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全髖關節(jié)表面置換術治療髖關節(jié)發(fā)育不良的現(xiàn)狀

2010-02-09 03:06健綜述史占軍審校
關鍵詞:髖臼骨性假體

王 健綜述 史占軍審校

關節(jié)外科專題

全髖關節(jié)表面置換術治療髖關節(jié)發(fā)育不良的現(xiàn)狀

王 健綜述 史占軍審校

關節(jié)成形術,置換,髖;髖脫位,先天性;骨關節(jié)炎,髖;表面置換術

成人的髖關節(jié)發(fā)育不良(developmental dysplasia of hip,DDH)是因髖臼先天性發(fā)育缺陷或者是在髖臼早期發(fā)育過程中由于外因(如化膿性感染、結核性感染、外傷骨折)而引起的患者成年后髖臼形態(tài)異常。在患者生長發(fā)育過程中,髖關節(jié)的長期生物力學異常逐漸導致股骨頭半脫位、負重區(qū)軟骨退變及股骨頭局灶性壞死,最終往往發(fā)展為嚴重的骨性關節(jié)炎。目前全髖關節(jié)置換術(total hip replacement,THR)已經(jīng)成為成人髖臼發(fā)育不良繼發(fā)骨性關節(jié)炎的一種常規(guī)治療手段,而近年來再次興起的全髖關節(jié)表面置換術(total hip resurfacing arthroplasty,THRA)也開始逐步涉足DDH的治療。現(xiàn)就THRA治療DDH的現(xiàn)狀綜述如下。

1 DDH的發(fā)病特點及其對關節(jié)置換手術的特殊要求

DDH患者的發(fā)病原因多以先天性發(fā)育缺陷為主。流行病學調查顯示,存活兒童DDH的發(fā)病率為1%。左側發(fā)病率高于右側,雙側脫位者以右側為重。據(jù)統(tǒng)計,頭胎特別是臀位產(chǎn)兒發(fā)病率較高,約有8.3%~17.3%的臀位產(chǎn)兒并發(fā)先天性DDH。不同地區(qū)DDH的發(fā)病率不盡相同,上海最高,成都最低,華南地區(qū)(廣東、廣西、福建等地)則鮮有大宗病例報告[1]。

DDH是引起成人髖關節(jié)繼發(fā)性骨關節(jié)炎的主要原因之一,占髖關節(jié)繼發(fā)性骨關節(jié)炎的20%~40%[2]。由于髖臼包容不全,髖關節(jié)負重面積減少,負重區(qū)單位面積所受壓力增加,因而加速髖關節(jié)的機械磨損,引起早期髖關節(jié)退行性改變。在疾病早期,可以通過截骨矯形來部分糾正生物力學異常,達到減緩病情發(fā)展、改善癥狀的目的,然而一旦發(fā)生較為嚴重的骨性關節(jié)炎,關節(jié)置換或許是惟一可以獲得良好臨床療效的手段,因此THR在治療DDH繼發(fā)骨性關節(jié)炎方面的研究越來越深入。

從流行病學結果不難看出,DDH繼發(fā)的骨性關節(jié)炎在我國有3個明顯特點:(1)病患數(shù)量巨大:人群發(fā)生率和早期發(fā)病率較高,人口基數(shù)巨大,使得此類病患的數(shù)量越來越多,臨床上實施關節(jié)置換手術的例數(shù)也逐年增加。(2)發(fā)病人群以年輕群體為主:DDH的基礎病因在嬰幼兒時期即已出現(xiàn),因此發(fā)生骨性關節(jié)炎的年齡段也偏小,髖關節(jié)疼痛跛行的典型癥狀一般出現(xiàn)在30歲左右[3],進行關節(jié)置換手術的平均年齡在30~50歲[4-5]。(3)發(fā)病人群以女性為主:男女DDH患者之比約為1∶4.5[1],其中年輕女性大部分仍有生育要求。

基于以上特點,同老年性骨性關節(jié)炎相比,年輕患者對關節(jié)置換手術要求更高:(1)需滿足年輕患者活動量大的要求:較大的活動量要求假體界面的磨損率要更低,產(chǎn)生的磨屑更少,以減少磨屑引起的骨溶解問題,從而避免遠期松動的風險。(2)需滿足年輕患者活動范圍大的要求:年輕患者不同于老年患者,前者為追求更高的生活質量需要獲得更大的關節(jié)活動度,如盡量做出像正常人一樣的肢體動作、能夠參加一般體育活動等。(3)不影響年輕女性的生育要求:進行關節(jié)置換后女性妊娠時最大的風險是金屬離子對胚胎的致畸風險,金屬離子主要產(chǎn)生在金屬對金屬、金屬對聚乙烯的摩擦界面,其濃度主要與摩擦界面材料、界面接觸面積、關節(jié)活動量等因素有關[6-7]。

2 傳統(tǒng)THR在DDH治療中的不足之處

與股骨頭壞死、髖關節(jié)骨性關節(jié)炎相比,DDH患者出現(xiàn)癥狀以及需要進行關節(jié)置換的年齡段整體偏早,此年齡階段的患者活動量大,對于假體的質量、預期使用年限、活動量和活動范圍都有較高的要求。現(xiàn)有的全髖關節(jié)股骨頭假體直徑一般在28~32 mm,關節(jié)活動度受到極大限制,無法滿足患者完全下蹲、翹二郎腿等動作,雖然第4代陶瓷股骨頭假體直徑可達到36 mm,但為避免陶瓷碎裂,陶瓷內襯的厚度仍無法進一步減小,對應的髖臼杯的直徑也偏大,對于許多年輕女性的小骨盆并不適用。因此,傳統(tǒng)THR的球頭直徑并不能為年輕的DDH患者提供滿意的活動度。

從年齡因素來看,有報道指出,對于中青年患者實施THR,無論是骨水泥型還是非骨水泥型假體,長期的療效隨訪結果并不滿意[8-9],許多患者在經(jīng)過長期的康復訓練后仍無法回歸正常的工作和生活[10],這主要與傳統(tǒng)THR手術創(chuàng)傷大、關節(jié)活動度受限等諸多因素有關。

從目前人工關節(jié)假體的設計和生產(chǎn)工藝來看,尚無一種假體能使活動量大的年輕患者終身受用。按照人工髖關節(jié)設計使用年限預估,此類人群中大部分患者不可避免地要面對二次翻修的問題。傳統(tǒng)的THR需要切除股骨頭及部分股骨頸,并磨銼股骨上端髓腔,造成骨質大量丟失,翻修手術時往往需要面對不同程度的骨缺損,手術難度進一步加大,使得全髖翻修術成為一個技術性難題,令骨科醫(yī)師感到非常棘手[11-13]?;谝陨蠁栴},迫切需要一種THR術前的過渡性治療,其不僅應當具有創(chuàng)傷小、恢復快、療效好的特點[14],而且在達到相同治療效果的同時,盡可能地保留患者骨量,以期不影響未來THR的療效[15]。

3 THRA治療DDH繼發(fā)骨性關節(jié)炎的優(yōu)勢

THRA的設計理念符合理想的THR術前過渡性治療的要求,目前在年輕患者髖部疾病的治療中效果滿意。有研究顯示,55歲以下患者THRA的成功率明顯高于THR,而且在術后患者恢復正常生活所需時間以及程度方面也有明顯優(yōu)勢[10]。2008年JBJS發(fā)表的一篇文章中提及同年美國骨科醫(yī)師學會(American Academy of Ortho-paedic Surgeons,AAOS)年會上報告的兩個長期、大宗病例的隨訪結果,其中涉及2 474髖的7年隨訪結果顯示,表面髖的總翻修率在3.8%,股骨頸骨折率僅為0.6%;另外一個涉及4 000髖的9年隨訪結果表明,假體生存率高達98%[16]。

上述令人興奮的臨床結果應歸功于假體設計理念以及制造工藝的改進。首先,大直徑表面假體的應用提高了關節(jié)的穩(wěn)定性,髖臼假體外形由傳統(tǒng)的半球形改為170°弧形,頭臼匹配程度更高,增加關節(jié)各向活動度,減少頭頸撞擊,降低脫位的風險。其次,僅切除股骨頭表面部分骨質,最大限度地保留股骨頭和股骨頸,使正常的生物力學及負載傳遞得到維持,而且由于股骨頭假體具有獨特的錐形內部形態(tài)和纖細的中心導引桿,因此大大減少應力遮擋風險[17]。大直徑界面和界面材料的改進還具有優(yōu)異的簡體摩擦學系數(shù)和最大化的液體薄膜潤滑作用,關節(jié)面磨損非常低,磨損率僅為金屬對聚乙烯的1/100,大大降低遠期松動的風險[18]。除此之外,普通THR一直存在遠期骨量持續(xù)丟失問題,而THRA則可增加或維持髖部骨質的骨密度[19],這種現(xiàn)象可能歸因于表面置換的金對金界面,避免聚乙烯磨損導致的骨溶解,保留關節(jié)正常的負載傳遞,進而有利于骨質的重建。與THR相比,THRA還有一個明顯的優(yōu)勢,那就是較少的切骨可使本體感覺得到最大限度地保留,有利于減少患者活動中的過度負荷,這對減少假體異常負荷、延長假體壽命非常有利;切骨量最大程度的減少還將手術對患者的心理影響降到最低,尤其是對于一些傳統(tǒng)觀念較強地區(qū)的人群來說,更加有利于患者的心理康復。簡言之,THRA在解決材料學問題并完善生物力學研究后,已經(jīng)成為年輕患者初次置換手術保留骨量的理想選擇。

THRA的設計滿足DDH年輕患者更大活動度、更大運動量的要求,但由于其摩擦界面匹配還是金屬對金屬,故金屬離子問題仍不容忽視,這也是DDH患者適應證選擇的影響因素之一。

4 THRA治療DDH的適應證選擇

THRA開展初期,適應證范圍較窄,要求病變需主要局限在關節(jié)面,髖臼及股骨頭整體形態(tài)要完好,因此既往多應用于早期股骨頭無菌性壞死及早期骨性關節(jié)炎,而DDH本身的髖臼形態(tài)已不規(guī)則,故原則上不在此適應證范圍內。隨著手術技術的成熟,THRA的適應證逐漸擴展至強直性脊柱炎、類風濕性關節(jié)炎伴髖關節(jié)強直疼痛、滑脫性股骨頭骨骺炎、中心性股骨骨骺分離的骨性關節(jié)炎、先天性DDH、髖內翻、Perthes病、創(chuàng)傷性關節(jié)炎等多種疾病。

同一般的髖關節(jié)關節(jié)炎、股骨頭無菌性壞死不同,DDH有明顯的異常病理結構改變,如髖臼變淺、股骨頭變小、股骨頸前傾角增大、雙下肢長度差異等[20],這些病理結構的存在使手術難度增大,術后效果及遠期穩(wěn)定性下降。從操作技術角度來看,THRA的操作更加復雜,且由于股骨頭頸的阻擋,髖臼的直視定位更加困難,因此在適應證選擇上需更為謹慎。目前,國內外學者普遍認為DDH實施THRA的適應證有以下兩個:(1)Hartofilakidis分型中半脫位和低脫位的患者,或者Crowe分期為Ⅰ°~Ⅲ°的患者。選擇這一類患者其實是要求髖臼形態(tài)及股骨頭上移不能變化太大,除手術難度的因素外,還可能與表面置換無法有效延長肢體長度有關;(2)股骨髓腔形態(tài)異常而無法植入常規(guī)股骨柄的患者[5,15,21]。這類患者既往如需關節(jié)置換,只能采取劈開股骨并捆扎、應用髓腔延長桿,定制假體等方法,創(chuàng)傷大,手術難度高,THRA的出現(xiàn)使得股骨側的處理變得異常簡單。

即使對符合上述適應證的DDH患者,也需要進行仔細篩選,如有以下情況,亦不適合進行THRA:(1)雙下肢長度相差較多,有恢復肢體長度要求的患者。因為表面置換假體本身并沒有延長肢體長度的設計,過大的肢體差異無法通過股骨側追加長度來糾正。(2)有明顯髖內翻。股骨頸剪切力較大,容易造成股骨頸骨折。一般認為,全髖表面置換假體柄干角的最佳角度在135°~140°左右,如果頸干角<110°,則二者差異過大,易造成股骨頸骨折[22]。(3)髖臼發(fā)育不良伴較大范圍股骨頭壞死或缺損的患者,以及股骨頭負重區(qū)域發(fā)生壞死的患者。生物力學測試顯示,股骨頭壞死范圍不超過40%是THRA的適應證,股骨頭壞死范圍超過50%為THRA的相對禁忌證[23];另外,股骨頭負重區(qū)域壞死對THRA術后股骨頸的影響較大,股骨頭負重區(qū)壞死>20%也是THRA的相對禁忌證[24]。(4)未來有生育要求、腎功能不全、重金屬過敏等。盡管磨損程度隨金屬股骨頭直徑增大而呈下降趨勢[25],但也有研究顯示,植入大直徑股骨頭的患者其體內重金屬離子濃度不僅高于正常人,也高于普通金對金THR患者[26]。過高的重金屬離子會在體內蓄積,并有導致畸形和惡性腫瘤的風險[7],因此,一些特殊人群應盡量避免使用。

AAOS指出,目前無論是醫(yī)生還是患者均對THRA給予過多關注并寄予過高期望[16],可能間接導致THRA適應證盲目擴大。除了傳統(tǒng)的骨性關節(jié)炎的適應證,THRA越來越多地用于DDH、強直性脊柱炎等特殊人群,甚至有學者在一些既往的相對禁忌證中也開始嘗試應用THRA。值得關注的是在針對THRA的研究中,有關THRA治療DDH的文章多數(shù)來源于中國,在特殊人群的適應證擴展方面,國外同行顯得更為謹慎。

5 THRA治療DDH繼發(fā)骨性關節(jié)炎的療效之爭

目前有關THRA治療DDH繼發(fā)骨性關節(jié)炎的研究越來越多,其臨床結果及觀點不盡相同。

國內最早可見的文獻是2006年華西醫(yī)院報道THRA治療成人先天性DDH的近期療效[27];2009年該單位又對這一批患者進行中期隨訪,隨訪結果良好[15]。上海第九人民醫(yī)院也在DDH的THRA應用方面做了大量工作,提出股骨頸干角準確測量的方法及其重要性,總結假體安放技術的特點[28]。Amstutz等[5]對行THRA的DDH患者(CroweⅠ°和Ⅱ°)進行近、中期隨訪,結果顯示其生存率較THR明顯提高,所有臨床數(shù)據(jù)與術前比較,差異均有統(tǒng)計學意義,且此組病例中未發(fā)現(xiàn)髖部骨量丟失的現(xiàn)象。

大部分早期研究認為,只要嚴格選擇適應證,THRA治療DDH的臨床效果是令人滿意的。但是近期發(fā)表的諸多臨床研究指出,THRA的臨床效果同大直徑THR,甚至普通THR相比較,并無顯著性差異[29],但其早、中期假體失敗率卻較THR為高;同時,較普通骨性關節(jié)炎而言,DDH患者THRA術后假體生存率將會更低。McBryde等[22]對85髖DDH和96髖骨性關節(jié)炎進行對照研究,平均隨訪4.5年,骨關節(jié)炎組無翻修病例,DDH組有5例進行翻修,其中4例為髖臼假體松動。因此認為DDH是影響THRA術后假體生存的危險因素之一[30]。再者,患者大活動量的恢復并不能作為其優(yōu)于THR的決定性因素,因為較大的活動量將有可能影響假體的存活時間[31]。另外,THRA的設計初衷是作為THR術前的過渡性治療手段,其翻修手術的療效應相當于初次THR,而并發(fā)癥發(fā)生率應等同于或低于初次THR。Eswaramoorthy等[32]的研究亦支持這一觀點,其結果證實,THRA翻修術后早期的滿意度雖然較初次置換的THRA明顯下降,但和初次THR的效果類似。Grammatopolous等人[33]的研究卻不支持該觀點,他總結54例THRA術后翻修的教訓,將病例與匹配的初次置換進行比對,發(fā)現(xiàn)THRA術后翻修的并發(fā)癥高于常規(guī)初次THR,這一現(xiàn)象值得關注。國內也有文獻[34]系統(tǒng)回顧THRA治療DDH繼發(fā)骨關節(jié)炎的研究,并結合自身臨床實踐提出DDH非THRA良好適應證的觀點。該文主要從DDH的病理學特點與THRA技術要點、假體安置角度之間的矛盾出發(fā),提出DDH髖臼的病理形態(tài)是引起髖臼松動的基礎因素之一;推測DDH患者THRA術后早期股骨側假體高失敗率可能與DDH臼-頭-頸三者之間的異常比例有關,DDH患者的髖臼發(fā)育不規(guī)律,頭臼的匹配程度與頭頸比均異于正常髖關節(jié),而THRA假體的頭臼匹配、頭頸比均為固定設計,二者必然存在矛盾,這也是DDH術中判斷假體大小時處于兩難抉擇的原因。THRA對柄干角也有嚴格要求,為達到最佳的生物力學效應,柄干角應安置在135°~140°[14],并較頸干角大5°~10°[35],而DDH群體的頸干角彌散度較大,很多情況下無法滿足上述要求。

目前對于THRA的爭論不僅在療效方面,學界更關注的是金屬對金屬的摩擦界面以及所產(chǎn)生的金屬離子問題。雖然最新的表面置換假體在金屬界面材料及磨損率方面獲得突破,但仍舊未能擺脫術后人體內高濃度重金屬離子的掣肘,因此很多研究者對THRA持否定態(tài)度。但仍有為數(shù)眾多的學者認為,現(xiàn)在即對金屬對金屬全髖置換手術持完全否定的態(tài)度為時尚早,并且缺乏科學依據(jù)[36]。然而有一點共識已經(jīng)達成,那就是適應證選擇不良及技術不良的狀態(tài)下盲目普及THRA可能會造成嚴重后果。

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R682.17,R687.42

A

1674-666X(2010)04-0277-05

2010-11-21;

2010-12-10)

(本文編輯 陳 娜)

10.3969/j.issn.1674-666X.2010.04.007

510515廣州,南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院關節(jié)與骨病外科

史占軍,E-mail:zhanjunshi@yahoo.com.cn

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保留假體的清創(chuàng)術治療急性人工關節(jié)感染
改良髖臼橫韌帶定位法植入髖臼假體的準確性研究
髖關節(jié)翻修術Gross型髖臼骨缺損重建的研究進展
多孔鉭杯及鉭金屬墊塊在Paprosky Ⅲ、Ⅳ型髖臼缺損翻修中的應用研究
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