髋关节翻修的骨缺损重建和假体选择原则 精灵论文.pdf

1 中国中国科技论文在线科技论文在线 髋关节翻修的骨缺损重建和假体选择原则 周宗科 裴福兴 作者简介 周宗科 男 副教授 主要研究方向 关节外科 通信联系人 裴福兴 1951 男 教授 主要研究方向 关节外科 e mail zongke 四川大学华西医院骨科 成都 610041 摘要 髋关节置换 total hip arthroplasty tha 是 20 世纪最成功的手术之一 它能够 减轻疼痛 改善功能和纠正畸形 从而提高患者生活质量 随着关节置换适应症的不断拓宽5 和接受髋关节置换人数的增加 tha 术后失败需要翻修的患者数量不断增加 髋关节翻修风 险大 难度高 手术技巧和设备要求高 其难点在于骨缺损的重建 以及选择合适的假体和 固定方法 髋臼骨缺损常用 aaos 分类法 股骨骨缺损常用 paprosky 分类法 髋关节翻修重 建骨缺损的主要方法有颗粒性骨移植和结构性骨移植 颗粒性骨移植常使用打压植骨技术 非骨水泥型假体是髋关节翻修常选择的假体 广泛涂层远端固定的股骨假体应用较为广泛 10 oblong 髋臼假体和组配式股骨假体重建髋臼和股骨骨缺损取得了较理想的效果 关键词 髋关节 翻修术 骨缺损 假体 the principles of reconstruction of bone defect and choice of implant to hip revision 15 zhou zongke pei fuxing department of orthopaedics west china hospital sichuan university chengdu 610041 abstract total hip arthroplasty tha was one of most successful surgery in 20th century it can relieve pain improve function correct deformity hence improve the quality of life to patients the number of hip revision is increasing accompanied with more and more patients receiving tha 20 revision total hip arthroplasties remains as one of the greatest challenges that hip surgeons confront the most challenges focus on management of bone loss as well as choice of implant impaction morselized bone graft and structural bone graft are usually used to enhance the bone defect the cemented component was not the optimal selection for revision total hip arthroplasty good outcome has been made by using an oblong shaped cementless implant to acetabular reconstructions of major 25 segmental defects or modular distal fixation stem to femur reconstructions of major segmental defects keywords hip revision bone defect implant 0 引言引言 髋关节置换 total hip arthroplasty tha 是 20 世纪最成功的手术之一 1 它能够减轻30 疼痛 改善功能和纠正畸形 从而提高患者生活质量 随着关节置换适应症的不断拓宽和接 受髋关节置换人数的增加 tha 术后失败需要翻修的患者数量不断增加 英国国家关节登 记系统数据显示 术后 3 年 骨水泥假体翻修率 0 9 非骨水泥假体翻修率 2 混合型假 体翻修率 1 5 股骨头表面置换翻修率 2 6 2 文献报道 术后 10 年 髋关节翻修率为 6 12 3 4 而对于年轻和活动量大的患者 髋关节翻修率明显升高 15 年假体生存率只有35 60 左右 5 全世界每年有超过 50 万人接受髋关节置换 因此 每年髋关节翻修患者数量 非常巨大 相对于西方国家 我国髋关节置换开展相对较晚 目前一些文献报道 5 年随访效果满意 假体生存率达到 100 6 7 但是 由于缺少大宗病例的中 长期随访和国家关节登记系统 全国髋关节翻修比例究竟有多少 目前尚无确切统计 40 髋关节翻修的主要原因包括 聚乙烯磨损颗粒引起的骨溶解和假体松动 8 感染 假体 周围骨折 假体断裂和反复脱位等 9 髋关节翻修风险大 难度高 手术技巧和设备要求高 2 中国中国科技论文在线科技论文在线 其难点在于骨缺损的重建 以及选择合适的假体和固定方法 而骨缺损重建 假体和固定方 法等没有统一的标准 需要长期积累临床经验 现就髋关节翻修的骨缺损重建和假体选择原 则进展做一综述 45 1 骨缺损的重建骨缺损的重建 骨缺损是髋关节翻修的主要棘手问题之一 骨缺损的处理结果直接影响到翻修假体的稳 定性和远期效果 因此 有效修复骨缺损 重建骨的解剖结构 是髋关节翻修术取得成功的 关键因素之一 1 1 髋臼骨缺损的分类髋臼骨缺损的分类 50 髋臼骨缺损的分类主要有 aaos 分类 paprosky 分类 gustilo 分类和 gross 分类等 上述分类方法各有优缺点 任何一个分类方法都不能完全满足临床需要 最后决定还有赖于 术中发现 10 相比较而言 aaos 分类简单 容易为广大医生掌握 在临床上应用最为普 遍 aaos 分类法将髋臼骨缺损分为 型 指边缘或内侧壁的节段型骨缺损 型 腔隙55 型骨缺损 骨缺损使髋臼变浅 但边缘存在 型 混合型骨缺损 节段性骨缺损 腔隙性 骨缺损 型 骨盆不连续型骨缺损 型 髋臼骨性融合型骨缺损 11 paprosky 分类法通过评估髋关节中心上移和内移程度 泪滴破坏和坐骨骨溶解程度等 方面 从而确定髋臼环 柱和壁的骨缺损程度及形态 表 1 12 1 髋关节中心上移程度 1 轻度 距离闭孔横线上方 3cm 以内 2 明显 距离闭60 孔横线上方 3cm以内 2 髋关节中心内移程度 1 i 级 在 k hler 线外侧 2 ii 级 在 k hler 线上 3 ii 级 在 k hler 线内侧 骨盆内壁膨胀 4 iii 级 在 k hler 线内侧 移入骨盆内 5 iii 级 假体明显移入骨盆内 3 坐骨支骨溶解程度 坐骨溶解表示髋臼后柱和后壁的下部骨破坏 1 轻度 骨65 溶解区位于距离闭孔上缘连线下 0 7mm 内 2 中度 骨溶解区达距离闭孔上缘连线下 8 14mm 内 3 重度 骨溶解区达距离闭孔上缘连线下 15mm 以远 4 泪滴骨破坏程度 1 轻度 外侧缘少量骨缺失 2 中度 外侧缘完全骨缺失 3 中度 外侧缘与内侧缘均有骨缺失 70 表 1 paprosky 分类法 缺损类型 髋关节中心上移 髋关节中心内移 泪滴骨溶解 坐骨支骨溶解 i 无 i 级 无 轻度 ii a 30mm i 级 轻度 轻度 ii b 30mm ii 级 中度 轻度 ii c 30mm ii ii 级 中度 中度 iii b 30mm iii 级 中度 中度 1 2 股骨骨缺损的分类股骨骨缺损的分类 股骨骨缺损的分类方法较多 包括 aaos 分类法 paprosky 分类法 cross 分类法及 gustilo 分类法等 aaos 分类法是基于节段性和腔隙性骨缺失进行分类 型是节段型骨75 缺损 又分为近端部分和完全骨缺损 中间部分骨缺损和大转子骨缺损 型是腔隙型骨缺 损 又包括松质骨 皮质骨和膨胀性骨缺损 型是混合型 节段型骨缺损 腔隙型骨缺损 3 中国中国科技论文在线科技论文在线 型是股骨对线不良 包括成角和旋转 型是股骨髓腔狭窄 是股骨干不连续 paprosky 分类法考虑了股骨干的支持能力 专为广泛涂层的非骨水泥型股骨假体设计的 表 2 这一分类法提出了三个骨缺损的基本类型 对股骨假体的选择具有指导性作用 80 而且明确定义了需要异体骨的支持 因此 paprosky 分类在临床上应用最广泛 其缺点是分 类较为复杂 应用于骨水泥假体翻修时困难 而且没有包括大转子区的骨缺损情况 表 2 paprosky 股骨骨缺损分类 干骺端 类 型 内 侧 外 侧 骨干 i 轻微损害 完整 完整 iia 缺损至小转子水平 完整 完整 iib 缺损至小转子水平 有缺损 完整 iic 缺损扩展至小转子下区 完整 完整 iiia 缺损至小转子水平 完整 有损害 iiib 缺损至小转子水平 有缺损 有损害 iiic 缺损扩展至小转子下区 完整或有缺损 有损害 85 1 2 1 节段型骨缺损的修复节段型骨缺损的修复 对于缺损不是很明显的节段型骨缺损 可以不进行骨移植而使用比原来假体稍大的非骨 水泥型假体或骨水泥型假体 较严重的 aaos 分类 型和 型髋臼骨缺损 通常需要结构 性骨移植 其优点在于能够对假体提供结构性支撑和恢复缺损处的解剖结构 piriou 报道结 构性骨移植结合骨水泥假体翻修 10 年随访 假体生存率达到 88 5 16 结构性骨移植早期90 取得了良好的效果 但是随着移植骨再血管化和重塑形可导致其被吸收和塌陷 严重者引起 髋臼假体的松动和移位 17 结构性移植骨往往被纤维组织包裹 再血管化程度低 移植骨 与假体接触面很少有骨长入 而宿主骨与假体接触面则有大量骨长入 18 1 2 2 腔隙型骨缺损的修复腔隙型骨缺损的修复 如果骨缺损较小时 可以加大髋臼研磨 选用大直径的生物学固定髋臼杯 按照初次置95 换技术安装髋臼假体 修复较大的腔隙型骨缺损主要使用颗粒骨移植 颗粒移植骨起到充填 和支架作用 新生血管能够较快长入骨小梁之间和颗粒骨之间 新骨形成先于骨吸收 植骨 区力学强度持续升高 19 在植入颗粒骨过程中 常常使用打压植骨技术 impact graft 即先用自体或异体松质 骨颗粒填充腔隙型骨缺损区 再用髋臼锉反转 将骨粒压实紧密 选择较大直径的髋臼假体100 植入 当上部和中央的缺损较大时 可以用颗粒性植骨或用较大骨块填塞缺损 然后再用颗 粒骨植入小的空隙缺损区 注意髋臼假体的表面至少 50 与宿主骨接触 假体通常要比最 后研磨的髋臼直径大 1 3mm 使用打压植骨技术的颗粒骨移植临床效果普遍达到 10 年生 存率 90 以上 19 1 2 3 骨盆连续性中断型骨缺损的修复骨盆连续性中断型骨缺损的修复 105 骨盆连续性中断型骨缺损是髋关节翻修手术中最难处理的问题 并发症高 20 21 可以采 用钢板将髋臼前后柱固定 或者使用髋臼增强环 并且在骨缺损处植骨 最终结局取决于骨 盆中断处是否愈合 如果发生不愈合 一切内固定只能起到临时支撑作用 最终都会松动和 失败 22 110 4 中国中国科技论文在线科技论文在线 1 3 髋臼骨缺损的处理髋臼骨缺损的处理 髋臼骨缺损的处理是髋关节翻修面临的难题之一 常常采用骨移植进行修复 根据供体 来源分为自体骨移植 同种异体骨移植和异种骨移植 自体骨移植来源有限 增加新的创伤 和有引起并发症之虑 13 异种骨移植仅能提供骨性支架 没有骨诱导活性 生物力学强度 有限 因此 临床上主要使用同种异体骨移植来修复髋臼骨缺损 根据骨缺损类型分别采用115 结构性骨移植和颗粒骨移植 研究发现 磷酸三钙和羟基磷灰石颗粒与自体骨组织混合 并 采用打实植骨的方法 修复髋臼空腔性和节段性缺损时 髋臼杯的移动和倾斜发生率明显降 低 14 15 1 4 股骨骨缺损的重建股骨骨缺损的重建 1 4 1 股骨节段型骨缺损的重建股骨节段型骨缺损的重建 120 小于股骨直径 1 3 的穿孔 可采用颗粒骨移植 对较大的皮质骨窗 应用异体皮质骨支 撑骨块叠加植骨 对于股骨近段小的节段型缺损 可用替代股骨矩的假体 或用标准假体结 合小段异体骨植骨 节段型骨缺损延展到小转子以远时 选择皮质支撑骨块移植修复近端节 段性骨缺损 同时采用远端固定型股骨假体 也可采用金属网罩加钢丝包绕修补股骨近端骨 缺损 将节段型骨缺损变为腔隙型骨缺损 选择远端固定型股骨假体 股骨近端骨缺损用颗125 粒松质骨植骨填塞 otte 使用皮质支撑骨板移植或皮质支撑骨板结合颗粒松质骨移植重建股 骨骨缺损 治疗效果非常理想 23 1 4 2 股骨腔隙性型骨缺损的重建股骨腔隙性型骨缺损的重建 腔隙型骨缺损系指股骨松质骨和皮质骨内层的骨缺失 没有累及股骨外层的皮质 植入 非骨水泥翻修假体后残余小的腔隙型缺损 可以应用颗粒松质骨填充 股骨近段出现广泛的130 腔隙型骨缺损或出现近端膨胀型缺损时 可采取应用嵌打压植骨结合骨水泥固定股骨假体的 方法进行重建 schreurs 报道 33 例使用松质颗粒骨移植结合抛光股骨柄翻修 经过 8 13 年 平均 10 年随访 harris 评分从 49 分升高至 85 分 假体生存率达到 100 24 2 假体和固定方法的选择假体和固定方法的选择 2 1 髋臼假体和固定方法的选择髋臼假体和固定方法的选择 135 当髋臼骨缺损经植骨修复后 需要采用恰当的髋臼假体重建髋臼 假体分为非骨水泥和 骨水泥型两种 非骨水泥型假体要比骨水泥型假体应用得广泛 如果髋臼骨缺损 臼缘完整 假体可被骨性髋臼缘环抱的空腔型骨缺损或缺损较小的节段性骨缺损 经适当的非结构性植 骨后 可用非骨水泥型髋臼杯 其远期效果较好 25 26 非骨水泥型假体要求髋臼臼缘保留 2 3 以上 且臼底完整或者臼底至少 50 的面积可以与髋臼杯表面接触 如果髋臼缘缺损 1 3140 以上 骨性髋臼对假体的环抱固定作用减弱 则宜采用骨水泥型髋臼杯 如果骨缺损巨大 应该考虑应用髋臼增强环罩 然后在罩内植入骨水泥型髋臼假体 2 1 1 非骨水泥型髋臼假体非骨水泥型髋臼假体 对少数翻修时骨缺损较少的病例 可以采用单纯非骨水泥假体 对腔隙性骨缺损或较小 的节段性骨缺损 通常使用非骨水泥假体结合颗粒骨移植 骨缺损为 aaos iii 型时 髋臼145 顶部骨缺损 髋臼前后柱完整 髋臼自身骨量保持良好 70 可以采用结构骨移植增强 对假体的支撑力 然后使用生物学固定的假体 lian 报道 114 个非骨水泥髋臼翻修假体 5 中国中国科技论文在线科技论文在线 经过平均 8 8 年随访 只有 2 例 1 8 需要再次翻修 harris 评分从 62 1 上升至 90 7 分 效果非常理想 25 对于较严重的髋臼节段型骨缺损患者 虽然通过大块结构骨移植能够恢复髋臼解剖结150 构 创造非骨水泥假体植入条件 12 但是由于假体与活性宿主骨接触面积小 不利于骨长 入假体表面 从而影响固定效果 另一方面 由于结构移植骨爬行替代过程中出现骨吸收要 影响假体的固定效果 17 对形态类似椭圆形的髋臼骨缺损 oblong 假体的使用取得了较理 想的效果 abeyta 使用 oblong 假体翻修 14 例共 15 个 aaos iii 型髋关节 经过 11 年随访 只有 3 个髋关节进行了再次翻修 1 个髋关节出现了影像学髋臼透光线 但功能良好 而剩155 下的 11 个髋关节没有松动表现 27 oblong 假体 2 个不同直径半球状重叠在一体 金属外壳整个表面为多孔涂层 外形为 椭圆形 假体植入后可以恢复髋关节旋转中心 获得早期稳定性 主要适用于髋臼顶部骨缺 损 aaos i iii 型 不可能通过无限扩大髋臼前后柱来接纳安放大直径的髋臼假体 如果 髋关节旋转中心较对侧上升 15mm 以上 选择 oblong 假体的优越性更加明显 对一些严重160 节段型骨缺损髋臼 例如 aaos iii 型和 paproskyiii 型髋臼 选择骨小梁金属加强杯能够获 得早期稳定性和远期骨长入 28 2 1 2 骨水泥固定型假体骨水泥固定型假体 由于单纯骨水泥型假体应用髋臼翻修的松动率高而逐渐弃用 由于可以提供即刻的假体 稳定 对于高龄 骨质情况较差的患者 需要早期活动 仍不失为一种可以考虑的方法 可165 以选择外后上缘加厚 10 15 高边的聚乙烯臼杯 当髋臼骨缺损为单纯节段性缺损 且面积 不超过 1 3 时 可以采用大块结构骨移植修补骨缺损 然后用骨水泥型髋臼杯 以维持髋关 节旋转中心 髋臼假体获得早期即时的稳定性 手术操作较简单 骨水泥假体结合钛网适用于 ib iib 型假体 术中按实测尺寸手工模压成草帽状 将其 放入髋臼底 四周应用螺钉固定 然后应用颗粒骨打压植骨 髋臼锉反转研磨成型后 应用170 骨水泥固定髋臼杯 也有作者在植骨后在应用第二层钛网加强后 再用骨水泥固定髋臼杯 髋臼增强环罩 cage 的一侧或两侧带有侧翼 侧翼上有许多螺孔 供不同方向的螺钉 固定 可以牢固地将环罩固定到髂骨 耻骨和坐骨上 为重建髋臼提供了一个解剖支架 增 强了髋臼的稳定性 对植入的异体骨提供支撑固定 安放比增强环罩小 2 3mm 的骨水泥假 体 便于术者调整髋臼的位置 29 这些髋臼重建装置 可以为异体骨提供机械性保护 有175 利于骨愈合和改建 从而对聚乙烯髋臼假体提供有效支撑 维持髋关节的旋转中心 2 2 股骨假体和固定方法的选择股骨假体和固定方法的选择 与初次髋关节置换不同 股骨翻修缺乏松质骨小梁对骨水泥的嵌合作用 骨水泥型股骨 假体远期效果不如非骨水泥型假体 多数时候 股骨近端存在腔隙型或者节段型骨缺损 近 端固定非骨水泥型假体并不适合于股骨翻修 广泛涂层远端固定的股骨假体应用较为广泛 180 2 2 1 非骨水泥型假体非骨水泥型假体 广泛涂层股骨假体还具有既可承受轴向压力 也可承受抗旋转扭力的特点 应用于具有 良好骨量的股骨 可提供即刻假体稳定 并为骨长入创造了条件 如果假体直径过大 大于 13 5mm 则有出现应力遮挡现象 导致股骨近端骨吸收风险 s rom 以及 mp 假体的设 计理念是同时追求假体近端和远端的最稳定化 通过干骺端锥形外套与股骨柄组合 能够较185 好地恢复髋关节的旋转中心 提供良好的股骨近端和远端匹配 30 恢复髋关节偏中心距和 6 中国中国科技论文在线科技论文在线 肢体长度 31 对于股骨骨缺损患者 单纯使用股骨组配式翻修假体而不进行骨移植 随访 结果令人鼓舞 10 年只有 4 出现假体松动 32 2 2 2 骨水泥型假体骨水泥型假体 股骨近端仅有少量骨缺损 aaos ii 型 1 区 i 度 可选择骨水泥型长柄假体 中远期190 效果与组配式 近端固定生物型假体相当 33 而股骨髓腔宽阔 股骨皮质菲薄 单纯使用 骨水泥固定假体效果不佳者 可行股骨髓腔内嵌压植骨 重建新的股骨髓腔 然后使用骨水 泥固定股骨假体 股骨近端严重混合型骨缺损存时 先行结构性骨移植重建骨缺损 然后使 用骨水泥股骨假体 如果取出初次置换的骨水泥柄后骨水泥鞘没有松动 能够排除感染 可 直接在原来骨水泥鞘内安放骨水泥柄 cement within cement 23 例患者经过 11 年随访 195 没有股骨翻修和假体松动 柄下沉与初次髋关节置换相似 34 参考文献参考文献 references 1 heisel c silva m schmalzried tp bearing surface options for total hip replacements in young patients j bone j surg 2003 85 a 1366 79 200 2 sibanda n copley lp lewsey jd et al revision rates after primary hip and knee replacement in england between 2003 and 2006 plos med 2008 5 e179 3 tarasevicius s kesteris u robertsson o et al introduction of total hip arthroplasty in lithuania results from the first 10 years acta orthop 2007 78 454 457 4 mullins mm norbury w dowell jk et al thirty year results of a prospective study of charnley total hip 205 arthroplasty by the posterior approach j arthroplasty 2007 22 833 839 5 mcauley jp szuszczewicz es young a et al total hip arthroplasty in patients 50 years and younger clin orthop 2004 418 119 125 6 zhang h cheng jq shen b et al cementless total hip arthroplasty in chinese patients with osteonecrosis of the femoral head j arthroplasty 2008 23 102 111 210 7 hui z pei fx shen b et al total hip arthroplasty with a cementless acetabular component and a cemented femoral component in the treatment of chinese patients with femoral head necrosis j arthroplasty 2008 23 1022 1030 8 callaghan jj albright jc goetz dd olejniczak jp johnston rc charnley total hip arthroplasty with cement minimum twenty five year follow up j bone joint surg 2000 82 a 487 97 215 9 lachiewicz pf soileau es changing indications for revision total hip arthroplasty j surg orthop adv 2005 14 82 84 10 campbell dg garbuz ds masri ba et al reliability of acetabular bone defect classification systems in revision total hip arthroplasty j arthroplasty 2001 16 83 86 11 d antonio ja capello wn borden ls et al classification and management of acetabular abnormalities in 220 total hip arthroplasty clin orthop 1989 243 126 137 12 paprosky wg magnus re principles of bone grafting in revision total hip arthroplasty acetabular technique clin orthop 1994 298 147 155 13 khan sn tomin e lane jm clinical application of bone graft substitutes orthop clin north am 2000 31 389 398 225 14 bolder sb verdonschot n schreurs bw et al acetabular defect reconstruction with impacted morsellied bone grafts or tcp ha particles a study on the mechanical stability of cemented cups in an artificial acetabulum model biomaterials 2002 23 659 666 15 bolder sb verdonschot n schreurs bw et al the initial stability of cemented acebular cups can be augmented by mixing morsellied bone grafts with tricalciumphosphate hydroxyapatite particles in impaction 230 grafting j arthroplasty 2003 18 1056 1063 16 piriou p norton m marmorat jl et al acetabular reconstruction in revision hip surgery using femoral head block allograft orthopedics 2005 28 12 1437 1444 17 hooten jr jp engh jr ca engh ca failure of structural acetabular allografts in cementless revision hip arthroplasty j bone joint surg 1994 76 b 419 235 18 hooten jp jr engh ca heekin rd et al structural bulk allografts in acetabular reconstruction analysis of two grafts retrieved at post mortem j bone joint surg 1996 78 b 270 275 19 heekin rd engh ca vinh t morselized allograft in acetabular reconstruction a postmortem retrieval analysis clin orthop 1995 319 184 190 20 sporer sm o rourke m chong p et al the use of structural distal femoral allografts for acetabular 240 reconstruction average ten year follow up j bone joint surg 2005 87 a 760 21 eggli s m ller c ganz r revision surgery in pelvic discontinuity an analysis of seven patients clin orthop 2002 398 136 145 7 中国中国科技论文在线科技论文在线 22 murphy sb management of acetabular bone stock deficiency j arthroplasty 2005 20 suppl 949 955 23 otte s fitzek j wedemeyer c et al reinforcement of deficient femur with inlay strut grafts in revision hip 245 arthroplasty a small series arch orthop trauma surg 2006 126 649 653 24 schreurs bw arts jj verdonschot n et al femoral component revision with use of impaction bone grafting and a cemented polished stem j bone joint surg 2005 87 a 2499 2507 25 palm l jacobsson sa kvist j et al acetabular revision with extensive allograft impaction and uncemented hydroxyapatite coated implants results after 9 7 11 years follow up j arthroplasty 2007 22 250 1083 1091 26 lian yy yoo mc f