人工全髋置换技术的临床应用与进展.doc

人工全髋置换技术的临床应用与进展【关键词】 髋假体；关节成形术，置换，髋；髋疾病自1938年Willess首次将人工全髋关节置换术应用到临床后，该术式在临床得到广泛应用。髋假体材料得到不断发展，假体形态不断改善，置换手术技术也在不断进步。笔者对人工全髋置换术(THR)中不同假体材料的使用、置换技术及固定技术在临床的应用与发展情况进行综述如下。1 假体材料1.1 股骨柄 用来制作人工股骨柄假体是种类繁多的各种合金，主要有不锈钢、钛基合金和钴基合金等。早期使用FeGNMo锻钢为股骨柄，硬度不高，易在人工股骨头表面产生压痕效应，且制作的假体柄也易产生变形和折断，效果不满意，目前已渐少用1。FeCrNiMnMoNbN锻钢制作的人工假体应用效果有所提高，但疗效还不完全满意。20世纪70年代以来，钛合金有了很大发展，钛合金质轻、抗张强度、屈服强度和疲劳强度高，生物相容性好，是目前作为假体柄最广泛使用的材料。1.2 股骨头和髋臼 人工股骨头的材料有不锈钢、钛合金、钴铬钼、陶瓷等。早期使用不锈钢人工股骨头，钴铬钼合金与不锈钢相比，具有高强度和耐腐蚀等优点1，因此，目前绝大多数人工股骨头是由钴铬钼合金制成的。陶瓷由于具有良好的生物相容性，强度较金属高，制作成的人工股骨头和陶瓷髋臼衬里配合，假体线性磨损平均0.016mm/年，是金属-聚乙烯的10%，陶瓷-聚乙烯的50%2，从而引起了广大学者的极大兴趣，并取得了较好的临床效果，也是目前使用较广泛的材料。但陶瓷有韧性不够的问题有待解决。髋臼假体的材料早期是金属臼，由于金属金属配伍磨擦及磨损造成松动和疼痛发生率高，1962年，Charnley3首先采用金属髋臼超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene，UHMWPE)进行THR。从那以后，这一配伍成为人工全髋关节置换的黄金标准，金属髋臼UHMWPE衬里的髋臼假体一直使用至今。由于聚乙烯的易磨损是其材料本身的缺陷，学者们多年来不断探索新的人工配伍。近年来，高交联UHMWPE得到了深入研究，其作为髋臼衬里的线性磨损及容积磨损较UHMWPE大为减少，金属-高交联UHMWPE关节配伍得到最广泛的临床应用，并取得满意效果。2 假体的固定与形态2.1 股骨柄的固定 假体的固定与形态有着密不可分的关系。很多形态上的设计改变都是为了得到牢固固定，解决假体松动这一难题而诞生的。人工股骨柄的固定为骨水泥型和非骨水泥生物固定两大类。骨水泥固定假体已在临床使用近五十年，已由第一代骨水泥发展为第三代固定技术。Huo4采用第一代骨水泥固定技术20年随访82%假体未出现松动。采用第二代骨水泥固定技术18年随访95%未出现假体松动。第三代骨水泥固定技术分别在假体表面喷砂、近端粗糙面和预涂骨水泥三种以期达到增加固定效果的作用，但3年随访假体柄松动率为12%5。对骨水泥固定假体柄的方法，欧美学者间仍存在较大争议。但根据目前的临床使用情况观察，骨水泥仍不失为股骨假体柄固定的有效手段之一，尤其是对高龄骨质疏松病人仍是临床医师的首选。非骨水泥假体使用已有20多年。非骨水泥生物固定这一概念主要是利用骨组织长入假体微孔，从而达到牢固固定。非骨水泥固定股骨柄假体表面处理方法有两种：表面多孔和羟基磷灰石涂层（HA）。表面多孔的可分为微孔和巨孔两种，表面多孔主要是利用骨组织长入假体孔内而达到固定效果6。HA能诱导或促进骨局部生长，使假体有更稳定的植入。在对假体表面进行处理的同时，假体柄的几何形状设计也得到重视和发展。锥形柄设计最受关注，其植入时和植床紧密压配，允许负重后二次植入，增加了稳定性。有学者报道710年随访98%固定效果良好。2.2 髋臼固定 髋臼侧骨水泥固定失败率高，长期随访失败率高达30%40%7。多数髋臼侧固定是采用23枚螺钉固定，同时和人体髋臼相压配面进行HA等处理可获得更理想的固定效果。为增加人工髋臼和人工股骨头之间的稳定性，即在不影响人工髋关节活动范围的情况下获得最满意的稳定性，最低的脱位率。在提高手术技术的同时，进行对髋臼杯的设计改进。臼杯半球形设计可增加人工髋关节活动范围，但对人工股骨头包容减少，髋关节稳定性下降。1/2球形设计臼杯对假体头的包容增加，人工髋关节活动范围减少，假体和臼杯间撞击机会增加，反不利于人工髋关节的稳定性。因此，临床上大多数臼杯为1/2球形。2.3 假体头颈 假体头的形态为球形，直径一般为22、24、26、28、32、36mm等，称为标准头8。假体头的大小一直是个争论性问题，Bartz9通过已行全髋置换的尸体骨盆标本进行机械试验发现假体头越大，关节屈曲活动范围越大；但假体头从28mm增加至32mm关节活动范围增加不明显。因此建议使用直径26mm 或28mm假体头。裙状金属头或蘑茹形的陶瓷头等其他形态的假体头临床上也有使用。假体颈的形态一般为圆柱或圆锥体，锥度一般为35。颈长度范围一般有0、2、5、7、10mm等。3 适应证THR是解决许多髋关节疾病，重建髋关节功能的一种重要有效的治疗手段。对THR的选择从髋关节疾病上可分为几大类10：关节炎；股骨头缺血性坏死；化脓性关节炎或骨髓炎；结核；先天性疾病；重建手术失败；股骨近端或髋臼肿瘤切除后行全髋置换亦有满意效果。1994年美国国立健康研究所在针对髋关节置换的共识性声明中指出：“THR适用于几乎所有患髋关节疾病而引起慢性不适和显著功能障碍的病人”。能用其他方法解决髋关节疾患的尽可能不用全髋置换术也是一些学者奉行的原则。如近几年来，国内一些学者采用半髋表面置换治疗股骨头缺血坏死取得近、中期较满意的疗效11，能最大限度地保留健康的股骨颈，利于翻修手术，也为治疗髋关节疾病寻求更合理的治疗方法。年龄历来是被强调的一个重要因素，5560岁以上是一个较有代表性和明确的观念。但近年来许多学者提出了“黄金时代”（good time）一词，也就是强调要把握住手术的最佳时机，在患者精力体力最旺盛时期，提供一切必要手段使他们战胜疾病，恢复生活和工作能力，如强直性脊柱炎患者，尽管发病年龄在1630岁，如及早进行THR是恢复其社会活动及生活能力的最佳选择12。特别是对于创伤、激素、酒精等因素致股骨头缺血性坏死期，股骨头病变不可逆转，先天或后天髋关节脱位等因素、继发的髋关节骨关节炎的疼痛和功能障碍，髋关节发育不良等的青年人，可选择THR。对于>55岁头下型股骨颈骨折，国内许多学者13通过临床比较后认为行全髋置换为宜。总之，对THR的适应证选择应根据病人个体及疾病情况具体灵活掌握，没有一个绝对的原则。4 手术方法的选择手术方法的选择就是对假体及内固定方法的选择。前述不同假体材料及生产地都有不同价格。不同的材料和产地，价格往往有着极其悬殊的差别，一些产品是普通人群不可企及的，因此，目前很多医院对假体材料的选择是根据病人的要求结合病人的实际经济承受能力来决定的。方法的选择主要是假体固定方法的选择，固定方法是对骨水泥型固定和非骨水泥型固定这两大类的选择。骨水泥型固定由第一代：骨水泥用手搅拌，骨髓腔一般冲洗，远端不用髓腔塞，骨水泥用手填入股骨骨髓腔，到第二代：骨水泥仍用手搅拌，开始重视股骨骨髓腔冲洗，远端使用髓腔塞、骨水泥用骨水泥枪填充，直至20世纪90年代后使用的第三代方法：真空或离心法搅拌骨水泥，重视股骨髓腔冲洗，加压脉冲冲洗，继续用髓腔塞，加压骨水泥枪填骨水泥，利用中置装置使假体杆位于髓腔中央等一些现代工艺的使用，使骨水泥固定技术日臻完善。骨水泥型THR比较明确的适应证是：年龄>70岁，中度以上骨质疏松；年龄<70岁，严重骨质疏松。非骨水泥型全髋关节也称生物固定型全髋关节，就是通过骨长入经不同工艺处理的假体表面达到固定作用，要达到此目的必须有假体与假体植入床的紧密接触和稳定的初始固定14。所以非骨水泥型全髋关节的使用就要求骨质条件好，骨生长修复能力强的病人：<60岁；>60岁，骨质条件较好，预计寿命在25年以上患者。1989年产生了混合型全髋关节，它采用非骨水泥髋臼假体固定和骨水泥股骨柄假体固定。经这些年来的临床使用及观察，取得较好效果，目前国内外大多数学者将它作为全髋置换的首选模式6。笔者认为，股骨假体柄固定的适应证以上述两种作标准为好。5 手术入路行THR手术入路有4种：髋关节前外侧入路又称Smith-Petersen入路。髋关节外侧入路：经典的是Watsen-Jenes 切口。髋关节后外侧入路。髋关节后侧入路：此入路操作简单安全显露充分，不损伤髋关节外展装置，利于术后功能恢复，是十分理想实用的手术入路15。其它各种改良的切口都是由以上4种切口衍生的。近年来微创技术的发展和微创技术观念在外科手术中的引入，把THR提高到一个新的水平，产生了小切口全髋关节置换术（mini-incision total hip arthroplasty，MITHA），小切口全髋置换的入路有3种：前外侧入路；后侧入路；双小切口入路。小切口入路需要有特殊的手术器械和十分丰富熟练的常规全髋置换手术经验。此入路有着十分诱人的前景，也存在很多需要探索的问题16。手术入路的方式虽然繁多，但采用何种入路，仍应以手术者最熟习、最熟练的入路为宜。6 并发症THR的施行使无数患者因此受益，但也存在各种各样的并发症，一些并发症给患者带来的是终生更大的痛苦或生命的代价。常见的并发症有以下一些：(1)假体松动，是人工全髋关节置换术远期最常见的并发症。原因是：生物力学因素：作用于假体界面的应力、应力遮挡和骨吸收；生物性因素：磨损碎屑导致假体周围骨溶解；重量因素：老年性骨结构本身的衰变；外科技术方面的因素：骨床准备，假体插入，骨水泥技术；其他因素：感染、药物及全身情况如肥胖等17，18。假体松动的诊断标准：通过X线检查：a.假体周围透亮区>2mm；b.假体移位>4mm。只要其中一条件符合便可诊断。(2)脱位，该并发症发生率仅次于假体松动，排在第二位。臼杯部件的位置错放是发生脱位的主要原因。脱位的分类：类为体位性脱位，其假体位置正确。类是软组织失平衡性脱位，包括大转子截骨不愈，高位臼杯等。类是假体部件放置位置不良脱位，如臼杯或股骨柄假体位置方向错误等。(3)感染，术后1个月内是感染发生的高峰期。发生感染的原因繁多，如糖尿病、酒精中毒、类风湿性关节炎活动期、长期服用激素、尿路或皮肤有感染灶、手术无菌条件不够、手术技术因素、未预防用抗生素等。感染的后果是悲惨的，预防感染需多方面的工作改善，如掌握好手术适应证、提高手术技巧、改善手术环境、常规预防用抗生素等19。(4)深静脉血栓，其发生原因和局部创伤、卧床制动、假体异物炎症反应、肥胖等因素有很大关系20。(5)双下肢不等长，双下肢不等长>20mm作为诊断不等长标准21。<20mm不需处理。发生不等长原因多是股骨颈截骨面不准确或选股骨假体颈过长。(6)大腿疼痛，1987年有学者22提出“骨水泥病”的概念，但经研究发现大腿疼痛主要发生于非骨水泥固定的患者。疼痛的原因是假体柄在髓腔内不能与髓腔内皮质骨紧密接触产生微动。患肢负重时，股骨发生应力折弯，导致皮质骨与假体远端光滑柄之间相对轻微滑动刺激引起疼痛。(7)异位骨化，就是股骨假体颈周围软组织、关节囊内有异位骨形成。与创伤、炎症、神经损伤等因素有关。(8)神经或大血管损伤，神经大血管损伤部位和手术入路有直接密切关系。神经损伤后会出现相应损伤神经所支配肢体功能障碍表现。血管损伤一般容易发现，一旦发生主要神经或大血管损伤，应及时处理，以免给患者带来更大的痛苦或危险。7 结语经过数十年的应用和发展，广大学者及医务工作者在THR方面积累了丰富和宝贵的经验。使这一手术成为人工关节置换手术中技术最成熟，效果最理想，临床使用最广泛的手术方法。相信在将来相当长一段时期内，THR仍是解决一些髋关节疾病的最好方法。虽然目前在假体无菌性松动、磨损、长期体内存留的生物相容性方面的问题尚未彻底解决，但这些问题通过完善的外科技术、科学技术的发展、假体材料和手术工具的不断进步，是有望解决的。【参考文献】 1 李宏杰.人工全髋关节置换术的研究现状J.国外医学(外科学分册)，1999，26(1)：34-36.2 Wroblewski BM，Siney PD，Dowson D，et al.Prospective clinical and joint simulator studies of a new total hip arthroplasty using alumina ceramic heads and cross-linked polyethylene cups J.J Bone Joint Surg Br，1996，78(2):280-285.3 Charnley J.Total hip replacement by low-friction arthroplasty J.Clin Orthop Relat Res，1970，72：7-21.4 Huo MH，Brown BS.Whats new in hip arthroplasty J.J Bone Joint Surg Am，2003，85-A(9):1852- 1864.5 Sylvain GM，Kassab S，Coutts R，et al.Early failure of a roughened surface，precoated femoral component in total hip arthroplasty J.J Arthroplasty，2001，16(2):141-148.6 田晓滨，张美心，邱冰.人工全髋关节置换的方法选择J.贵州医药，2002，26（3）：206-207.7 McLauhlin JR，Lee KR.Total hip arthroplasty in young patients.8-to 13-year results using an uncemented stem J.Clin Orthop Relat Res，2000，(373):153-163.8 Nadzadi ME，Pedersen DR，Callaghan JJ，et al.Effeets of acetabular component orientation on dislocation propensity for small head-size total hip arthroplasty J.Clin Biomech (Bristol，Avon)，2002，17(1):32-40.9 Bartz RL，Nobel PC，Kadakia NR，et al.The effect of femoral component head size on posterior dislocation of the artificial hip joint J.J Bone Joint Surg Am，2000，82(9):1300-1307.10 卡纳尔（美），主编.卢世璧，译.坎贝尔骨科手术学M.第9版.济南：山东科学技术出版社，2001.308-418.11 肖增明，詹新立，李世德.半髋表面置换治疗股骨头缺血性坏死的近、中期疗效分析J.中华骨科杂志，2005，25（12）：716-720.12 胡如印，田晓滨，邱冰，等.人工全髋关节置换术治疗青年髋关节疾患的价值探讨J.贵州医药，2004，28（12）：1091-1092.13 李佛保，盛璞义，韩士英，等.人工股骨头