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非骨水泥假体柄在髋关节股骨侧翻修中的应用
来源：原文刊载于《中华解剖与临床杂志》
作者：
南京军区南京总医院
王北岳 刘国印 周利武
计忠伟 郭 亭 赵建宁
在西方发达国家,髋关节翻修比例已占髋关节置换手术的1/4,多数髋关节翻修时已存在不同程度的骨溶解、近段股骨骨缺损及骨床硬化,而骨水泥型股骨翻修假体的长期效果并不理想,远端固定长柄非骨水泥假体柄进行股骨翻修已成为越来越多术者的选择。股骨翻修技术及其假体的选择直接影响假体寿命及髋关节功能,手术目的是维持股骨的完整性、保持骨量,达到牢固固定,恢复髋关节的生物力学特性。2008 年5 月—2013 年8 月,南京军区南京总医院骨科(关节外科)采用非骨水泥假体柄翻修髋关节的患者中,有完整回访资料的共计108 例,现回顾性分析其临床资料,以探讨非骨水泥假体柄在髋关节股骨侧翻修中的应用价值。
1.1 一般资料
纳入标准:(1)单侧髋关节翻修;(2)翻修时股骨侧采用非骨水泥假体柄;(3)随访资料完整。排除标准:(1) 采用骨水泥假体柄进行股骨侧翻修;(2)仅髋臼侧进行翻修者;(3)严重骨质疏松;(4)非初次翻修。共入选108例,男58例,女50例。患者翻修时的年龄为32~83岁, 平均(63.64 依10.86)岁;距初次关节置换的时间为3个月~27年,平均7.2年。术前股骨骨缺损Paprosky 分型:Ⅰ型62例, Ⅱ型33例,ⅢA型10例,ⅠⅢB型3例。
本组108例髋关节翻修的原因有:无菌性松动68例(63.0% );假体周围感染或间隔植入后二期翻修26例(24.1%);假体周围骨折8 例(7.4%);假体断裂2 例(1.9%);人工关节反复脱位4例(3.7%)。初次手术假体为骨水泥假体柄41 例(38.0%), 非骨水泥假体柄46 例(42.6%),生物柄采用骨水泥固定假体4 例(1.9%),骨水泥间隔17例(15.7%)。翻修所采用的假体类型为Echelon假体36例(33.3%),其中21例解剖型假体、15例直柄假体; MP假体30例(27.8%),均为解剖型假体;Solution 假体42例(38.9%),均为直柄假体。
1.2 围手术期处理
翻修术前及术后均拍摄髋关节正位X 线片(图1、2),包括股骨近端至少1/2。认真复习患者初次手术原因、手术方式及翻修原因。积极治疗内科基础病,控制血压及血糖在手术安全范围内。假体周围感染者如满足一期翻修指征,均予以一期翻修,否则二期翻修;术中均多点取分泌物培养,术后静脉用抗生素2 周,口服抗生素达6 周,并动态观察红细胞沉降率及C 反应蛋白、血常规。术前及术后末次随访统计Harris 评分及疼痛视觉模拟评分( visual analogue scale, VAS)。所有患者术前测量皮质- 管腔指数及假体在髓腔内的力线,假体纵轴与股骨解剖轴偏离大于2°时认为力线不良。
1.3 手术方法
患者均采用蛛网膜下腔麻醉,健侧卧位,后外侧切口。股骨侧Paprosky 为I~ III型均采用非骨水泥假体柄翻修。对于IIIB 型及股骨近端有明显缺损,且近峡部有大于4 cm 的完整骨质者,均予以自体髂骨植骨,以恢复股骨近端骨量。对于难以取出的骨水泥及假体柄,采用远端开窗技术,必要时股骨近端截骨。彻底清除阻碍假体植入的骨水泥及骨水泥栓,股骨髓腔扩髓,植入非骨水泥假体柄,长度为170 ~280 mm 。植入柄后开窗骨片或截骨块回植,必要时采用钛缆辅助固定骨块。对假体周围骨折Vancouver 分型为不稳定者,植入非骨水泥假体柄后,视其稳定性决定是否采用钛缆辅助固定。假体周围感染及骨水泥间隔植入者,按假体周围感染处理原则进行治疗。结构植骨及股骨近端截骨取柄再植入非骨水泥假体柄。假体植入过程中C 臂机透视确保假体无穿透及新发骨折;所有结构植骨及钛缆辅助固定者术后均卧床8 周。
1.4 统计学方法
应用SPSS18.0软件进行统计学分析。服从近似正态分布的计量资料以表示,呈偏态分布的计量资料以M(P25,P75)表示。参数呈正态分布时,两组间比较采用t 检验,多组间比较采用单因素方差分析(ANOVA);参数呈非正态分布时,多组间比较采用Kruskal-Wallis 法,两组间比较采用Mann-Whitney U 检验法。两组间率的比较采用x2 检验的Fisher’s 精确概率法,多组间的比较采用Pearson 卡方检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。
108例翻修患者中,有10例(9.3%) 取柄时出现骨折, 但均未出现大块骨折移位; 截骨16例(148%) ,其中骨水泥假体柄12例,非骨水泥假体柄4例,非骨水泥假体柄截骨均为大转子截骨,植入非骨水泥假体柄时未发生术中骨折及假体远端穿透皮质;9例假体力线不良,其中3例假体远端紧贴股骨外侧外皮质,均为柄尖端偏向外侧,复习术前X线片可见初次置换时即存在假体力线不良。所有骨折及截骨患者其中12例采用钛缆辅助固定。全组患者接受随访0.5~5年,平均33.4个月。术后X 线片评价假体在位(图2),术后3~6个月可见骨长入(图3),骨折线模糊或消失。末次随访时间Harris 评分和VAS 评分较术前分别为升高和降低,差异均有统计学意义(P值均<0.05),见表1。翻修所采用的3 种不同假体间翻修原因比较,差异也无统计学意义(P>0.05),见表2。初次手术不同固定方式间患者年龄、性别与VAS、Harris 评分的比较,差异均无统计学意义(P值均<0.05),见表3。
翻修所采用的假体长度平均为224.4mm,假体植入过程中有2例股骨近端出现约1cm裂痕,余均未出现骨折。解剖型假体出现力线不良率小于直柄假体,分别为3.9%(2/51)为14.0%(8/57)。7例骨折和16例截骨、开窗患者中,骨水泥假体柄分别占5/7、14/16,均高于非骨水泥假体柄的2/7和2/16。6例患者采用了大粗隆延长截骨,其中4 例术前假体为骨水泥假体柄,2例为非骨水泥假体柄;股骨远端开窗10 例,初次置换均为骨水泥假体柄。随访期间未出现感染迹象,下地行走良好,无假体脱位、骨折及假体松动发生。
表1 108例患者翻修手术前后VAS、Harris 评分比较
髋关节翻修的目的是去除疼痛、改善关节功能、增加骨量储备及延长假体寿命。人工髋关节置换术前选择假体时,只有在几何学上达到与患者股骨髓腔匹配,优化了生物力学性能,才能提高全髋关节置换术后疗效。在翻修术中同样适用以上原则。现今,骨水泥型及非骨水泥假体柄均用于髋关节翻修术中,骨水泥假体柄作为最早应用于翻修的假体依然流行,但因术中骨小梁破坏较多,甚至出现骨缺损,同时股骨髓腔表面骨质硬化,骨水泥- 骨之间的锁定机制降低,其失败率较高。近年来,骨水泥假体翻修的成功率虽有所提高,但其仍可造成大量骨流失,导致假体不能达到足够的坚强固定,易发生股骨骨折、术后早期假体下沉等并发症。Frances等研究发现,髋关节置换术后进行性假体下沉往往会导致假体松动,特别是假体中段骨水泥覆盖不佳时,假体松动率明显增加。Lieberman也指出,髋关节置换术后骨水泥假体翻修病例,术后4.5年假体的松动率达到12%以上,且十分不利于再次翻修。 目前,骨水泥假体翻修通常用于骨量丢失少或股骨髓腔宽大的老年患者,其他患者考虑非骨水泥假体柄翻修。早期采用的非骨水泥假体柄是近端多孔涂层设计,对股骨近段无明显骨缺损者长期疗效尚好;但翻修术中近段股骨骨缺损及骨折者较多,伴骨缺损的近段股骨解剖形态和力学强度均已改变,近端涂层假体不能获得良好骨长入,从而不允许早期负重,且容易出现早期松动。与骨水泥假体柄结合打压植骨及近端固定非骨水泥假体柄理念不同,采用远端固定的非骨水泥假体柄进行翻修时,如股骨远端骨质较好,即可在后期实现骨长入,达到长期稳定的作用,即使股骨近端的骨质较差,同样能使假体达到后期坚强固定, Weiss等对14例用非骨水泥假体柄翻修假体组配型行髋关节翻修术,术后随访1~ 5年结果提示:虽然股骨柄假体远端只有平均33mm(10~60mm)的骨锚定,且股骨近端缺损未进行植骨,但临床疗效均较好,术后5 年Harris评分平均为85分,仅1例出现假体下沉。 因此,对于股骨近端缺损的患者,包括骨缺损较多的PaproskyⅢA 型患者,只要其股骨远端骨质较好,用非骨水泥假体柄进行翻修时甚至不需植骨,直接在股骨峡部形成足够长度的压配固定,为骨长入创造良好的力学环境条件,依靠股骨远端骨长入达到坚强固定。 目前,远端固定非骨水泥假体柄已被认为是近端股骨骨缺损的标准翻修手术之一。Weeden 等报道170 例采用远端固定技术的长柄非骨水泥股骨假体翻修术,经14.2年随访,82% 经影像学证实有骨长入,4.1% 出现机械性松动,表现出良好的满意度和假体长期寿命。通常认为翻修术中股骨假体的压配范围应>50%,才能达到可靠的原始和长期稳定性。对于未合并严重骨质疏松且年轻患者的近段股骨严重骨缺损,笔者推荐采用远端固定长柄非骨水泥股骨翻修假体,配合股骨近段自体髂骨植骨,必要时钛缆辅助固定。在本组随访病例中,未见假体松动、下沉及穿出股骨皮质等现象;X 线检查显示在术后6 个月均可见自体骨与股骨宿主骨重塑及假体骨长入。而解剖型长柄非骨水泥股骨假体如Solution 及MP 配型假体,在股骨近端骨缺损解剖形状丢失,及骨缺损达到股骨峡窄节段时通常能发挥明显优势,减少了假体偏心固定及穿出皮质的可能性。本组病例翻修术中有出现2 例Solution 假体远端贴近股骨外侧骨皮质,但均未穿出,其术前均存在假体力线不良,导致扩髓时不居中,当采用直柄非骨水泥股骨假体时则更易出现股骨骨折或假体向外侧穿出可能。 因此,笔者提倡对翻修前存在假体不居中的股骨扩髓时均应在C 形臂X 线光机监视下进行。MP 组配型非骨水泥股骨假体的另一优势是可调偏心距及前倾角,在翻修术中无疑为术者带来操作中的方便。在采用非骨水泥股骨长柄假体翻修股骨术中,需面对的另一些问题是原始假体的取出、骨水泥假体取出后骨水泥及骨水泥栓的去除、原始假体取出后偏心髓腔的处理。王敏等报道,股骨干向前凸而干骺段向后凸,形成S 弧线,两弧线相交的夹角为0°~24°(10. 7°-5. 6°) ,随着股骨近段向远段移行,股骨髓内长径与股骨颈平面的夹角逐渐增加,股骨近段髓腔在3D 空间上存在旋转两弧线互相交角部位和峡部位置也并不一致。在股骨翻修术中也存在类似的问题。Egan 等认为,较长的(>200mm) 直柄非骨水泥股骨假体与股骨前弓不匹配,其术中骨折的发生率较高。笔者采用的方法是利用中置器并远端斜向内侧扩髓来部分纠正,同时在扩髓过程中利用C 形臂X 线光机监视也可以避免出现过度偏心扩髓,在假体选择方面趋向于长柄非骨水泥解剖型股骨假体,如Solution 和MP 假体。 图1 患者男,66 岁,术前髋关节X 线正位片示:左侧人工全髋关节置换术后髋臼假体松动,股骨假体下沉,髋周骨质疏松 图2 同一患者,翻修术后第2 天双髋X 线片示远端固定长柄生物MP 假体位置良好 图3 同一患者,术后6 个月双髋X 线片示左侧MP 假体位置好、无松动 在翻修术中取出原始假体、骨水泥后,股骨髓腔内骨质通常变得不规则,翻修长柄非骨水泥假体柄植入后,存在一定程度空隙,与紧密压配理论似乎有所违背。在本组病例中,随访6 个月以上均未再见到空隙的存在,骨长入良好,未出现假体松动表现,可能与通过扩髓后假体与股骨牢固固定及两者之间的间隙较小有关。对于较大的间隙,笔者建议植入自体髂骨的松质骨粒。Van-Eynde 等认为,在假体和骨床间隙达到1 mm,微动500 nm 仍能获得骨长入;在对犬的实验中,甚至2 mm 的间隙也能获得骨性连接。因而,通过恰当的扩髓,固定牢固的非骨 采用非骨水泥假体柄进行翻修时术中骨折的发生率为2%~30% 。本研究术中,取柄时截骨19例(包括柄尖开窗技术),去除假体柄/ 骨水泥过程中骨折12例,2例在假体打入过程中出现不超过1cm的裂缝骨折。术中骨折发生原因通常包括患者自身因素、假体因素及技术因素,严重的骨溶解及骨质疏松可能更容易发生骨折。股骨峡部是翻修时骨折的好发部位。因此当股骨峡部皮质- 髓腔指数偏小时应高度提防出现骨折,当选择长柄非骨水泥股骨假体时应予以充分考虑,并优先考虑解剖型假体柄。翻修术前股骨骨缺损的严重程度同样是术中骨折的危险因素,骨缺损破坏严重者,术中骨折更易发生于局部骨薄弱处及骨缺损与相对正常的骨质交界的应力集中处。因而在髓腔的准备及假体的植入时更为谨慎,同时选择股骨侧常规C形臂X线机透视确定试模的位置及大小,从而明确假体的型号,避免了术中股骨骨折的发生。Egan等认为,较长的(>200mm) 直柄非骨水泥股骨假体与股骨前弓不匹配,其术中骨折的发生率较高。在本研究中较长的非骨水泥股骨假体,尤其是超过200 m 的非解剖型非骨水泥股骨长柄假体术中出现对线不良的可能性相对较大。而在200mm以上的MP假体及解剖型Solution 假体中未出现明显假体力线不良。值得注意的是,翻修后力线不良的病例在术前均存在假体外翻,术中髓腔锉容易沿着原假体柄尖指向的方向前进,导致偏心性磨锉,在使用长柄非骨水泥股骨假体时容易出现假体不居中,甚至股骨干穿孔及骨折。 非骨水泥假体柄翻修时可采用不同的磨锉方式:压配技术及号对号技术。当股骨翻修采用压配技术时,假体直径略粗于试模,因此劈裂骨折的发生率较高;而采用号对号技术时,假体的直径与最后磨锉的直径一致,术中骨折的风险会降低,但是假体最终的型号可能稍偏小。在采用压配技术时如极可能出现骨折,建议改为号对号技术,必要时配合植骨。 笔者并不主张术前为避免出现骨折而进行股骨近端的辅助固定,因其进一步增加了创伤,且延长了手术时间及出血量。另外,翻修手术由于大量瘢痕的存在,对于伴有挛缩及髋关节畸形者,如果松解不够,容易在复位时出现骨折。本组病例中,大多数骨折发生于取骨水泥及假体过程中,包括股骨近端截骨、远端开窗,在假体及骨水泥取出困难时应果断采用截骨或开窗技术,控制意外骨折的创伤及避免最终的假体固定困难。 非骨水泥假体柄在股骨侧翻修术中有一定优势,其主要使用在Paprosky I~Ⅲ A型的年轻患者中,对于股骨近端部分缺损患者有较好疗效,在股骨近端明显缺损者中笔者推荐植骨以增加骨量,并为日后假体的骨长入获得长期寿命打下良好基础;而对于严重骨质疏松、股骨髓腔广泛扩大超过峡部以及80 岁以上的老年患者,笔者依然推荐使用骨水泥假体柄,以获得足够的初始稳定。
水泥假体柄可获得良好的骨长入;在股骨与假体柄间有较明显的间隙,尤其当间隙大于1 mm 时,应采用松质骨植骨打压植骨为佳,而大块骨缺损,提倡自体结构性骨块移植钛缆固定。
