入。Schneider等^[13]使用髋臼加强环及双动头骨水泥假体翻修，随访8年假体存活率达95.6%。黄强等^[14]用髋臼加强环对翻修时巨大骨缺损患者进行翻修，平均随访5.8年，所有病例植入的异体骨均与宿主骨融合，未见髋臼加强杯移位、螺钉断裂、进展性透亮线以及骨水泥断裂发生。Schlegel等^[15]报道使用髋臼加强环进行298例髋臼翻修，随访0-17年，术后5年及8年假体存活率为分别为94%和89%，他认为髋臼加强环的中远期结果是可接受的，但移植骨塌陷、吸收以及深部感染等因素仍是导致假体失败的主要原因。

本组6例使用髋臼加强环翻修的患者中5例采用自体骨移植，对于缺损量较大的病例采用取髂骨植骨的方法，其中2例患者因同时做对侧髋关节置换而取对侧股骨头进行植骨；1例因股骨颈肿瘤切除后股骨缺损太大而采用异体骨植骨。末次随访时所有患者均可见移植骨块存活，与周围骨质紧密融合，有效地处理了取出骨水泥假体后形成的骨缺损。本组病例23髋更换髋臼假体后平均随访7年的假体生存率为93%，与文献报道大致相当。1髋术后出现骨溶解与糖尿病未得到良好控制相关。作者认为术前、术中准确评估骨缺损程度并选择合适的假体至关重要，而围手术期对一些基础病(如糖尿病)的控制则为手术的成功提供必要的保障。

3.3 股骨侧翻修 在髋关节翻修术时，假体柄周围常有不同程度的结构性骨缺损，仅留下一光滑、硬化的髓腔，失去了骨水泥固定所需的松质骨小梁，使得骨水泥型翻修假体效果不佳。虽然第3代骨水泥技术提高了骨水泥假体翻修术的成功率^[16]，但Dohmae等^[17]报道在髋关节翻修时如再次使用骨水泥型假体，骨水泥与骨接口的结合强度降低至仅为初次髋关节置换时的6.8%-20.6%。此外，大转子延长截骨后如使用骨水泥假体，骨不愈合率比非骨水泥假体高 3倍之多^[18]。因此，更多的学者认为在髋关节翻修术中采用非骨水泥型假体优于骨水泥型假体，并可使将来的再翻修手术容易些。孙俊英等^[19]对比分别使用现代骨水泥及非骨水泥假体进行髋关节股骨侧翻修，发现非骨水泥组疗效显著优于骨水泥组。

牢固固定的骨水泥假体柄取出较困难，目前主要通过股骨开窗或大转子延长截骨的方式去除骨水泥^[20]。股骨开窗法成功率高，发生骨折的风险小，基本不影响翻修假体的初始稳定。而大转子延长截骨能有良好充分的手术显露、彻底安全的取出假体、最大限度的保存股骨骨量和外展肌功能，有时还能纠正股骨畸形，最终使新的翻修假体植入后获得稳定的固定^[21]。本组病例中均通过大转子延长截骨的方式取出假体及骨水泥。行大转子延长截骨时，应尽量行外侧截骨而非前侧截骨以降低骨不愈合率，翻修假体柄远端超过截骨远端长度应大于股骨直径2倍，外侧截骨块宽度应该达到近端股骨干直径1/3，而用捆绑带固定比用钢丝固定能获得更好的稳定性^[22]。

由于翻修时多数时候股骨近端存在腔隙型或节段型骨缺损，近端固定型非骨水泥型假体并不适合于股骨翻修，而远端固定的广泛涂层翻修假体及组配式翻修假体具有既可承受轴向压力，也可承受抗旋转扭力的特点，还可以方便地调整前倾角，应用于具有良好骨量的股骨，可提供即刻假体稳定，并为骨长入创造了条件^[23]。SLR-Plus^®柄由钛铝铌合金(Ti-6Al-7Nb)制成，柄的长度181-227 mm，且整个假体柄表面喷涂后形成的4-6 μm粗糙表面，使得其具有良好的生物结合性从而增加稳定性^[24]。即使在骨水泥全髋置换后存在较大的骨缺损，通过远端锚定股骨干骨皮质也能获得股骨近端的稳定性，其双锥面矩形结构能与股骨髓腔紧密压配，除能够控制假体下沉外，还能很好地控制假体在髓腔内的旋转不稳定，结合假体周围植骨及捆绑带固定劈开的股骨，确保假体上下段均能与股骨之间紧密压配的同时在髓腔内留下足够的空间，利于髓内血管的生长，甚至对80岁以上的老人进行翻修都能取得良好的结果^[25]。Korovessis等^[26]用SLR柄进行翻修，随访10年假体生存率为95%。St?drý等^[27]报道用SLR-Plus^®翻修柄可对股骨近端骨缺损达小转子平面下5 cm之内的患者进行良好的翻修。本组病例中，行大转子截骨的病例未出现骨不愈合，SLR-Plus^®翻修柄的7年生存率为92%，与文献报道相当。

3.4 不足之处 本研究存在一定局限性。首先是病例数相对较少，41例患者中只有33例获得随访，这也提示加强关节置换后患者随访的迫切性。其次是本研究为回顾性研究，未设立临床对照组，研究分析结果只能与文献报道结果相比较。

本组临床结果及以往文献显示，应用非骨水泥假体对失败的骨水泥型髋关节假体进行翻修，术中对骨缺损进行细致的评估并选择合适的假体固定，术后进行正确的功能恢复锻炼，能有效地修复骨缺损并达到令人满意的中期临床效果。

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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