人工全髖關節置換的假體固定方式及摩擦界面的選擇

閆新峰，張 明

(山東省千佛山醫院，濟南 250014)

人工全髖關節置換術(THA)是治療晚期股骨頭壞死、晚期髖關節骨關節炎、髖臼發育不良并骨關節炎等引起的髖關節疼痛和功能障礙，以及強直性脊柱炎引起的髖關節強直等髖關節疾病的最有效的手術治療方法。隨著材料科學的發展、人工假體設計的變化和外科技術的提高，人工髖關節的耐磨性能、假體固定的牢固程度及術后的恢復速度有了極大提高。人工髖關節假體的多樣化為手術的個體化創造了條件，同時也帶來了如何更好地選擇假體的問題。人工全髖關節一般由四個部件組成:髖臼杯、內襯、股骨頭、股骨柄。假體固定方式的選擇是對髖臼杯和股骨柄如何與骨牢固固定而言的;摩擦界面(軸承面)的選擇是對內襯和股骨頭而言的。

1 假體固定方式的選擇

1.1 骨水泥固定和生物固定 骨水泥固定是在安裝時假體與骨床之間充填骨水泥，使骨水泥與骨面結合并形成骨水泥殼，將假體固定在水泥殼中。非骨水泥生物學固定是假體與骨床直接接觸，通過不同方式的結合達到固定目的。兩者的爭論貫穿于人工關節的發展全過程，但是不可否認，骨水泥的應用和金屬對聚乙烯界面的應用是 Charnley對人工髖關節置換劃時代的兩大貢獻。骨水泥固定技術應用早期，常常出現人工關節的松動和骨溶解。后來的研究證明，聚乙烯的磨損顆粒在骨溶解中起到較大的作用，同時骨水泥技術也發展到股骨髓腔遠端放置髓腔塞、骨床充分沖洗、骨水泥真空攪拌、骨水泥槍加壓灌注、假體中置等，骨水泥固定可以獲得即刻的假體穩定。

生物固定也存在遠期假體松動和骨溶解現象，同樣主要是由磨損顆粒引起的。生物固定假體的初始穩定是由假體和骨床緊密壓配提供的，經過 1～3個月后假體與骨面通過不同方式結合在一起，提供長期穩定性。現在被普遍接受的觀點是年輕人選擇生物固定假體，中老年人選擇生物固定或骨水泥固定假體，嚴重骨質疏松的患者選擇骨水泥固定假體。由于骨水泥假體在松動時骨溶解量較大，在考慮有可能需要翻修的患者，生物固定假體更具有優勢。

選擇骨水泥固定假體時要使用第三代骨水泥技術，以保證骨水泥與骨面的牢固結合并形成 2～3 mm厚的完整的水泥殼，骨水泥過薄和過厚都會造成骨水泥斷裂，從而導致松動。選擇生物固定假體時盡量選擇骨長入好的假體，并且在安裝時做到緊密壓配，以保證牢固的初始穩定并為骨與假體的結合創造條件。

生物固定假體植入后經歷兩個階段:初始固定階段和繼發固定階段。初始固定是機械性的，主要依賴于假體的外形與骨床的緊密壓配;繼發固定階段是在假體與髓腔緊密相配的基礎上，骨骼借助其骨小梁生長骨化的生物固有特性，與假體間緊密結合，繼發固定提供長期穩定性。假體的表面處理決定了假體與骨的結合方式從而決定了繼發固定的牢固程度。假體的表面處理可大致分為表面微孔和表面涂層兩種。表面微孔是由鈦珠燒結、鈦絲燒結、鉭金屬骨小梁等獲得的，它們在金屬表面形成0.2～0.5 mm的網狀空隙，可以使骨小梁長入其中從而使假體與骨牢固結合。表面涂層主要有鈦噴涂粗糙面、羥基磷灰石(HA)涂層、鈦噴涂 +HA雙涂層等。其中雙涂層與骨結合最好;HA涂層假體能與骨通過化學鍵和生物結合兩種方式結合，也能夠提供良好的繼發穩定;粗糙面假體不能提供骨長入，只有“骨長上”現象，且結合面積明顯少，因此繼發固定效果較差。對髖臼發育不良的患者，髖臼杯選擇能與骨結合良好的假體非常重要。

1.2 近端固定與遠端固定 生物固定的股骨柄假體有近端固定和遠端固定的不同。近端固定的假體只在近端約 1/3的長度上有微孔表面，而全長都有表面微孔的假體則屬于遠端固定假體。一般來說，近端固定假體由于能夠避免應力遮擋，術后大腿疼痛的現象更為少見，因此如果股骨近端沒有骨缺損，能夠提供良好的假體初始固定，則盡量選擇近端固定假體。當股骨近端不能提供良好的假體初始固定時則應當選擇遠端固定假體。高位的髖關節脫位需要進行股骨截骨短縮時同樣需要遠端固定股骨柄。嚴重骨質疏松的老年粗隆間骨折，為了盡早恢復活動，股骨頭置換也漸漸被接受，此時股骨柄選用加長的水泥型假體同樣可以獲得遠端固定的效果。

2 假體摩擦界面的選擇

2.1 不同股骨頭與內襯搭配 全髖關節的股骨頭主要由金屬(M)和陶瓷(C)兩種材料制成，內襯材料主要由高分子聚乙烯(PE)、高交聯聚乙烯(X-PE)、陶瓷(C)、金屬(M)制成，除了金屬股骨頭不能和陶瓷內襯搭配外，共能形成 7種搭配。如果 CoC(即陶瓷股骨頭對陶瓷內襯)的磨損量為 1，則CoXPE和 MoM的磨損為 10倍，MoXPE為 20倍，MoPE為200倍。而且PE和X-PE的磨損顆粒引起周圍組織反應最強，容易引起骨溶解，M的磨損顆粒次之，C磨損顆粒組織反應最弱。因此 CoC界面應為最好的選擇，但是有 1～4/萬的碎裂率，MoM不會碎裂，而且同樣直徑的臼杯可以使用比其它搭配更大的股骨頭，因此曾經被認為是年輕患者的首選，近年來的臨床應用發現MoM搭配有大約 9/1 000的金屬粒子過敏反應發生率;伴有腎功能不全的患者、孕婦或者有生育要求的女性要避免使用。

2.2 大直徑股骨頭與小直徑股骨頭 股骨頭的直徑越大則人工關節的脫位率越低，關節活動范圍也越大，能夠更好地滿足年輕人的要求。從關節的磨損上看，隨著股骨頭直徑的增加，關節的線性磨損率由于壓強的減小而略有降低，而容積磨損率則逐漸升高，骨溶解的程度與容積磨損率呈`正相關，因此大直徑股骨頭的骨溶解會略多;假體的松動不僅與骨溶解有關，還與假體撞擊導致的剪力有關，大直徑股骨頭更少發生撞擊，二者相抵，大直徑股骨頭對活動較多的年輕人仍有明顯優勢，特別是大直徑的陶瓷對陶瓷假體。