髋臼结构性植骨重建关节置换治疗髋臼发育不良伴骨关节炎

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.31.003

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

人工髋关节置换：是现阶段治疗髋部疾病的的主要手段，是临床应用的常见标准型手术，在初次人工髋关节置换手术治疗时，由于患者髋臼发育不良，在手术过程中安放髋臼假体时极可能遇到骨缺损、髋臼浅平等问题，在应用髋臼结构性假体支撑过程中，具有恢复下肢长度、增加髋臼骨量等优点。

髋臼发育不良：股骨头髋臼覆盖量减少是导致髋臼发育不良发生与发展的重要病理基础，极易导致股骨头前外侧移位并增强不稳定性，导致髋关节改变其负重状态。正常情况下，髋臼顶与股骨头应力分析较为平均，但当髋臼发育不良时，其负重应力多集中在臼外缘至头顶中部，在髋臼边缘形成剪力，若剪力持续存在，可能导致髋臼唇院软组织失代偿并撕裂。

摘要

背景：髋臼发育不良是临床中常见髋关节疾病，可能引起患者髋关节的生物力学平衡受到破坏，加速髋关节机械磨损，可能诱发髋关节骨关节炎。人工全髋关节置换是现阶段治疗的首选手段。

目的：探讨髋臼结构性植骨重建全髋关节置换对髋臼发育不良伴骨关节炎患者的临床应用效果。

方法：50例髋臼发育不良伴骨性关节炎患者，依照Crowe标准，分为CroweⅠ型11例、CroweⅡ型16例、CroweⅢ型19例、CroweⅣ型4例，均采用髋臼结构性植骨重建全髋关节置换治疗；治疗前及治疗结束后6个月时观察并记录患者疼痛及功能恢复情况、Harris髋关节功能评分、生活质量评价。

结果与结论：①治疗后CroweⅠ型、CroweⅡ型、CroweⅢ型、CroweⅣ型患者Harris评分均显著升高(P < 0.05)；②治疗后所有患者疼痛及行走情况均显著改善(P < 0.05)；③治疗后患者生理机能、生理职能、躯体疼痛、健康状况、精力、社会功能、情感职能及精神健康等生活质量有明显改善(P < 0.05)；④结果说明，采用髋臼结构性植骨重建全髋关节置换髋臼发育不良伴骨关节炎，可使得髋臼杯放置更为合理，提供更好的髋臼假体支撑，恢复下肢长度并增加髋臼骨量，并对改善患者疼痛及髋关节功能，提高患者生活质量具有较好的临床疗效。

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: 0000-0002-2852-1137(唐旭)

关键词: 骨科植入物, 人工假体, 髋臼, 骨重建, 关节置换术, 髋臼发育不良, 骨关节炎

Abstract:

BACKGROUND: Acetabular dysplasia is commonly seen in hip diseases, which can lead to biomechanical imbalance of the hip joint and accelerate the hip worn, further inducing hip osteoarthritis. At present, total hip arthroplasty is the preferred.

OBJECTIVE: To investigate the clinical efficacy of total hip arthrolasty plus acetabular structural bone grafting in the treatment of acetabular dysplasia combined with osteoarthritis.

METHODS: Fifty cases of acetabular dysplasia combined with osteoarthritis were enrolled, including 11 cases of Crowe I, 16 Crowe II, 19 Crowe III and 4 Crowe IV, and all were treated with total hip arthrolasty plus acetabular structural bone grafting. The pain, functional recovery, Harris hip score, and quality of life were recorded at baseline and 6 months after treatment.

RESULTS AND CONCLUSION: After treatment, (1) the Harris hip scores in the patients with Crowe I, II, III, and IV acetabular dysplasia were significantly increased (P < 0.05); (2) the pain and walking were significantly improved in all patients (P < 0.05); (3) the patients’ physiological function, physiological function, body pain, health, energy, social function, emotional function and mental health were significantly improved (P < 0.05). (4) These results elaborate that total hip arthrolasty plus acetabular structural bone grafting to treat acetabular dysplasia combined with osteoarthritis, can obtain appropriate acetabular cup placement, excellent prosthesis supporting, restore limb length and increase acetabular bone mass. Therefore, it significantly improves patients’ pain and hip function, thereby improving patients’ quality of life and achieving satisfactory treatment outcomes.

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: Acetabulum, Bone Remodeling, Arthroplasty, Replacement, Hip, Osteoarthritis, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

唐旭. 髋臼结构性植骨重建关节置换治疗髋臼发育不良伴骨关节炎[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(31): 4933-4938.

Tang Xu. Total hip arthrolasty plus acetabular structural bone grafting for acetabular dysplasia combined with osteoarthritis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(31): 4933-4938.

图/表（结果） 1

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引言

材料方法

1.1 设计 病例分析。

1.2 时间及地点 病例来源于2014年1月至2016年1月间简阳市人民医院收治的髋臼发育不良伴骨性关节炎患者。

1.3 对象 经本院伦理委员会批准，选取同期简阳市人民医院骨科收治的髋臼发育不良伴骨性关节炎患者50例，其中女性37例，男性13例；患者年龄31-65岁，平均年龄(46.38±6.12)岁；病程(189.47±12.18)个月；双侧病灶16例，单侧病灶34例；Harris评分^[5](40.98±4.29)分；依照Crowe标准^[6]，11例CroweⅠ型、16例CroweⅡ型、19例CroweⅢ型、4例CroweⅣ型。

1.3.1 入组标准 ①患者无外伤史；②患者临床症状及表现符合Crowe分型^[4]：髋关节不全脱位，小于50%为Ⅰ型；髋关节不全脱位，50%-75%为Ⅱ型；髋关节不全脱位，75%-100%为Ⅲ型；髋关节完全脱位，及不全脱位＞100%为Ⅳ型；③患者X射线检测记过显示Sharp角度大于45°，CE角度低于20°；④患者精神正常并配合本组研究；⑤患者对本研究知情并签署知情同意书。

1.3.2 排除标准若患者符合如下任一标准则将其排除出本组研究：①患者体内激素水平异常；②患者年龄低于25周岁；③患者存心脑血管疾病；④患者主动申请退出本组研究。

材料：DePuy假体(美国强生公司)非骨水泥型假体。

1.4 方法

1.4.1 术前准备本组研究中所有患者术前均使用X射线对患者的骨盆及股骨全长进行检查，行髋CT检查，3D重建对病变程度、髋臼与股骨的解剖变异程度等情况进行分析，明确真臼与周围骨质情况。

1.4.2 髋臼结构性植骨重建人工全髋关节置换患者均行硬膜外麻醉，取健侧卧位，后选取髋关节后外侧作为手术入路。手术过程中松解髋关节周围软组织并确定真臼位置，后彻底清除臼内软组织，后重建髋臼。以髋臼前后壁的具体情况确定适当的假体类型型号，依照宿主骨包容髋臼杯外上缘情况进行重建。本组研究中患者髋臼杯外上缘非包容范围大于5 mm，均采用结构性植骨重建关节置换进行治疗。

将截取下来的股骨头重新修整值适当形状，使用松质骨螺钉将其固定在髋臼外上缘，后使用臼锉将臼窝锉磨至光滑完整，可使得髋臼试模被完全包容，使用同种异体颗粒骨填塞入植骨块与髂骨间的腔隙中。将生物型髋臼假体置入并使用松质骨螺钉加以固定，股骨侧应保留保持15 mm且呈15°前倾角左右的股骨距，扩髓后将股骨头置入并试模复位。复位后髋关节过度紧张或复位困难时，保持张力平衡后探查软组织并进行松解。

1.4.3 关节置换后处理所有患者均在术后使用抗生素进行干预，预防术后感染，并给予抗凝治疗14 d，预防形成下肢深静脉血栓。置换后12-24 h拔除引流。若患者术中采用软组织松解则在术后患者保持屈膝90°，髋关节内收位并轻度屈曲7 d。关节置换后三四周时可扶拐下地并适度练习髋外展，6-8周后开始逐步负重训练，保证骨长入，避免纤维骨痂因微动长入，而使假体使用寿命缩短，同时在非负重状态下鼓励患者锻炼股四头肌。

1.4.4 评估标准 ①Harris 髋关节功能评分，Harris评分得分越高，关节功能恢复越好，其中评分在90分及以上为优，80-89分为良好，70-79分为可，低于70分为差；②生活质量评价^[7]：生活质量采用使用SF-36生活质量评价量表进行评价，该量表包括生理功能(physical functionling, PF)、生理智能(role-physical，RP)、总体健康(general health，GH)、躯体疼痛(bodily pain，BP)、精神健康(mental health，MH)、情感职能(role-emotional，RE)、社会功能(social functioning，SF)、活力(vitality，VT)8个方面的内容，评分越高生活质量越高。

1.5 主要观察指标 ①记录患者术中基本信息，并对患者治疗前及治疗结束后6个月时拍摄髋关节侧位和骨盆正位X射线平片对患者的髋臼位置、股骨假体位置、植骨愈合情况、双下肢长度等进行评价；②观察并记录患者疼痛及功能恢复情况、Harris髋关节功能评分、生活质量评价。

1.6 统计学分析 使用SPSS19.0数理学软件存储并处理原始数据，使用x(_)±s表示计量资料，并行t 检验分析治疗前后资料差异，使用百分率表示(%)表示计数资料，并行卡方检验分析前后差异，若P < 0.05则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

讨论

临床中将股骨头或髋臼大小、形状或两者间异常发育状态称为髋臼发育不良，且临床中尚无一整套完整的诊断标准^[8-9]。髋臼发育不良患者并无早期明显症状，一般情况下患者仅在出现明显临床症状后才会至医疗机构进行诊断^[10]。研究发现，纤维及脂肪组织充满髋臼窝或髋臼浅平，且阻碍患者股骨头回纳，是较为常见的髋臼发育不良病理学改变^[11]。此外，股骨头包容不足表现出的形状不规整、股骨颈前倾角度增大，阻碍颈头臼无法有效与之匹配^[12-13]。股骨干受脱位影响而出现异常性改变，如弯曲关节囊拉长、髓腔细小、厚度增加或局部粘连，同时患者可能导致髋关节同圆肌挛缩，部分患者甚至可能存在脊柱畸形或骨盆倾斜^[14]。髋臼发育不良患者若不及时进行干预则极可能导致患者出现骨性关节炎，诱发功能异常或疼痛加剧，并显著提高患者手术难度^[15-16]。

人工全髋关节置换术在对髋臼发育不良伴不良关节炎患者进行治疗时，髋臼重建是其中的难点和重点，髋臼假体的选择及置入位置尚存在较大争议^[17]。相比原发性骨关节炎等非髋关节发育不良的患者，髋臼发育不良者髋臼窝浅，外翻和前倾角度大，股骨头上移且长期覆盖不良，髋臼外伤部磨损导致假体形成假臼，髋关节半脱位造成下肢长度缩短，这一系列的病例变化都会导致髋臼安放面临存在较大的难度，尤其是恢复下肢长度和重建及恢复髋关节旋转中心^[18]。髋臼杯放置不当会加剧聚乙烯的磨损，进而加重骨溶解。有学者提出采用臼底控制性骨折的方法^[19]，或采用磨底内陷后用钛网重建的方法来加深髋臼，但其对骨量的损害较大，不利于后续的翻修。有学者尝试采用髋臼内壁截骨以重建和加深髋臼^[20]，避免植骨及使用小臼，且骨量损失较小，但其要求臼底的厚度达到一定标准。因此，目前对于髋关节发育不良继发骨关节炎患者的关节置换中，如何重建并获得正常的髋关节旋转中心仍未达到统一的认识。但有关手术中应尽可能将髋臼假体置于髋臼正常位置且报纸其正常的包容的观点是一致的。有学者提出采用髋臼结构性植骨^[21]，可使髋臼杯放置接近解剖位置，并可提供和维持良好的髋臼假体支撑，从而可增加髋臼骨量，促进下肢长度恢复。还有学者指出，应在条件允许情况下注重真臼水平重建臼，使髋关节可有效保持力学与解剖功能，保证患者肢体可得以有效延长，股骨上段下移、增大股骨上段肌肉力臂长度，显著改善患者髋关节周围内肌力功能，恢复髋关节旋转中心，最大程度的改善患者肢体功能^[22-23]。但部分患者的股骨近端髓腔扭曲变形相对较小，在将髋臼假体放置在真臼水平上时，由于其外上方无骨覆盖，很难获得有效的骨支撑，容易发生植骨块的塌陷及髋臼假体松动。为解决这一问题，临床上可采用股骨头结构性植骨、髋臼假体内移技术及选取小号细直柄假体对患者进行干预治疗，以获满意的骨覆盖。但有研究指出，小号髋臼假体仅适用于轻度髋臼骨缺损患者，对于高位脱位且骨盆严重变形、骨量降低患者并不适合^[24-25]。作者认为采取股骨头结构性植骨相对而言更为有效，其不仅操作简单，还可避免骨量损失，同时也能保证髋臼杯合适的前倾及外翻及覆盖。此外，髋臼重建模型显示：非植骨髋臼重建在植入臼杯后，应力明显集中，而且需要对原来的髋臼骨床加深磨锉，以减少臼杯植入后外上缘的外漏，但剩余骨床骨质厚度不足，甚至有股突破区存在，真正受力骨床面积缩小，单位面积应力的增加会导致局部结构受到机械性破坏，从而导致假体移位。而植入髋臼重建使得与臼杯接触的骨床面积较大，单位面积应力均匀且较小，相应植骨块承受的应力较小，若骨密度足够且植骨块处于良好固定，相比所受应力，其屈服极限更大，此时适度的应力刺激对植骨的生长融合反而有益^[26]。这对结构性植骨的应用提供了有力的证据。

一般情况下采用骨组织与人工假体间需要有较高的组织兼容性，骨组织与假体间需形成持久、牢固的结合，有效避免假体松动，类似骨折愈合，即修复、炎症、塑性。在全髋关节成形术进行治疗时需要注重在治疗初期时即稳定固定，实现骨长入产生继发性固定^[27-28]。金属假体与骨组织间的相对运动受到限制是骨组织附于或长入体表面的重要条件^[29]。现阶段，骨长入金属假体与骨组织间可接受的相对运动幅度仍鲜有报道^[30]。大量研究结果显示，在 30 μm左右的假体固即刻良好，但其运动的相对范围明显高于150 μm，因而导致假体中无法长入骨组织^[31]。有学者对尸体上股骨部件进行测量，结果显示在多孔涂层部分固定良好的股骨部件的相对位移均小于40 μm，而当股骨及股骨柄间仅长入纤维组织时，其相对位移明显高于150 μm ^[32]。髋臼假体为半球形，涉及变异包括边缘略大于内环杯弧度直径和周围放射状扩展，促进即刻固定。此外，采用周边扩展翼片、尖钉、螺钉做辅助固定，有研究结果显示2只固定栓、3个尖针、3枚螺钉可有效提供较好的固定效果，但采用3枚螺钉进行干预时其破坏载荷最大^[33]。此外，若不采用辅助固定措施进行单纯扩槽即可有效稳定髋臼假体。微锁型及巨锁型使两类重要的生物固定类型。金属假体编制面长入骨组织是微锁型生物固定的重要条件，光滑金属表面生长有骨组织是巨锁型生物固定的必要条件^[34]。在钛表面等金属表面若长入骨组织则可固定股骨部件。一般情况下，骨组织及假体间无相对运动、假体表面多孔涂层可适宜骨组织长入以及骨组织与假体间可密切接触时骨长入的重要条件^[30^，^35]。

此外，为了保证髋臼杯和股骨假体复位合理，就必须对软组织进行必要的松解，即清除髋臼前缘和上缘的骨赘，之后对关节囊、髂腰肌、髂胫束，甚至是外展肌进行松解，直至对髋关节进行牵拉时，出现一定的活动度为止。还有学者认为应该分步骤进行软组织的平衡和松解^[36]，可避免对股骨进行截骨。作者则认为对软组织的松解应该保证髋臼和假体颈的前倾角之和小于45°以内，髋关节功能复位的情况为准，除了松解骨赘、瘢痕组织和关节囊以外，还可对髂胫束进行点状松解，例如当假体头达到32 mm以上时，可在髋臼止点处将髂骨韧带进行离断，此操作也是安全的。虽然应用结构性植骨可能会出现植骨不愈合及臼被松动等问题，但可用两三枚松质骨螺钉将接触面硬化骨进行处理后牢固固定，若骨块处理后的外形可基本达到与髋臼缺损一致的标准，植骨块的愈合就不会受到太大影响，虽然有学者认为结构性植骨早期近期治疗效果好，但远期容易以为骨质吸收塌陷而导致假体松动，但也有相反的意见认为其远期治疗效果同样较为满意^[37-38]。本组结果显示，髋臼发育不良伴骨关节炎患者经髋臼结构性植骨重建人工全髋关节置换术治疗后患者Harris评分、疼痛及功能恢复及生活质量评分均明显改善。总体分析认为，髋臼发育不良患者股骨颈前倾角约为50°-60°，在手术过程中并无法依照原有倾角安放，因而此时应当对截骨面进行开槽处理，此时股骨颈长度应维持适当距离，避免过长，多选取距离股骨 1 cm处进行处理，其可有效对异常前倾角进行调整，使其接近或处于正常水平。采用髋臼结构性植骨重建人工全髋关节置换术时，可以有效纠正前倾角，调整前倾角假体，不仅有利于恢复髋关节正常的生物力学和旋转中心，而且还增加了骨储备，对之后的翻修极为有利。总之，笔者认为对髋关节发育不良患者进行全髋关节置换的关键在于正确认识和掌握髋关节发育不良患者的髋关节病理特点，并针对不同病理类型合理、正确地选择和应用相应的治疗方法。

综上所述，髋臼发育不良伴骨关节炎患者采用髋臼结构性植骨重建人工全髋关节置换术治疗具有较高临床疗效，改善患者疼痛及功能情况，提高患者生活质量。但本组研究临床样本数较少有待于后续扩大临床样本数深入研究。

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