人工全髋关节翻修：85例随访

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.23.006

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：

人工全髋关节翻修：指初次人工全髋关节置换后因各种原因出现假体感染、假体骨折、假体松动、下沉、反复磨损等改变，从而导致髋关节功能障碍，需再次行关节置换手术。

摩擦性磨损：系指两个粗糙不平的表面发生相对滑动时，在硬度较弱的一侧产生划痕或切割，或在人工关节内，一个硬质材料的第三体颗粒陷入两个原始载荷之间，即可产生摩擦磨损，引起股骨头金属颗粒的产生。

摘要

背景：随着接受人工髋关节置换手术的数量逐年增加，因假体本身的寿命以及各种并发症的发生，需行人工全髋关节翻修手术的数量也呈上升趋势。

目的：探讨、分析人工全髋关节翻修术的原因、翻修假体临床应用、近期效果及相关翻修技术。

方法：回顾性分析85例全髋关节翻修术患者临床资料，23例患者翻修时采用生物型T.O.P髋臼杯(异体骨块植入)加聚乙烯内衬，51例钛网杯加用骨水泥固定，11例超大型臼杯；普通柄63例(其中47例采用骨水泥固定)，加长柄34例(组配型假体16例，18例骨水泥固定)，采用Harris评分评估翻修髋关节功能。

结果与结论：85例全部获得随访，平均随访30.2个月。①Harris评分：由术前平均30.07分，翻修术后增至平均90.32分；伤口愈合良好，无脱位、感染患者，并且髋关节功能活动获得了极大改善；②分析结果，假体的无菌性松动是翻修最主要原因，其次为假体的脱位；髋臼壁骨缺损以及股骨骨量减少是翻修过程中主要难题；术前对翻修术中可能出现的情况和意外做好充分准备，根据骨缺损情况合理选择假体，早期行人工全髋关节翻修获得良好的临床疗效。

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
ORCID: 0000-0001-7494-773X(李会杰)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 人工髋关节, 翻修术, 原因, 髋关节假体

Abstract:

BACKGROUND: With the prevalence of total hip arthroplasty, the demand for revision has been increased due to the prosthesis life and various complications.

OBJECTIVE: To retrospectively analyze the reasons and clinical effectiveness of revision, clinical application of revision prosthesis, and related revision techniques.

METHODS: Clinical data of 85 patients undergoing total hip revision were analyzed retrospectively. Among which, there were 23 cases of biological T.O.P acetabular cup (allograft bone graft) plus polyethylene liner, 51 cases of titanium mesh cup plus bone cement fixation, and 11 cases of common acetabular cup; common hip stem in 63 cases (including 47 cases of bone cement fixation); lengthened hip stem in 34 cases (16 cases of modular prosthesis and 18 cases of bone cement fixation). Subsequently, the hip function was assessed by Harris hip scores.

RESULTS AND CONCLUSION: All cases were followed up, and the mean follow-up was 30.2 months. (1) The average Harris hip scores changed from preoperative 30.07 to postoperative 90.32. The wound healed well, no dislocation or infection, and the hip function was improved significantly. (2) To conclude, aseptic loosening of the prosthesis is the main cause of reversion occurred, followed by prosthesis dislocation. Acetabular wall bone defect and decrease in bone mass are the main problems in revision. Adequate preoperative preparation for possible and unexpected events, and reasonable selection of prosthesis according to the bone defects will be helpful. Noticeably, early arthroplasty reversion will obtain good clinical efficacy.

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

Key words: Arthroplasty, Replacement, Hip, Hip Joint, Prosthesis Implantation

中图分类号:

R318

李会杰，鲍杰，高子梅. 人工全髋关节翻修：85例随访[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(23): 3640-3645.

Li Hui-jie, Bao Jie, Gao Zi-mei. Reversion after total hip arthroplasty: a follow-up of 85 cases[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(23): 3640-3645.

图/表（结果） 2

参考文献

[1] Witjes S, Schrier JC, Gardeniers JW,et al.Comlications with in two years after revision of total hip prostheses.Ned Tijdschr Geneeskd.2007;151(35):1928-1934.

[2] 周建生,王志岩,肖玉周,等.人工髋关节翻修旋转中心重建的临床研究[J].中华骨科杂志,2013.31 (5):475-480.

[3] Lennon AB,Britton JR,Mac Niocaill RF,et al.Predicting revision risk for aseptic lossening of femoral components in total hip arthroplasty in individual patients a finite element study. J Orthop Res.2007;25(6):779-788.

[4] Harris WH.Traumatic arthritis of the hip after dislocation and acetabular fractures: treatment by mold arthroplasty.An end-result study using a new method of result evaluation.J Bone Joint Surg Am.1969;51(4);57-70.

[5] 裴福兴.髋关节翻修术若干问题探讨[J].中华外科杂志,2009, 47:161-163

[6] 孙俊英.人工髋关节翻修手术学[M].北京:人民军医出版社,2012.

[7] Minoda Y, Kobayashi A, Sakawa A, et al. Wear particle analysis of highly crosslinked polyethylene isolated from a failed total hip arthroplasty.J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008;86(2):501-505.

[8] Min BW, Song KS, Bae KC, er al.Second-generation cementless total hip arthroplasty in patients with osteonecrosis of the femoral head.J Arthroplasty. 2008; 23(6):902-910.

[9] Ingham E,Fisher J.Biological reactions to wear debris in total ioint replacement.Proc Inst Mech Eng H.2000;214(1):21-37.

[10] Paprosky WG,Magnus RE.Principles of bone grafting in revision total hip arthroplasty: acetabular technique. Clin Orthop Relat Res.1994;298:147-155.

[11] Simon JP, Fowler JL, Gie GA, et al. Impaction cancellous grafting of the femur in cemented total hip reVision arthroplasty. In: Proceedings of the British Orthopaedic Association. J Bone Joint Surg Br.1991;73(Suppl 1): 73.

[12] Buttaro MA, Costantini J, Comba F, et al. The use of femoral struts and impacted cancellous bone allograft in patients with seVere femoral bone loss who undergo reVision total hip replacement: a three- to nine-year follow-up. J Bone Joint Surg Br. 2012;94(2):167-172.

[13] Halliday BR, English HW, Timperley AJ, et al. Femoral impaction grafting with cement in reVision total hip replacement: eVolution of the techniques and results. J Bone Joint Surg [Br],2003;85-B:809-817.

[14] Haddad FS, Duncan CP,Berry DJ,er al. Periprosthetic femoral fractures around well- fixed implants : ues of cortical onlay allografts with or without a plate. J Bone Joint Surg Am. 2002; 6: 945-950.

[15] 周永刚,金志刚,王岩,等,异体皮质骨骨支撑植骨在髋关节股骨翻修术中的应用[J/CD] .中华关节外科杂志:电子版,2008,2: 484-490.

[16] Lin YY, Yoo MC, Pei FX, et al. Cementless hemispheric acetabular component for acetabular revision arthroplasty . A 5-to 19-year follow-up study. J Arthroplasty .2008;23:376 -382.

[17] Romano CL, Gala L,Logoluso N,er al.Two-stage revison of septic knee prosthesis with articulating knee spacers yields better infection eradication rate than one-stage or two-stage revision with static spacers. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc.2012;20(12):2445-2453.

[18] Van Diemen MP, Colen S ,Dalemans AA, er al. Two-stage revision of an infected total hip arthroplasty : a follow-up of 136 patients. Hip Int.2013 [Epubb ahead of print].

[19] Choi HR, Kwon YM , Freiberg AA ,er al. Comparison of one-stage revision with antibiotic cement versus two-stage revision results for infected total hip arthroplasty . J Arthroplasty. 2013 [Epub ahead of print].

[20] Klouche S, Leonard P, Zeller V, et al. Infected total hip arthroplasty revision : one-or two-stage procedure? Orthop Traumatol Surg Res.2012;98:144-150.

[21] Singer J, Merz A,Frommelt L, er al. High rage of infection with one-stage revision of septic knee prostheses excluding MRSA and MRSE. Clin Orthop Relat Res. 2012 ;470:1461-1471.

[22] Lange J, Troelsen A, Thomsen RW, et al.Chronic infections in hip arthroplasties : comparing risk of reinfection following one -stage and two- stage revision:a systematic review and meta -analysis. Clin Epidemiol .2012;4:57-73.

引言

材料方法

1.1 设计 回顾性病例分析。

1.2 时间及地点 试验于2010年1月至2015年12月在河北医科大学第三医院骨科完成。

1.3 对象 85例已行人工全髋关节翻修患者，其中男性35例，女性50例，年龄29-86岁，平均61.82岁。

1.3.1 纳入标准 ①人工全髋关节置换后假体无菌性松动、假体周围感染、假体断裂、假体头碎裂、假体习惯性脱位及假体周围骨折者；②行人工全髋关节置换者；③患者对治疗方案完全知情同意。

1.3.2 排除标准 ①病历记载不完整或影像资料不全者；②失访者。

1.3.3 初次行人工全髋关节置换的原因 1例风湿性关节炎，2例股骨近端骨巨细胞瘤，1例强直性脊柱炎伴左髋关节强直，2例创伤性骨关节炎，32例股骨颈骨折，44例股骨头无菌性坏死，1例髋关节结核，2例髋臼发育不良。

1.3.4 初次人工全髋关节置换的假体 46例为生物型全髋关节，18例骨水泥型全髋，21例混合型全髋关节。

1.3.5 初次行人工全髋关节后至行翻修的时间 1年内19例，1-3年10例，3-5年11例，5年以上45例。

1.3.6 全髋关节翻修原因 52例无菌性松动(图1，2)，8例假体周围感染，1例假体断裂(内衬碎裂)(图3，1例假体头碎裂，13例假体习惯性脱位，10例假体周围骨折(图4)，全髋关节翻修原因构成比见图5。

1.4 材料 生物型全髋关节：包括股骨柄、球头、双极头、单极头、髋臼及髋臼螺钉。髋臼外杯材料为纯钛；股骨柄及髋臼螺钉材料为Ti6Al4V钛合金；球头、双极头外杯、单极头材料为铸造钴铬钼合金；双极头内衬及髋臼内衬材料为超高分子量聚乙烯；髋臼及股骨柄表面为纯钛涂层或羟基磷灰石涂层或经喷砂处理。

骨水泥型髋关节：常用的骨水泥固定的人工全髋关节有Charnley、Müller、Aufranc-Turner Calandruccio等类型。这些关节假体柄部上宽下窄，可将与骨水泥交界面的剪力变为压力；柄横断面常呈长方形，四角为钝角以免切割骨水泥；有些柄有纵沟以防柄部旋转；大部假体有颈托平台，有不同长度及直径的颈部；头的直径有22 mm、28 mm、32 mm 3种；髋臼杯为超高分子聚乙烯材料，呈半圆形；凸面有不同的沟槽以利骨水泥固定；杯周边镶有金属定位环。

1.5 方法

1.5.1 术前准备所有行人工全髋关节翻修的患者术前均常规进行血、尿常规、血沉、C-反应蛋白、血凝分析、生化等检查。术中均无菌提取关节液和滑膜组织进行细菌培养，并送病理检查。所有患者充分做好围手术期准备，对有合并症且决定行手术的患者，在术前应经过严格的内科治疗，将患者的身体调整到最佳状态；翻修术患者平均年龄较高，合并症较多，耐受力差，而手术操作复杂，需要时间较长，失血量较大，这就要求有经验的医师竟可能在短时间内迅速完成手术，否则直接影响患者术后的康复^[1]。本组8例假体周围感染患者均做到一期行清创+旷置术，术后选择敏感、大剂抗生素联合应用，术后3个月至半年待感染完全控制后，入院完善相关检查排除手术禁忌证，行二期翻修手术。

1.5.2 全髋关节翻修根据患者全身情况及麻醉医生的建议采用全身麻醉或者连续硬膜外麻醉，健侧卧位，沿原手术切开进入，根据实际情况可延长股骨远端手术切口大小，充分暴露髋关节周围组织结构，保护坐骨神经，清除关节周围瘢痕组织，对假体脱位时，应小心谨慎，防止医源性骨折现象的发生。骨刀在取髋臼杯时注意不能以骨床为支点，防止造成髋臼骨折。取出臼杯后，彻底清除髋臼内骨水泥碎片、肉芽组织及髋臼周围骨溶解组织，并要保留髋臼残存骨组织，根据Harris窝与内外切记^[2]，重建髋臼，恢复髋臼旋转中心。股骨端，取出假体柄后彻底清除髓腔内残留界膜与骨水泥残渣及远端塞，改变内壁表面硬化状态，重新暴露硬化表面下的骨小梁，否则髓腔内壁硬化，表面达不到机械稳定强度。由于骨髓腔的形状不规则，假体与骨水泥之间有着较紧密的结合，股骨假体柄取出困难是髋关节翻修术中常见的难题之一，同事也会造成骨量的丢失^[3]。若假体柄取出困难时，可行股骨近端部分截骨，切忌强力打拔假体柄，以免因骨质疏松致股骨近端爆裂型骨折。根据患者骨质及缺损情况选择合适的翻修假体，本组中23例患者翻修时采用生物型T.O.P髋臼杯(异体骨块植入)加聚乙烯内衬，51例钛网杯加用骨水泥固定(图6)，11例普通大头臼杯；普通柄63例(其中47例采用骨水泥固定)，加长柄34例(组配型假体16例，18例骨水泥固定)。

1.5.3 全髋关节翻修后处理术后全部给予留置负压引流管，在术后48 h内，引流量小于50 mL后，可拔出引流管。术后第1天皮下注射低分子肝素类预防下肢深静脉血栓形成，术后第2天帮助患者进行股四头肌功能锻炼，第3，4天可在床上坐起，但髋关节屈曲不能超过90°，防止脱位。术后5 d可尝试扶双拐行走，3个月后可全部负重行走。

1.6 主要观察指标 ①Harris评分^[4]，包括疼痛(0-44分)、功能(0-47分)、关节活动(0-5分)及畸形(0-4分)，总分100分，优为90-100分，良为80-89分，可为70-79分，差为< 70分；②影像学检查：透亮线、假体周围骨溶解、假体松动、内衬磨损的影像学征象；③并发症。

1.7 统计学分析 采用SPSS 21.0系统对85例患者术前Harris平分及末次随访Harris评分进行t 检验，进行卡方检验χ²来评价优良率。

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

讨论

与西方发达国家相比，虽然中国髋关节置换手术起步较晚，在最近10年多才获得广泛推广，但是中国人口基数大，近年来初次髋关节置换数量急剧增加，随之而来的是髋关节翻修病例也开始逐渐增加。初次全髋关节置换后翻修率各国报道不一，美国2002年报道的翻修病例占初次置换病例的71.5%，瑞典关节登记系统报道的翻修率为7.0%，澳大利亚关节登记系统报道的翻修率也达14%，国内尚缺乏相关的权威数据。国外文献报道翻修原因中，骨溶解假体松动约占70%，关节不稳占10%-15%，感染占5%-7%^[⁵^]。而本组病例中无菌松动占61.17%，关节脱位占15.29%，感染占9.41%。其中因假体磨损松动、脱位、感染导致翻修比例较高，说明国内在关节置换手术指证以及围手术期处理方面仍有待进一步提高。

早年曾被称之为“骨水泥病”(cement disease)的无菌性松动，是人工髋关节置换术后失败的重要原因之一。引起人工髋关节假体松动的原因很多，常见原因是假体设计、假体材质、手术方式、假体-骨界面的锚固不紧密及磨损颗粒等，其中占主导地位的磨损颗粒假说认为，由各类磨损颗粒诱导的系列生物学反应，如异物反应和炎症等，均可导致假体周围骨溶解的发生。因此，磨损颗粒被认为，在骨溶解的发生发展中起关键作用^[⁶^]。骨溶解引起的假体松动是由细胞介导的对假体磨损颗粒的炎症反应所导致。假体周围产生的磨损颗粒引起异物性肉芽反应，刺激吞噬细胞分泌大量促进骨吸收的细胞因子和炎症介质如前列腺素E2、肿瘤坏死因子、白细胞介素1β及白细胞介素6，激活破骨细胞，造成假体松动^[^7-8^]。而且行全髋关节置换患者多伴有骨质疏松症，假体周围骨吸收后容易造成骨缺损，从而给翻修带来极大困难。

骨缺损的处理及假体选择髋臼骨缺损的修复重建是翻修手术重要步骤。处理髋臼侧骨缺损可有多种方法，如使用骨水泥填充、自体髂骨移植、异体颗粒骨打压植骨、巨大非水泥髋臼固定及髋臼加强杯等。骨水泥填充方法应用有限，仅在于髋臼骨缺损就轻时采用，因为骨水泥是通过与松质骨之间形成良好的微锁作用起到固定作用，而翻修手术中髋臼侧的骨质多为硬化面存在。异体骨结构性植骨、骨水泥型臼杯以及加强环重建髋臼近期效果良好，但远期结果较差^[9]。
针对Paprosky分Ⅰ型缺损主要特征是维持髋臼窝总体形态的骨性结构仍完整无损，仅在原骨水泥的柱形锚固区存在小范围的包容性骨缺损，因此无需结构性植骨。

翻修手术类似首次全髋置换术，采用半球状微孔涂层臼杯置入，即可获得理想的髋臼覆盖和初始固定。有时可采用较大规格的臼杯假体，配合异体颗粒骨填充性植骨可获得满意疗效。本组23例采用此方法，临床疗效满意。
    IIA型缺损主要特征是髋关节中心上移，但上移距闭孔线上方的距离< 3 cm。骨缺损主要位于髋臼的上内侧，使松动臼杯常移向残留髋臼内上方的腔隙性缺损。通常采用：①异体颗粒骨；②翻修臼杯高位髋关节中心固定；③采用异体股骨头行结构性植骨，以增强重建髋臼上方的缺损区，然后采用较大规格的翻修臼杯行压配式置入。
    IIB型缺损：主要病理特征是髋关节中心上移距离仍< 3 cm，松动臼杯常移向髋臼的上外侧。上方髋臼唇的缺损范围常< 1/3髋臼周径，缺损大多为非包容性。但残留的髋臼前、后唇和髋臼的前、后柱仍能维持翻修臼杯的支撑固定。可采用异体股骨头或股骨髁修剪成“7”字形，然后将“7”字形股骨头或髁短臂横行部分置入髋臼的缺损区，纵向长臂部分置入髋臼以外区域，而“7”字形两臂交角部分通常放置在相当于负重区髋臼唇的上方，最后用骨松质螺钉贯穿“7”字形股骨头长臂部分与髋臼上方的髂骨固定^[10]。
    IIC型缺损主要特征骨缺损位于髋臼内侧壁，松动髋臼杯常跨越Kohler线向内侧移位，但髋臼唇尚完整无损，能足以支持翻修臼杯。采用异体颗粒骨打压移植于髋臼内侧缺损处。髋臼锉反转打压，以重建髋臼窝。
    IIIA型缺损主要是翻修臼杯与残留髋臼接触界面可高达总微孔涂层面积40%-60%，残留髋臼与翻修臼杯涂层这一接触面积可确保假体能够获得可靠的永久生物型固定。髋臼唇缺损范围通常> 1/3髋臼周径，但< 1/2髋臼的周径。缺损主要位于髋臼的10-2点钟范围。松动臼杯上移距离超过闭孔线上3 cm。坐骨呈轻度至中度骨溶解，溶解范围在闭孔线下方15 mm内。泪点常不完全破坏，内侧支存在，松动臼杯位于Kolher线以外，或接近，而髂坐线和髂耻线完整无损。对这类缺损将远侧股骨髁，或近侧胫骨髁修剪成“7”字形，然后移植于髋臼外侧，借助骨松质螺钉或重建钢板将植骨块与髋臼上方髂骨固定。
   IIIB型缺损特征翻修臼杯与残留髋臼接触界面< 40%。髋臼唇缺损将> 1/2髋臼周径，缺损区主要位于9-5点钟的范围。坐骨溶解范围更广，常超过闭孔线下方15 mm，泪点完全破坏，松动臼杯跨越Kohler线内移，髋关节中心上移距离已超过闭孔线上方3 cm以上。此型缺损常存在隐性骨盆失连征的高风险，如果已存在骨盆失连征，应采用重建钢板固定髋臼后柱。此外，也可采用增强杯跨越髋臼上方和下方骨折段，用螺钉固定髂骨和坐骨。当置入髋臼内臼杯试件稳定性差时，通常采用大块异体骨行结构性植骨重建增强型臼杯固定。

股骨骨缺损重建：对股骨侧骨缺损的重建最常用、最有效的方法就是植骨，那么植骨包括：选择颗粒骨打压植骨、大段同种异体骨移植、皮质骨结构植骨等方法修复骨缺损。Simon等^[¹¹^]首次将打压植骨技术用于股骨侧严重骨缺损重建，经72例应用，随访满1年的38例资料显示效果肯定。此后，Buttaro等^[12]对24例股骨骨缺损的患者行打压植骨术，术后随访3-9年，无一例发生不良反应。打压植骨翻修手术的优点是能更好的重建骨缺损。由于打压置入股骨髓腔内的异体颗粒骨能与自体骨产生骨整合，并可再血管化复活、力学重建，最终骨缺损修复。Halliday等^[13]研究中出现异体颗粒骨骨改建区域达整个Gruen分区的1/3，出现骨皮质愈合区域占整个骨皮质缺损区的87%，表面打压植骨在骨缺损重建中有重要意义。在股骨翻修时，皮质骨板不但可以为骨缺损区域有效地提供机械支撑，而且皮质骨骨板与宿主骨愈合后可以提高骨储备量，应用于严重的股骨侧骨缺损修复和假体周围骨折效果良好^[1⁴^-1⁵^]。对于预期寿命较短的老年患者，骨水泥翻修柄可以即刻获得稳定，有利于早期完全负重活动，减少长期卧床并发症，临床短期随访效果满意^[1⁶^]。

感染翻修感染是关节置换术后的灾难性并发症，感染导致翻修在中国占有较大比例。本组病例中因感染翻修占9.41%。对于假体周围感染病例，究竟选择二期翻修还是一期翻修，学术界尚未达成共识。二期翻修因感染控制率较高，为大多数学者推崇^[1⁷^-¹⁸^]。然而，一期翻修因手术次数少，住院时间短、抗生素使用时间短、成本效益高，逐渐成为感染翻修的主流，并且感染控制率并不比二期翻修差^[1⁹^-²¹^]。最新系统回顾显示，与一期翻修相比，二期翻修感染控制率名优明显优势^[²²^]。一期翻修成功关键在于选择合适病例及术中彻底清创，对于存在骨质破坏或未明确病原菌的病例，更适合二期翻修。

综上所述，髋关节翻修是一项艰难挑战，需要术前认真准备和术中仔细操作，同时应该规范手术适应证，尽量选择耐磨损界面和固定良好假体，减少磨损引起的骨溶解和假体松动，严格定期随访。然而人工髋关节翻修术中仍有一些问题没有很好解决。因为骨缺损常常是复杂的，尤其是髋臼侧，采用定制假体难以精确匹配，因而利用计算机辅助设计与计算机辅助加工技术进行术前准备可减少手术难度及风险。研制新型材料使耐磨性能更加完善以减少聚乙烯磨屑及假体各组合部件之间的磨损。就临床而言，改进及完善重建方式，使假体不易发生松动、植骨融合率高、不发生植骨溶解，是今后的研究方向之一。

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