黃崇峻，龔崇凱，陳波波，曹年平，田野

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院脊柱關(guān)節(jié)外科，遼寧 沈陽 110000)

人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的治療效果經(jīng)過30多年的臨床實(shí)踐，已經(jīng)得到了充分的肯定。實(shí)施髖關(guān)節(jié)置換的主要目的是緩解關(guān)節(jié)疼痛并矯正關(guān)節(jié)畸形，使關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能得到恢復(fù)及改善。近些年大量文獻(xiàn)顯示，髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后部分患者由于各種原因的影響，可能會(huì)發(fā)生假體松動(dòng)甚至斷裂導(dǎo)致假體失效[1]，目前已成為關(guān)節(jié)外科的一大難題，現(xiàn)將髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)的研究進(jìn)展綜述如下。

1 無菌性松動(dòng)

人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)通?？梢垣@得良好的長(zhǎng)期存活率以及良好的恢復(fù)效果，然而無菌性松動(dòng)仍然是一個(gè)令人擔(dān)憂的問題[2]。關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨質(zhì)會(huì)因?yàn)楦鞣N因素發(fā)生不同程度的溶解，該現(xiàn)象導(dǎo)致的人工假體松動(dòng)稱為無菌性松動(dòng)。對(duì)于無菌性松動(dòng)的原因提出了各種理論，這些理論主要基于經(jīng)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)和臨床研究以及各種報(bào)道。無菌性松動(dòng)有多因素的病因，不能用單一的理論來解釋[3]。機(jī)械學(xué)理論和生物學(xué)理論都被提出參與假體無菌性松動(dòng)的發(fā)生。

1.1 機(jī)械學(xué)理論 機(jī)械學(xué)理論包括假體微動(dòng)、應(yīng)力遮擋和高液壓。前些年前將微動(dòng)定義為關(guān)節(jié)假體與周圍骨質(zhì)之間發(fā)生的細(xì)微運(yùn)動(dòng)，在普通X線片上很難發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)臨床所指微動(dòng)是骨組織與關(guān)節(jié)假體之間發(fā)生的相對(duì)活動(dòng)[4]。假體與周圍骨骼之間的微小運(yùn)動(dòng)對(duì)手術(shù)技術(shù)要求較高，如果出現(xiàn)假體對(duì)不準(zhǔn)或者固定不牢靠，微動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加[3]。微動(dòng)增加使假體在術(shù)后最初的一段時(shí)間不能得到穩(wěn)定的固定，隨著時(shí)間的推移，最終假體會(huì)發(fā)生無菌性松動(dòng)[4]。應(yīng)力遮擋也是導(dǎo)致無菌性松動(dòng)的一個(gè)重要力學(xué)因素。正常骨的應(yīng)力是從近端到遠(yuǎn)端沿骨的長(zhǎng)軸傳導(dǎo)，植入假體后應(yīng)力從假體通過剪應(yīng)力傳到骨的近端和遠(yuǎn)端[5]。假體與周圍骨之間的微動(dòng)導(dǎo)致骨小梁重建和成纖維細(xì)胞遷移到假體表面和骨之間的空隙中。重復(fù)的應(yīng)力可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖，并允許形成纖維界面膜。假體周圍的骨重建也可能由于非生理性載荷條件而發(fā)生，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力遮擋，并導(dǎo)致非載荷區(qū)域的骨丟失[6]。異常應(yīng)力引起骨組織自我調(diào)節(jié)甚至重新塑型，可能會(huì)造成骨近端骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)丟失、假體松動(dòng)等[5]。人工關(guān)節(jié)置換術(shù)會(huì)破壞原有的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一些與關(guān)節(jié)囊相通的腔隙，關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)關(guān)節(jié)液會(huì)進(jìn)入這些腔隙。假體微動(dòng)導(dǎo)致假體周圍局部關(guān)節(jié)液壓增高，磨損顆粒則會(huì)移入有效關(guān)節(jié)腔，骨細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等與磨損微粒接觸，會(huì)導(dǎo)致破骨細(xì)胞的激活，從而導(dǎo)致骨溶解[5，7]。vander Vis等[8]研究證實(shí)假體與骨接觸面的液壓增高，可以導(dǎo)致假體周圍的骨細(xì)胞死亡和并發(fā)骨吸收。振蕩的液體壓力即使只存在很短的時(shí)間，也可以導(dǎo)致假體周圍骨壞死和骨吸收。

1.2 生物學(xué)理論 有證據(jù)表明，關(guān)節(jié)假體的無菌性松動(dòng)是由磨損顆粒引起的炎癥、破骨細(xì)胞形成和假體周圍隨后的骨溶解引起的[9]。磨損顆粒誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是無菌性松動(dòng)最重要的生物學(xué)理論。人體被置入關(guān)節(jié)假體之后，假體與骨面間微動(dòng)及關(guān)節(jié)活動(dòng)摩擦?xí)a(chǎn)生大量磨損顆粒，磨損顆粒釋放到周圍組織是假體周圍骨溶解的主要原因。眾所周知，巨噬細(xì)胞是介導(dǎo)對(duì)生物材料磨損顆粒的慢性炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵細(xì)胞[10]。磨損顆粒刺激大量炎性細(xì)胞，其中巨噬細(xì)胞的反應(yīng)是最為強(qiáng)烈的。磨損顆粒激活巨噬細(xì)胞，巨噬細(xì)胞激活破骨細(xì)胞或自身成為破骨細(xì)胞，從而啟動(dòng)骨吸收。破骨細(xì)胞是唯一具有骨吸收能力的多核細(xì)胞，由前體破骨細(xì)胞分化而來，屬于單核巨噬細(xì)胞系[11]。巨噬細(xì)胞分泌趨化因子和促炎細(xì)胞因子，導(dǎo)致進(jìn)一步的巨噬細(xì)胞募集，增加破骨細(xì)胞生成，最終導(dǎo)致種植體周圍骨丟失。由此可見，巨噬細(xì)胞的豐富程度與骨吸收的程度密切相關(guān)[12]。巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子、趨化因子和其他促炎物質(zhì)使慢性炎癥持續(xù)存在。趨化因子參與巨噬細(xì)胞和破骨細(xì)胞向假體周圍部位的遷移、凋亡、血管生成、膠原生成和組織重塑，影響破骨細(xì)胞的分化和活性，導(dǎo)致骨溶解增強(qiáng)并抑制骨形成[10，13-14]。此外，除了巨噬細(xì)胞大量募集到損傷部位之外，還有少量淋巴細(xì)胞募集，這表明免疫系統(tǒng)也可能參與了這種炎癥反應(yīng)[13]。因此，骨溶解是人體對(duì)磨損顆粒做出一系列反應(yīng)的結(jié)果。

考慮到無菌性松動(dòng)是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中最常見的翻修原因，專家們研究發(fā)現(xiàn)了一些防止無菌性松動(dòng)的方法。經(jīng)驗(yàn)豐富的手術(shù)團(tuán)隊(duì)術(shù)中可以避免過多的鉆削和摩擦，獲得良好的植入物穩(wěn)定性、良好的骨覆蓋和容納性，從而降低無菌性松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；術(shù)后使用如利塞膦酸、唑來膦酸等抗骨質(zhì)疏松藥物也可降低無菌性松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)[15]。也有研究表明，使用3D打印骨小梁結(jié)構(gòu)股骨柄假體可以一定程度上降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)，從而降低無菌性松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)[16]。此外，改進(jìn)關(guān)節(jié)假體材料、改良加工工藝對(duì)減少磨損顆粒的產(chǎn)生也有很大的幫助。現(xiàn)有的材料中陶瓷材料-陶瓷材料組合是目前磨損率最低的組合，陶瓷的生物惰性使得其磨損顆粒引起假體周圍組織的炎癥反應(yīng)概率最低[17]。

2 骨質(zhì)疏松

骨質(zhì)疏松是給人們帶來困擾的一種主要骨骼疾病，骨質(zhì)疏松的患者術(shù)后更容易出現(xiàn)假體周圍骨溶解、假體移位[18]以及假體周圍骨折，進(jìn)而導(dǎo)致假體松動(dòng)。骨質(zhì)疏松主要分為兩種：一種是受到藥物影響而產(chǎn)生的骨質(zhì)疏松，另一種則是年齡影響而產(chǎn)生的骨質(zhì)疏松[1]。糖皮質(zhì)激素主要作用于成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞，損害成骨細(xì)胞的復(fù)制、分化和功能，誘導(dǎo)成熟成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞的凋亡，從而導(dǎo)致骨形成受到抑制。糖皮質(zhì)激素也有利于破骨細(xì)胞的形成，從而增加骨吸收[19]。由于患者長(zhǎng)期服用激素類藥物，極易發(fā)生股骨頭缺血性壞死，需實(shí)行人工髖關(guān)節(jié)置換。當(dāng)人工關(guān)節(jié)假體植入患者體內(nèi)后，患者負(fù)重時(shí)股骨柄假體承受巨大的彎矩，主要由股骨柄根部?jī)?nèi)側(cè)和尖端外側(cè)來支撐。而激素可能導(dǎo)致股骨近端骨質(zhì)疏松，使骨質(zhì)條件相對(duì)較差，股骨矩不能起到良好的支撐作用，導(dǎo)致假體下沉，發(fā)生松動(dòng)[20]。骨質(zhì)疏松患者女性居多，女性在日常生活中鍛煉程度不夠，隨著年齡的增長(zhǎng)雌激素水平也不斷降低，導(dǎo)致骨質(zhì)丟失[21]、骨代謝失衡，發(fā)生骨質(zhì)疏松。髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中加強(qiáng)對(duì)骨健康關(guān)注的優(yōu)勢(shì)是顯著的，包括減少假體周圍骨丟失、延長(zhǎng)假體壽命、減少假體周圍骨折。對(duì)于骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的假體松動(dòng)重在預(yù)防，因此應(yīng)當(dāng)術(shù)后合理制動(dòng)，鼓勵(lì)患者術(shù)后下床活動(dòng)，適當(dāng)服用雙膦酸鹽和特立帕肽[22]等抗骨質(zhì)疏松藥物也有不小的幫助。對(duì)于嚴(yán)重骨質(zhì)疏松患者，則需要采用骨水泥固定型假體的置換來預(yù)防假體松動(dòng)。

3 感 染

假體周圍關(guān)節(jié)感染是關(guān)節(jié)置換術(shù)最具挑戰(zhàn)性的并發(fā)癥之一，發(fā)生率為1%～2%[23]，其診斷基于臨床表現(xiàn)、外周血和關(guān)節(jié)液的實(shí)驗(yàn)室結(jié)果、微生物培養(yǎng)、假體周圍組織的組織學(xué)評(píng)價(jià)、術(shù)中發(fā)現(xiàn)等因素[24]。感染可以導(dǎo)致骨缺損和組織壞死，導(dǎo)致骨量丟失增加，進(jìn)而導(dǎo)致假體松動(dòng)。細(xì)菌生長(zhǎng)環(huán)境、人體防御力和感染源是感染的必備條件。人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)為開放性傷口，髖關(guān)節(jié)假體放置于人體內(nèi)為細(xì)菌的侵襲和生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境，這種創(chuàng)傷性手術(shù)導(dǎo)致人體防御力下降及感染率增加。手術(shù)時(shí)間越長(zhǎng)，切口內(nèi)部組織暴露時(shí)間也就越長(zhǎng)，大大增加了被細(xì)菌感染的概率[25]。此外，吸煙、飲酒、糖尿病、長(zhǎng)期應(yīng)用激素、免疫功能受損等也會(huì)增加感染的概率[26]。假體周圍關(guān)節(jié)感染重在預(yù)防，圍術(shù)期應(yīng)用抗生素是減少假體周圍感染的重要預(yù)防措施[27]，另外使用富含抗生素的骨水泥也可以降低感染風(fēng)險(xiǎn)。感染導(dǎo)致的假體松動(dòng)目前國際上首選的治療方法是兩階段治療方案，第一階段是在采集微生物和病理樣本后進(jìn)行徹底的沖洗清創(chuàng)，移除人工假體以及插入抗菌骨水泥；第二階段則是消除感染后植入新的假體[26，28-29]。但是兩階段的治療方案延長(zhǎng)了治療時(shí)間，增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且目前使用兩階段治療方案的髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)失敗率為10%左右[30]?，F(xiàn)國外有一些報(bào)道稱一期翻修也是可靠的治療選擇，感染控制率較高[31]。對(duì)于髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后早期急性感染或晚期急性血源性感染，出現(xiàn)癥狀和體征不滿3周、假體穩(wěn)定且局部軟組織條件好的患者也可以行保留假體的清創(chuàng)術(shù)治療[32]。

4 假體周圍骨折

假體周圍骨折被定義為發(fā)生在骨科植入物周圍或關(guān)節(jié)假體周圍的骨折。假體周圍骨折是人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后一種嚴(yán)重的并發(fā)癥，發(fā)生率為0.3%～5.4%[33]。人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體周圍骨折可能會(huì)影響骨盆、髖臼、股骨等[34]，其中假體周圍股骨骨折則占了很大比例。假體周圍發(fā)生骨折可能會(huì)損害植入物的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致假體松動(dòng)[35]。假體松動(dòng)則需要行髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)，為患者帶來極大的困擾。了解假體周圍骨折的危險(xiǎn)因素對(duì)于指導(dǎo)患者以及研究預(yù)防和治療的方法是很重要的。假體周圍骨折的危險(xiǎn)因素大概分為患者相關(guān)和手術(shù)相關(guān)兩類。患者相關(guān)：由于高齡和女性患者骨質(zhì)質(zhì)量降低，常被認(rèn)為是假體周圍骨折的危險(xiǎn)因素；手術(shù)相關(guān)：非骨水泥型全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性依賴于植入物與骨之間的固定過程，但最初的穩(wěn)定性依賴于植入物于骨之間的摩擦力，此期間最可能發(fā)生假體周圍骨折，不良的手術(shù)技術(shù)如假體錯(cuò)位和過度切除也會(huì)增加骨折的風(fēng)險(xiǎn)[34]。

5 其 他

早期假體松動(dòng)(術(shù)后1～5年)主要是手術(shù)技術(shù)的原因。隨著非骨水泥型假體的普及，術(shù)者為了達(dá)到良好的壓配效果，磨掉部分髖臼骨，髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心會(huì)發(fā)生不可避免的內(nèi)移和上移[36]，而非骨水泥型壓合式髖臼假體的力學(xué)穩(wěn)定性取決于外科醫(yī)生的手術(shù)技巧[37]。準(zhǔn)確的髖臼位置和髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心的重建對(duì)于髖臼假體的壓配至關(guān)重要[38]。通常臼杯植入時(shí)前傾(15±10)°，外展(40±10)°，假體植入角度不當(dāng)易引發(fā)股骨大粗隆與髖臼外上緣撞擊而導(dǎo)致假體松動(dòng)、脫位；合理的假體壓配有利于假體的即時(shí)穩(wěn)定，同時(shí)能避免術(shù)后假體撞擊和磨損，降低術(shù)后假體松動(dòng)的概率[39]。不當(dāng)?shù)捏y臼定位、術(shù)者的技術(shù)不純熟可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，包括脫位、撞擊和加速襯墊的磨損乃至假體松動(dòng)等，因此提高手術(shù)技術(shù)對(duì)于預(yù)防早期假體松動(dòng)具有重要意義。目前國外有部分機(jī)構(gòu)使用機(jī)器人輔助指導(dǎo)股骨柄和髖臼假體的放置，延長(zhǎng)全髖關(guān)節(jié)的耐用性，降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生[40]，但是因其成本較高，實(shí)用性還有待商榷。

患者在進(jìn)行人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后，由于無菌性松動(dòng)、骨質(zhì)疏松、感染、假體周圍骨折等多種原因會(huì)發(fā)生假體松動(dòng)，而無菌性松動(dòng)是導(dǎo)致人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修的最主要原因。骨質(zhì)疏松和感染所導(dǎo)致的假體松動(dòng)重點(diǎn)在于預(yù)防，而增加假體穩(wěn)定性、提高手術(shù)技術(shù)、改進(jìn)關(guān)節(jié)假體材料以及術(shù)后應(yīng)用藥物可以大大降低無菌性松動(dòng)、假體周圍骨折的風(fēng)險(xiǎn)。目前來看陶瓷-陶瓷假體引發(fā)的炎癥反應(yīng)最輕，發(fā)生無菌性松動(dòng)的概率最小，因此在未來陶瓷-陶瓷假體的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。隨著醫(yī)療水平的不斷進(jìn)步以及患者對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，可想而知人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)會(huì)得到更多的應(yīng)用，所以對(duì)人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)原因展開深層次的研究十分必要，也對(duì)提高患者滿意度以及降低人工髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)難度有很大幫助。