“钢筋混凝土”在髋臼重建中的应用

doi:0.3969/j.issn.2095-4344.2013.04.005

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (4): 594-598.doi: 0.3969/j.issn.2095-4344.2013.04.005

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“钢筋混凝土”在髋臼重建中的应用

王子富，尚希福

安徽医科大学附属省立医院骨二科，安徽省合肥市 230001

收稿日期:2012-05-03 修回日期:2012-06-26 出版日期:2013-01-22 发布日期:2013-03-05
通讯作者: 尚希福，博士，主任医师，硕士生导师，安徽医科大学附属省立医院骨二科，安徽省合肥市 230001 shangxifu@163.com
作者简介:王子富★，男，1982年生，安徽省阜阳市人，汉族，安徽医科大学在读硕士，医师，主要从事关节外科的研究。 wangzifu666666@163.com

Application of “reinforced concrete” in acetabular reconstruction

Wang Zi-fu, Shang Xi-fu

Second Department of Orthopedics, Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230001, Anhui Province, China

Received:2012-05-03 Revised:2012-06-26 Online:2013-01-22 Published:2013-03-05
Contact: Shang Xi-fu, Doctor, Chief physician, Master’s supervisor, Second Department of Orthopedics, Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230001, Anhui Province, China shangxifu@163.com
About author:Wang Zi-fu★, Studying for master’s degree, Physician, Second Department of Orthopedics, Affiliated Provincial Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230001, Anhui Province, China wangzifu666666@163.com

摘要/Abstract

摘要：

背景：在全髋关节置换中，髋臼缺损很常见，为重建一个稳定、牢固的髋臼，置换过程中往往需要髋臼的重建。
目的：探讨螺钉固定钛网结合骨水泥型髋臼杯在髋臼重建中应用的早期疗效。
方法：纳入采用螺钉固定钛网结合骨水泥型臼杯重建髋臼髋关节翻修的患者23例。疼痛病史1-3年，术前Harris评分20-48分，平均34分。重建后采用X射线平片评价髋臼假体松动标准进行影像学评价及Harris评分定期随访。
结果与结论：重建后随访1-3年，平均随访24个月，无脱失。重建后3个月Harris评分较重建前显著增高，置换后2年髋关节活动度较置换前显著增高，差异均有显著性意义(P < 0.05)。2例患者下肢不等长，1例患者下蹲后出现脱位，保守治疗后好转。最后一次随访时无早期感染、脱位，无盆腔不适感。重建后随访影像学上显示无髋臼假体松动与移位，未发生钛网断裂。说明螺钉固定钛网结合骨水泥型髋臼杯治疗65岁以上髋关节翻修患者其近期疗效十分满意，后期疗效还有待于进一步随访观察。

关键词: 骨关节植入物, 人工假体, 骨水泥型髋臼杯, 钛网, 髋关节, 髋臼假体, 髋臼缺损, 髋臼重建, 假体置换, 螺钉, 内固定, 髋关节翻修

Abstract:

BACKGROUND: In total hip arthroplasty, acetabular defects are common, for the reconstruction of a stable and solid acetabulum, the acetabular reconstruction is often required during the replacement process.
OBJECTIVE: To investigate the early effect of the short term results of titanium mesh fixed by screws combined with a cemented acetabular cup in acetabular reconstruction.
METHODS: Twenty-three patients treated with acetabular reconstruction by screw fixed titanium mesh combined with a cemented acetabular cup were selected. The pain history was 1 to 3 years. Harris scores before operation were 20-48 with an average score of 34. X-ray plain film was used to evaluate theacetabular prosthesis loosening standards after reconstruction for the radiographic evaluation and Harris score of regular follow-up.
RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed-up for 1-3 years and average in 24 months without losing. The Harris score at 3 months after operation was higher than that before operation, and the hip activity at 2 years after operation was higher than that before operation, and the difference was significant (P < 0.05). Two patients still had leg length discrepancy, one patient with dislocation after squatting, and recovered after conservative treatment. The last follow-up showed there were no early infection, dislocation and pelvic discomfort. Radiographic results showed that there was no aseptic loosening and displacement of the acetabular cap and there was no fracture on titanium mesh. Screw fixed titanium mesh combined with a cemented cup is satisfactory process in the treatment of hip revision in over 65 years old patients, and the long-term effects are needed to be further followed-up and observed.

Key words: bone and joint implants, artificial prosthesis, cemented acetabular cup, titanium mesh, hip joint, acetabular prosthesis, acetabular defects, acetabular reconstruction, prosthetic replacement, screws, internal fixation, hip revision

中图分类号:

R318

王子富，尚希福. “钢筋混凝土”在髋臼重建中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(4): 594-598.

Wang Zi-fu, Shang Xi-fu. Application of “reinforced concrete” in acetabular reconstruction[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(4): 594-598.

图/表（结果） 2

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引言

全髋关节置换作为一种治疗髋关节严重病变的重建髋关节功能的重要方法而得到广泛应用。然而多种原因可导致全髋关节置换后髋臼侧假体固定失败，其包括髋臼假体不稳定、感染、髋臼骨缺损等。据统计，全髋翻修最常见原因为假体不稳或脱位(22.5%)、机械松动(19.7%)和感染(14.8%)^[1]。在翻修的患者中，大多数存在髋臼缺损，影响了翻修假体的稳定性。因此，必须根据缺损的类型进行髋臼重建，恢复髋臼的连续性，提高假体的稳定性。

目前临床上根据髋臼骨缺损类型大致有以下重建方法：扩大翻修假体的直径、提高髋关节旋转中心、结构性植骨、同种异体半骨盆重建等^[2]。为获得稳固的髋臼，往往需要结合一些特殊的内固定器械以增加其支撑强度，通常使用加强型网杯、重建钢板、支撑网架、三翼状髋臼假体、金属加强环、抗突出笼、钢丝网及金属壳等多种金属材料^[3]。临床上常用钛丝网结合骨水泥进行修复髋臼骨缺损，虽然钛丝网本身的力学特性也决定了其强度不高，特别对于大的结构性缺损，但骨水泥的合并应用则可以显著提高假体固定强度，因为钛网的多孔网架结构也有利于螺钉的多方向固定及骨水泥的渗入，因此骨水泥可以和螺钉及钛网黏合后形成“钢筋混凝土”结构，从而可以提供足够的机械强度，有利于髋关节的稳定；此种结构有助于将髋臼底的负荷均匀地分散至耻骨支，坐骨支和髂骨支，分散髋臼所受的压力负荷^[4]，进而减少髋臼翻修后的臼底疲劳骨折和假体松动，还可使髋臼内应力均匀分布，避免出现应力集中现象。由于有“钢筋混凝土”结构的支持，患者修复后即可早期功能锻炼，恢复关节功能。实验课题组采用螺钉固定钛网结合骨水泥髋臼杯进行髋臼重建便取得了满意疗效。

材料方法

设计：回顾性病例分析。
时间及地点：于2009年1月至2012年1月安徽医科大学附属省立医院骨关节外科。
对象：共纳入23例髋关节翻修的患者，其中女9例，男14例；年龄65-76岁，平均69岁；疼痛病史1-3年；右侧10例，左侧13例，另一侧均为正常髋关节。
诊断标准：人工髋关节的翻修、股骨骨缺损重建标准[5]。
纳入标准：①65岁以上的高龄患者，且能耐受手术。②全髋关节置换术后髋关节疼痛，功能差，难以满足日常生活需要。③重建前影像学检查见有髋臼缺损。④重建过程中发现髋臼明显缺损。⑤患者术前均签署手术知情同意书和使用器械知情同意书。
排除标准：①修复后髋关节无明显疼痛，生活能自理的患者。②髋臼无明显缺损。③难以耐受手术创伤的患者。④年龄60岁以下的患者。
假体材料及“钢筋混凝土”结构：①假体采用德国Link公司生产的Ribbed+T.O.P假体，材质为钛合金，假体表面有Mesh微孔表面和羟基磷灰石涂层表面，分左右侧，颈干角135°，Ribbed柄“S”形弯曲与股骨髓腔生理弯曲一致，有抗张力设计的大转子螺钉，领托设计使应力分布均匀，传导接近正常，深沟槽设计减少假体的弹性模量，与骨质接触面积增加，远近端可同时匹配，可获得即期稳定，羟基磷灰石喷涂的假体柄，有效增加骨长入，使假体获得远期的稳定。T.O.P杯采用了“双赤道”设计，内杯的偏心设计使负重区更厚更耐磨，髋臼切迹的设计可保护髂腰肌和闭孔神经，并且增加髋关节的活动范围。②髋臼使用Link公司生产的钛网和SP2聚乙烯骨水泥髋臼假体，形成“钢筋混凝土”结构。金属钛网具有良好的生物相容性及力学强度，可以根据术中髋臼形状进行塑形，并有大小不同规格可供选用，使用较方便。
方法：
髋臼重建方法：手术取后外侧切口暴露到髋关节，脱位后依次取出股骨假体和髋臼假体。彻底清除髋臼内外瘢痕及假膜组织、骨水泥。用高压脉冲多次冲洗暴露后的整个髋臼和组织。仔细判断髋臼骨质缺损状况并探查空洞性缺损大小及深浅，先用小号髋臼锉修整臼底至骨面呈点状渗血为止；对于髋臼底变薄前突内陷的情况，注意防止穿透，后逐渐改用大号髋臼锉磨修髋臼；对于因骨溶解较严重的状况则不必过分磨挫，尽量保留髓臼一定的外形与结构；对于骨质硬化明显或者空洞性缺损难以磨挫时，可改用骨凿处理硬化骨面至毛糙，用刮匙刮除缺损区内的纤维痕组织至有部分出血为止。进一步检查髋臼内壁及周围骨缺损，根据髋臼测量大小选择合适大小的钛网。可根据术中需要改变钛网的形状和尺寸，可以修剪，使之良好的贴附髋臼骨面。若髋臼后上壁缺损不严重，把修剪好的钛网放置在髋臼正常旋转中心位置，用三四枚螺钉固定在髋臼的后上缘，最好在耻骨支，坐骨支和髂骨支方向各拧入一两枚螺钉。根据髋臼缺损情况用4-8枚螺钉固定钛网，至少要4根可靠的螺钉，这是使整个结构获得足够稳定的关键步骤，但同时应避免血管，神经损伤。因为患者多为65岁以上的高龄，故使用抗生素骨水泥。髋臼帽保持外展40°-50°，前倾10°-20°。突入骨盆腔的骨水泥一般可不取出，除非有血管神经压迫症状或感染等时必须取出。
髋臼重建后处置：重建前后预防应用3代头孢1次，重建后引流24 h，抗生素使用3 d，低分子肝素抗凝及镇痛7 d。麻醉清醒后当天即开始鼓励患者行跖趾关节及踝关节伸屈动作，家属配合对患肢肌肉进行挤压。开始股四头肌等长收缩锻炼，跖趾关节、踝关节伸屈，股四头肌等长收缩锻炼可以轮流进行^[6]。重建后第1天行被动功能练习，重建后第2天鼓励患者床上进行下肢肌肉收缩锻炼，进行髋关节主动活动锻炼，髋臼重建后指导性锻炼与活动，恢复关节活动度。髋臼重建后 3-5 d下地站立，重建后1周逐步不负重功能锻炼。切口重建后2周拆线。重建后2周下床不完全负重活动，重建后3个月开始增加负重量，直到完全负重，弃拐行走。
评估标准：评价一个髋关节翻修手术是否成功主要根据髋关节实际功能的恢复情况及影像学资料^[7]。评估髋关节功能的评分标准，常用的有MerleD’ Aubigne评分标准及Harris评分标准^[8-9]。本组所有患者髋臼重建前及随访时均采用Harris髋关节评分标准进行评分。评价髋臼假体是否松动主要还是依靠影像学检查，尤其是X射线检查。并结合患者髋关节活动度、髋关节功能、行走功能改善、髋关节周围疼痛以及下肢长度的变化进行分析^[10]。
主要观察指标：螺钉固定钛网结合骨水泥型髋臼杯重建髋臼后患者髋关节功能的恢复情况。
统计学分析：采用SPSS 13.0统计软件包进行分折，数据用x(_)±s表示，置换前后各项指标比较采用t 检验。

讨论

近年来，翻修术病例伴随着全髋置换数量增加也逐渐增多，约70%的髋臼翻修手术中存在不同程度的骨质缺损现象。髋臼骨缺损的常见原因有：磨损颗粒引起的假体周围骨溶解，感染引起的骨吸收；前次手术中过多切除骨质，髋臼被过多磨锉，骨的储备量减少；取出假体或骨水泥时造成假体周围的骨质破坏等。对于复杂的髋臼缺损可以通过三维CT图像重建来分析骨缺损的形态及部位。Alexa等^[11]在翻修前用三维CT更容易发现和量化髋臼骨缺损。本组23例患者主要为髋臼阶段性兼腔隙性缺损，属于AAOSIII型，即混合型缺损。

在髋臼翻修重建中，大范围的髋臼骨缺损是翻修手术的最大困难之一，髋臼旋转中心的恢复对人工髋关节翻修后的关节稳定性产生直接影响^[12]。大多数学者主张尽量将臼杯置于真臼或接近真臼位置。目前常采用骨移植修复骨缺损，分为颗粒植骨和结构植骨。打压颗粒状碎屑骨植骨仍存在移植骨被吸收、骨不愈合现象。结构性植骨固然是治疗严重髋臼缺损的一种基本手段，但是单纯依靠结构性植骨重建缺损髋臼早期容易松动，不利于植骨生长。廉永云等^[13]研究认为，在修补非包容性缺损时。若采用结构性植骨，由于新生血管不能顺利长人，无法有效重建移植骨血液循环。常可导致骨吸收，出现假体松动。髋臼翻修术中为使重建后的髋臼恢复关节功能，应修复骨质缺损，重建髋臼，增加假体的坚硬性支撑面。若负重区臼顶缺损重建不佳，会使髋关节负重面减小、应力集中而导致翻修失败，故髋臼的翻修是人工全髋关节翻修术中的重点和难点之所在。Garcia- Cimbrelo等^[14]研究表明髋臼结构的完整性是维持假体稳定的重要前提，也是影响术后功能恢复的重要因素之一。实验课题组的23例患者均采用螺钉固定钛网结合骨水泥即“钢筋混凝土”结构固定髋臼假体，技术要点：髋臼假体取出后，在显露髋臼后确定横韧带位置，先以小髋臼挫打磨增生骨，寻找真臼。打磨成型后，彻底清理界面纤维软组织膜，反复冲洗。重新评估骨床情况，尤其是骨缺损的范围和类型。使用修剪好的钛网覆盖于髋臼内壁，塑形符合正常髋臼形态。保持钛网放置在髋臼正常旋转中心位置，钛网的下缘与横韧带相平，髋臼帽下边缘与横韧带平齐为止，然后在耻骨支，坐骨支和髂骨支方向各拧入一两枚螺钉。根据髋臼缺损情况用4-8枚螺钉固定钛网，至少要4根可靠的螺钉，这是使整个结构获得足够稳定的关键。置入骨水泥，安装臼杯于理想位置，适当加压直至凝固。这种方法重建的髋臼达到了将髋臼杯放置于解剖位置，恢复了正常的旋转中心。同时也为人工臼杯提供足够的覆盖和坚强持久的固定，并维持了髋臼结构的完整。骨水泥的应用为臼杯提供了较好的覆盖和初始稳定，同时也有利于假体更加稳定。Voigt等^[15]通过有限元分析显示在髋臼假体打入髋臼的过程中，在假体一骨界面可产生剪切应力，从而对假体稳定性造成威胁。骨水泥的使用即可减轻或避免这种剪切应力的存在。由于实验课题组患者年龄偏大，多数患者已存在骨质严重溶解，骨量下降的现象，故均采用螺钉固定钛网结合骨水泥的“钢筋混凝土”结构固定髋臼假体。骨水泥固定能够获得即时固定，具有短期内固定可靠的特点。钛丝网具有优良的力学性能和生物相容性，使用方便、可靠，不增加手术创伤和时间。据报道钛丝网对于缺损区的重建能提供支撑保护的作用^[16-18]。

随访中，患者均未出现髋臼内壁及钛网断裂或移位现象，髋臼假体均稳定。本组患者的近期结果显示髋关节功能明显改善，评分由术前平均34分提高为术后的平均95分。也未见假体松动表现等。对本组的23例患者。2年以上随访，也显示了满意的效果。本实验认为，由于患者高龄，同时合并存在髋臼缺损，因此全髋关节置换过程中需要对髋臼进行重建，作者认为应用螺钉固定钛网结合骨水泥型髓臼杯重建髋臼的手术方法为此类患者的首选，其早期效果可靠，中远期疗效尚需观察。

作者贡献：第一作者进行实验设计并实施，第二作者进行实验评估，资料收集为第一作者，第一作者成文，第二作者审校，第一作者对文章负责。
利益冲突：课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。
伦理要求：参与实验的患病个体对实验过程完全知情同意，在充分了解本治疗方案的前提下签署“知情同意书”；干预及治疗方案获医院伦理委员会批准。
作者声明：文章为原创作品，数据准确，内容不涉及泄密，无一稿两投，无抄袭，无内容剽窃，无作者署名争议，无与他人课题以及专利技术的争执，内容真实，文责自负。

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