丁佳楠，崔維頂

(南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科，江蘇 南京 210029)

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(total hip arthroplasty，THA)被認(rèn)為是20世紀(jì)最成功的手術(shù)之一。目前THA最為常見的摩擦界面分別為金屬對聚乙烯(metal on poly ethylene，MOPE)、陶瓷對聚乙烯(ceramic on poly ethylene，COPE)、陶瓷對陶瓷(ceramic on ceramic，COC)。而普遍認(rèn)為COC關(guān)節(jié)的使用壽命最長。Boutin[1]在1970年報(bào)道了全球第1例COCTHA，迄今為止已有40余年歷史。目前臨床上常用的陶瓷材料有兩種，分別為1995年問世的Biolox Forte第三代陶瓷關(guān)節(jié)，21世紀(jì)初問世的Biolox Delta第四代陶瓷關(guān)節(jié)。Delta相對于Forte具有耐磨性高、碎裂率低等顯著的優(yōu)點(diǎn)，F(xiàn)orte理論磨損率1.84 mm3/106cycles，而Delta僅僅為0.16 mm3/106cycles[2]，因此其臨床使用率逐年上升，尤其是在年輕患者的使用上。許多研究已證實(shí)金屬對金屬(metal on metal，MOM)關(guān)節(jié)釋放的鈷、鉻離子明顯升高[3]，并且導(dǎo)致骨溶解、異位骨化、炎性假瘤發(fā)病率增加[4]，但對于COC關(guān)節(jié)釋放的鋁離子及鋯離子對人體是否有害還鮮有研究。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道證實(shí)，人體血液中鋁離子過高會增加阿爾茲海默癥的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)[5]。本研究的目的旨在研究COC關(guān)節(jié)在THA中期療效及血清中鋁離子及鋯離子濃度的變化情況。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2010—2014年于我院行COC人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：初次置換的(單側(cè)或雙側(cè))，術(shù)前肝腎功能正常的患者；排除標(biāo)準(zhǔn)：翻修手術(shù)的患者。最終23例患者納入此次研究，為實(shí)驗(yàn)組。同時(shí)選取23例年齡、性別相當(dāng)?shù)恼Ｈ俗鳛閷φ战M。兩組患者在性別、年齡、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、術(shù)前Harris評分等方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1)。

表1 兩組患者一般資料比較

1.2 手術(shù)方法 假體采用Link公司生產(chǎn)的生物型髖臼外杯及羥基磷灰石涂層的LCU股骨柄，內(nèi)襯及股骨頭均為Biolox Delta陶瓷。所有手術(shù)均由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的關(guān)節(jié)外科醫(yī)生完成。所有患者均采用全身麻醉。手術(shù)取健側(cè)臥位，采用外側(cè)改良Hardinge入路[6]，不損傷股外側(cè)肌，假體放置前傾角(15±10)°、外展角(40±10)°[7]。術(shù)中常規(guī)放置引流管1根，根據(jù)情況決定是否輸血。術(shù)后24 h內(nèi)拔除引流管，引流管拔除后由康復(fù)師指導(dǎo)進(jìn)行常規(guī)功能鍛練。

1.3 臨床療效對比 實(shí)驗(yàn)組患者在末次隨訪時(shí)進(jìn)行Harris評分，記錄有無假體感染、關(guān)節(jié)脫位、關(guān)節(jié)異響、假體材料過敏等并發(fā)癥。拍攝骨盆X線片及手術(shù)側(cè)的髖關(guān)節(jié)正位X線片，比較髖臼假體相鄰骨面有無圓形、橢圓形、空泡狀透亮線，以確定有無骨溶解的發(fā)生。觀察有無假體的位移、假體周圍骨折、異位骨化等。

1.4 血清鋁、鋯金屬離子濃度 實(shí)驗(yàn)組患者在末次隨訪時(shí)抽取靜脈血，對照組同時(shí)抽取靜脈血，一次2管各4 mL用于測量血清鋁、鋯金屬離子濃度，取2管的平均值為最終值。鋁、鋯金屬離子濃度采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS)進(jìn)行測定，由南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院實(shí)驗(yàn)平臺完成。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，臨床療效運(yùn)用t檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，血清金屬離子濃度運(yùn)用Mann-Whitney U檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，P<0.05時(shí)認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 臨床療效 實(shí)驗(yàn)組23例中，股骨頸骨折3例，股骨頭壞死14例，發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良6例，平均隨訪時(shí)間45.6個(gè)月。12例使用≥36 mm陶瓷頭，11例使用<36 mm陶瓷頭。實(shí)驗(yàn)組中除去股骨頸骨折的3例外，余20例的術(shù)前Harris評分為(47.6±6.37)分，末次隨訪時(shí)的Harris評分為(95.5±5.16)分，臨床療效上得到明顯改善(P<0.05)。

23例中有2例存在關(guān)節(jié)異響(6.9%)；1例術(shù)后發(fā)生脫位(3.4%)，麻醉下行手法復(fù)位；1例術(shù)中損傷坐骨神經(jīng)，18個(gè)月后基本恢復(fù)(3.4%)；1例雙側(cè)THA術(shù)后1周雙側(cè)小腿出現(xiàn)紅斑，至今未消退，懷疑假體材料過敏可能(見圖1～2)。所有患者未發(fā)現(xiàn)感染、炎性假瘤、異位骨化等其他并發(fā)癥。

圖1 雙髖THA術(shù)后1周小腿出現(xiàn)紅斑

圖2 術(shù)后51個(gè)月紅斑無消退

2.2 血清鋁、鋯金屬離子濃度變化情況 對照組中位鋁離子濃度5.47 μg/L，中位鋯離子濃度為0.69 μg/L。實(shí)驗(yàn)組中位鋁離子濃度6.60 μg/L，中位鋯離子濃度0.26 μg/L，其中8例鋁離子濃度較對照組升高20倍以上，中位鋁離子濃度113.49 μg/L，中位鋯離子濃度3.90 μg/L，與對照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而這8例全部為≥36 mm陶瓷頭；余15例中位離子濃度分別為鋁離子5.71 μg/L，鋯離子0.30 μg/L，與對照組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。使用≥36 mm陶瓷頭的12例中位鋁離子濃度24.21 μg/L，中位鋯離子濃度3.37 μg/L；使用<36 mm陶瓷頭的11例中位鋁離子濃度4.01 μg/L，中位鋯離子濃度0.30 μg/L，兩者之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性(P<0.05)。

3 討 論

第四代DeltaCOC關(guān)節(jié)具有耐磨性高、碎裂率低等優(yōu)點(diǎn)[2]，并且臨床效果與經(jīng)典的COPE關(guān)節(jié)相當(dāng)[8]。實(shí)驗(yàn)組患者術(shù)后末次隨訪的Harris評分為95.5分，較術(shù)前明顯改善。所有患者無假體松動(dòng)、炎性假瘤、異位骨化、深靜脈血栓等不良并發(fā)癥，整體臨床效果及臨床滿意率較好。D’Antonio等[9]長達(dá)10年的隨訪發(fā)現(xiàn)，COC的遠(yuǎn)期生存率高達(dá)99.1%。Sentuerk等[10]研究發(fā)現(xiàn)，MOM的磨損率為0.005 mm/yr，COPE的磨損率為0.030 mm/yr，因此MOM在早先被推廣使用。但隨后的研究發(fā)現(xiàn)，雖然MOM的磨損率較COPE低，但其發(fā)生異位骨化及炎性假瘤的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，從而導(dǎo)致手術(shù)的失敗。而COC的磨損率<0.001 mm/yr，遠(yuǎn)低于MOM及COPE[11]。本研究中所有患者術(shù)后X線無肉眼可見的磨損及假體松動(dòng)，無一例進(jìn)行翻修手術(shù)。Affatato等[11-13]的體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，鋁和鋯的復(fù)合物構(gòu)成的陶瓷假體與單純鋁構(gòu)成的陶瓷假體在耐磨性能及硬度上相當(dāng)，但其拉伸性及抗破碎性卻好于單純鋁陶瓷，特別是對于28 mm的陶瓷頭，單純鋁相對較難完成，而鋁和鋯的復(fù)合物則可以輕松實(shí)現(xiàn)。目前的Delta陶瓷關(guān)節(jié)正是由氧化鋁及氧化鋯的復(fù)合物構(gòu)成，其中氧化鋁約81.6%，氧化鋯約17%，因此Delta相對于Forte具有更高的硬度，大大降低了碎裂的風(fēng)險(xiǎn)，Ha等[14]的研究發(fā)現(xiàn)，陶瓷頭及內(nèi)襯碎裂率僅僅為0.004%及0.22%。本研究中全部使用Delta陶瓷，無一例出現(xiàn)陶瓷碎裂。

雖然已有研究表明COC關(guān)節(jié)術(shù)后臨床效果滿意，但目前還鮮有研究報(bào)道使用CoC關(guān)節(jié)的患者體內(nèi)的金屬離子濃度情況。本研究即針對使用COC關(guān)節(jié)的患者體內(nèi)的鋁離子及鋯離子濃度進(jìn)行探討。本研究中有8例的鋁離子濃度較對照組明顯升高，中位鋁離子濃度113.49 μg/L，中位鋯離子濃度3.90 μg/L，高達(dá)對照組的20倍之多。而這8例所使用的COC關(guān)節(jié)均為≥36 mm的陶瓷頭，其中1例患者因髖臼陳舊性骨折而使用了40 mm陶瓷頭，其鋁離子濃度251.00 μg/L，鋯離子濃度3.63 μg/L。使用≥36 mm陶瓷頭的12例中位鋁離子濃度24.21 μg/L，而使用<36 mm陶瓷頭的11例中位鋁離子濃度4.01 μg/L，兩者之間存在顯著差異，而兩組之間的BMI及活動(dòng)量無顯著差別，因此我們認(rèn)為使用≥36 mm的陶瓷頭可能會增加鋁離子及鋯離子的釋放。Al-Hajjar等[15]發(fā)現(xiàn)，36 mm陶瓷頭磨損明顯高于28 mm陶瓷頭。此外，發(fā)生關(guān)節(jié)異響的2例鋁離子濃度(21.23±10.61)μg/L，鋯離子濃度(4.96±2.61)μg/L，較對照組也有明顯的升高。有文獻(xiàn)報(bào)道指出，關(guān)節(jié)異響的發(fā)生與陶瓷關(guān)節(jié)條紋狀磨損有關(guān)[16]，這也證實(shí)了Chevillotte等[17]體外實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。而條紋狀的磨損必然會帶來鋁和鋯離子的釋放。

眾多研究指出，鋁離子與阿爾茲海默癥之間存在一定相關(guān)性，當(dāng)人體血液中鋁離子含量>350 μg/L時(shí)，其可能成為阿爾茲海默癥發(fā)病的危險(xiǎn)因素[19]，但關(guān)于鋯離子對人體的危害性還鮮有報(bào)道。同時(shí)國內(nèi)有學(xué)者指出，我國正常人群鋁離子濃度0.5～465 μg/L，鋯離子濃度0.01～2.45 μg/L[19]。本研究中，中期的隨訪結(jié)果顯示，所有患者的鋁離子濃度<300 μg/L，屬于正常范圍。因此我們認(rèn)為，COC關(guān)節(jié)置換術(shù)后中期釋放的鋁離子，其濃度沒有達(dá)到增加阿爾茲海默癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的濃度范圍。

COC關(guān)節(jié)術(shù)后異響是常見的并發(fā)癥，發(fā)生率各家報(bào)道不一。Hamilton等[20]研究指出，關(guān)節(jié)異響的發(fā)生率為0；而McDonnell等[21]研究指出，關(guān)節(jié)異響的發(fā)生率高達(dá)31%。本研究中有2例患者發(fā)生了關(guān)節(jié)異響，其發(fā)生率為6.9%。Mai等[22]對320例COC患者進(jìn)行隨訪，其中32例(10%)發(fā)生關(guān)節(jié)異響，其中31使用的是32 mm或36 mm的陶瓷頭，本研究中發(fā)生關(guān)節(jié)異響的2例患者使用的均為36 mm陶瓷頭，提示陶瓷大頭的使用可能會增加關(guān)節(jié)異響的發(fā)生率。同時(shí)Chevillotte等[17]通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陶瓷內(nèi)襯與陶瓷頭之間沒有潤滑液存在時(shí)均會發(fā)生關(guān)節(jié)異響，并且很快出現(xiàn)高壓力區(qū)，從而導(dǎo)致陶瓷條紋狀的磨損；一旦有少量的潤滑液注入，關(guān)節(jié)異響即消失。而有潤滑液存在時(shí)，關(guān)節(jié)異響從始至終均沒有出現(xiàn)，并且在實(shí)驗(yàn)期內(nèi)沒有出現(xiàn)高壓力區(qū)及陶瓷條紋狀的磨損。

本研究存在一定的局限性。本研究為回顧性分析而非前瞻性研究；樣本數(shù)量較少；實(shí)驗(yàn)組術(shù)前血清鋁及鋯離子濃度未進(jìn)行測量，無法排除個(gè)體化的差異；實(shí)驗(yàn)組術(shù)后早期血清鋁及鋯離子濃度未進(jìn)行評估；本研究僅為中期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，遠(yuǎn)期結(jié)果有待長期隨訪進(jìn)一步證實(shí)。

通過本研究，我們認(rèn)為COC關(guān)節(jié)在THA術(shù)后中期的臨床效果滿意。在使用<36 mm的陶瓷頭時(shí)，鋁離子及鋯離子濃度較正常人無明顯增高，提示COC假體在體內(nèi)磨損極小。COC關(guān)節(jié)置換術(shù)后中期釋放的鋁離子，其濃度沒有達(dá)到增加阿爾茲海默癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的濃度范圍，而長期的臨床療效及血清鋁及鋯離子濃度變化情況有待進(jìn)一步的隨訪證實(shí)。