股骨頭壞死發病機制及保髖手術治療的相關研究進展

唐 杰

（廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530022）

股骨頭壞死發病機制及保髖手術治療的相關研究進展

唐 杰

（廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530022）

股骨頭缺血性壞死是骨科常見病與多發病，隨著年輕患者數量逐年增多，近年來呈上升趨勢，其發病機制及保髖手術治療越來越被人們引起重視，是近幾年研究的熱門話題。

股骨頭壞死；保髖治療；發病機制

股骨頭缺血性壞死（osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是臨床常見的骨科疾病，也是骨科難治性疾病之一，好發于25～55歲的青壯年男性，主要是因為供應股骨頭的血管遭到破壞而導致股骨頭骨質、骨細胞的缺血性壞死，是一種發展較緩慢的漸進性疾病[1-3]。臨床上根據其發病病因，總體可分為創傷性與非創傷性兩大類，其發病機制復雜多樣，目前尚未明確，治療方法主要是保守治療和手術治療，本文通過查閱大量國內外相關文獻，圍繞非創傷性ONFH發病機制及治療方法進行分析總結，將近年來股骨頭壞死相關問題研究進展做一綜訴。

1 非創傷性ONFH發病機制的概述

非創傷性 ONFH主要可分為激素性 ONFH和酒精性ONFH兩種，前者最早在1953年由Pietrogrande首次提出[4]，此后人們開始認識到糖皮質激素的使用與股骨頭壞死相關。此外，隨著飲酒人數的增多，長期大劑量酗酒導致的酒精性ONFH呈趨勢逐年增高，Moon[5]等通過14年的研究發現，長期酗酒不但可能導致ONFH甚至可發生膝部及其他部位的多發性骨壞死。對于二者的發病機制目前尚不十分清楚，臨床與大量實驗研究提出了脂質代謝紊亂、骨髓間充質細胞成脂分化、血管內凝血、細胞凋亡、二次碰撞、骨內壓增高、骨質疏松、基因水平的改變等諸多學說，目前脂質代謝紊亂、細胞凋亡及血管內凝血學說得到比較廣泛的認可。

1.1 脂質代謝紊亂學說

已有大量研究證實，無論是激素性 ONFH還是酒精性ONFH體內脂質代謝紊亂是其重要的發病機制，二者共同的特點是脂肪球在髓腔內過多的堆積，造成骨髓局部廣泛性的缺血改變，從而導致 ONFH。研究顯示，在激素和酒精的作用下，患者肝臟內的脂肪增多，超出了肝臟正常代謝能力，低密度脂蛋白、三酰甘油、膽固醇水平升高而引起高脂血癥，未能代謝的脂肪以栓子形式釋放入血，附著于髓腔內動脈壁上，其溶解產物可一起炎癥反應，從而對骨質造成損害[6-7]。有動物實驗研究[8]通過在家兔股骨頭注射腎上腺皮質激素后，顯微鏡下發現了髓腔內血管有大量脂肪球的聚集，而未注射的一組家兔并為發現脂肪球，髓腔內脂肪球大量堆積導致髓內缺血的改變，證實了脂質代謝紊亂誘發了ONFH。Nozaki[9]等研究表明，普伐他丁通過調節動物脂質代謝功能從而起到了對股骨頭的保護作用，抑制了大鼠ONFH的發生。Weldon D、Asano T[10-11]等研究發現，高血脂癥患者，通過長期服用降血脂類的藥物能有效降低股骨頭壞死的發生率，該結果從側面證實脂質代謝紊亂與ONFH的關系。

1.2 細胞凋亡學說

細胞凋亡與細胞壞死不同，不是一個被動過程，而是一個主動性、程序性的死亡過程[12]。其病理過程目前亦不是十分清楚，Kerachian MA[13]等通過研究發現，凋亡小體的出現

是誘發細胞凋亡的關鍵因素，染色質凝聚化和外周化、不同程度的細胞質致密化、細胞質在胞漿內數量的減少等因素促使凋亡小體逐步形成。較早Weinstein等[14-15]就發現，在因使用激素引起的股骨頭壞死而行髖關節置換的患者中，其股骨頭內發現有大量凋亡的骨細胞，而其他行同樣手術的患者（外傷性損傷：如股骨頸骨折等）的股骨頭內并未發現凋亡的骨細胞。Bejar、Calder[16-17]等的研究也發現在酒精性 ONFH和激素性ONFH的患者股骨頭中存在大量凋亡的成骨細胞與骨細胞，這些研究都表明，無論是酒精性 ONFH或是激素性ONFH，細胞凋亡是其一項重要而明確的發生機制。除了臨床試驗，大量動物實驗也證實了上訴觀點，有研究發現，接受激素注射的兔子股骨頭軟骨骨小梁在鏡下觀察到變細，并在骨損傷的初級階段，通過對骨小梁周圍的特殊染色發現了成骨細胞及骨細胞凋亡[18]。由此可見，細胞凋亡是激素性ONFH及酒精性ONFH重要病理因素之一，激素及酒精誘導的細胞凋亡是股骨頭壞死及骨壞死的潛在性因素，并已經在臨床試驗和動物實驗中得到了相應的證實。

1.3 血管內凝血學說

有關骨壞死的血管內凝血學說早在19世紀70年代就有學者提出，相較于脂質代謝紊亂學說和細胞凋亡學說，血管內凝血被認為是 ONFH發生的直接因素，在臨床試驗中，ONFH患者的股骨頭標本病理檢查發現大量血栓存在于其微血管內。在動物實驗中Beckmann[19]等研究發現某些抗凝藥物如依諾肝素可抑制ONFH的發生及發展。Jones[20]等在臨床股骨頭壞死標本中發現了脂肪栓子和纖維蛋白血栓，這為血管內凝血學說提供了有力的組織學證據。無論是激素性 ONFH還是酒精性ONFH血管內凝血學說已逐步在臨床和動物實驗中得到證實并被人們所接受。

2 ONFH的保髖手術治療

作為骨科的常見的致殘性疾病，其大致的致病過程大致可歸納為壞死-修復-塌陷-髖骨關節炎。塌陷主要發生與此過程的中后期，有研究表明，塌陷導致了股骨頭負重區的不可逆損傷，在這一階段之前應及早治療，否則一旦進展到髖骨關節炎則保髖治療已效果不佳，最終不得不行關節成形術[21]，因此，塌陷為本病保髖手術治療至關重要的一環。如何在股骨頭塌陷發生之前進行行之有效的手術保髖治療成為該病當前治療的首要任務，雖然人工關節成形術被認為是治療髖骨關節病的有效方法，但由于本病發病年齡較輕，選擇關節成形術治療其遠期不可避免面臨翻修、甚至多次翻修的風險的現實。因此，在ONFH發生的早期階段，也就是股骨頭發生塌陷之前，進行及時有效的保髖治療具有很高的臨床和社會價值[22-23]。目前在臨床上應用較多且被臨床醫師認可的保髖治療手術方式主要有髓芯減壓術、細胞移植術、鉭棒植入術、骨移植術等。

2.1 髓芯減壓術

在諸多ONFH治療方法中，髓芯減壓術是臨床應用較多、較主流的保髖治療手術之一。其原理是通過鉆孔的方式已達到對股骨頭髓腔減壓的目的，清除股骨頭內壞死的囊性病變及病灶死骨，這一過程有助于刺激成骨細胞及血管的形成，促進壞死區域的修復，在治療早期ONFH患者中，髓芯減壓術能達到滿意的即時及中遠期效果。馮賓[24]等以髓芯減壓配合同種異體骨打壓植骨術對39例（46髖）ONFH患者進行治療，術前按國際骨循環研究會分期對患者進行分期，結果術后療效評價，總優良率為65%，早期ONFH的優良率為78%，得出髓芯減壓聯合同種異體骨打壓植骨術治療國際骨循環研究會分期早期患者可獲得更高的優良率。朱旭日[25]等分別以髓芯減壓打壓植骨腓骨支撐術（A組）和頭頸部開窗打壓植骨術（B組）治療30例（40髖）已經確診的早中期ONFH患者，術后平均獲得隨訪24個月，比較兩組術后療效，結果A組術后一周VAS評分低于B組，兩組末次隨訪時髖關節功能Harris評分、疼痛評分、關節活動度評分A組均高于B組，A組ARCO分期中ⅡB期患者髖關節功能Harris評分高于B組，三項比較結果皆有統計學意義。得出該治療方法較股骨頭頸部開窗植骨術好，可有效改善髖關節功能。Etemad[26]等通過臨床研究，將早期ONFH病人經髓芯減壓治療，術后進行VAS疼痛評分，得出Ⅰ期及ⅡA患者疼痛及髖關節活動度改善明顯，且該術式操作便捷、不良反應及創傷較小，值得臨床推廣運用。Karimi-Mobarake[27]等通過對20例分別行髖關節置換（THA）和髓芯減壓術的患者進行術后療效對比，其中THA占65%，髓芯減壓占35%，術后隨訪2年，得出髓芯減壓術對于中央型病灶相對于邊緣型更易清楚，療效更好。

2.2 細胞移植術

隨著醫療技術的發展，細胞移植已經被視為治療臨床中許多難治性疾病的一種有效方法。因為各種低分化的細胞具有良好的生長活性，當這些細胞被植入壞死區域，可以促進其微環境的改善及骨分化生長的作用，此外，被移植的細胞因為其特定功能，不僅能修復受損部位的功能，而且能避免自身及藥物應用帶來的毒副作用[28]。Mao[29]等對62例OFNH患者進行股骨頭內動脈骨髓間充質干細胞灌注治療，結果治療后恢復率達92.31%，臨床效果滿意，得出通過動脈灌注間充質細胞治療早期OFNH是一種安全有效的方法。Cai等[30]用骨髓單細胞及異體間充質干細胞對30例OFNH(49髖）治療，術后隨訪12個月及影像學評估及髖關節功能評分，結果患者疼痛及髖關節功能活動明顯改善，術后 3、6、9、12月疼痛緩解率較高，得出自體骨髓細胞和異體間充質干細胞移植對治療OFNH療效肯定，無不良反應的結論。Sen等[31]40個病人中51例ONFH患者隨機分為2個治療組，其中A組（25例）給予單純髓芯減壓治療，B組（26例）給予髓芯減壓聯合骨髓間充質細胞移植治療，術后兩組病人均隨訪12-24個月，給予髖關節Harris評分、影像學（X線、MRI）等評估，結果顯示：采用髓芯減壓聯合骨髓間充質細胞移植治療組（B組）Harris評分高于單純髓芯減壓術（A組），術后患者髖關節疼痛及活動度改善B組亦優于A組。雖然細胞移植在治療OFNH的部分臨床研究中取得了較滿意的療效，但其治療手段及方法目前還處于研究發展階段，存在許多問題急需解決，諸如如何預防新生血管再次發生狹窄、影響干細胞在病灶內

增殖分化的因素等等。

2.3 鉭棒植入術

鉭棒是多孔鉭金屬重建棒的簡稱，其力學原理是為股骨頭及軟骨下骨板提供支撐[32]，從而易于軟骨的修復和塑性，使骨爬行替代修復骨壞死，其生物相容性很高，因其孔隙較多，術后新生骨及血管長入明顯，可阻止或延緩骨壞死的進展。陳晶等[33]運用鉭棒進行80髖65例早期ONFH患者的治療和觀察，術后隨訪時間3～6年，平均4年，其結果顯示：股骨頭生存率可達90%，其中SteinbergⅠ、Ⅱ、Ⅲ期生存率分別為100% 、95%、 73%，報道8例術后6-8個月出現股骨頭塌陷，其余各髖良好，末次隨訪X線片假體位置良好，得出鉭棒植入術是治療早期ONFH的有效手段，其中遠期療效滿意。王金星等[34]報道了聯合髓芯減壓、鉭棒植入及細胞移植治療早期ONFH的治療和觀察，其中105髖84ONFH患者，平均隨訪 2年，評價各組股骨頭塌陷率，得出三種治療方式聯合治療早期ONFH療效理想。近年來亦出現過鉭棒植入術后出現骨折的報道，由于病人骨密度及手術技巧的不甚完善，鉭棒植入存在一定的骨折風險[35]。Nadeau等[36]進行18例髖鉭棒植入術后療效觀察，出現一例病例 4個月后鉭棒周圍骨折。但總體來說，鉭棒植入具有骨細胞及血管長入快的一系列優點，能較好解決患者癥狀，患者中遠期療效也較滿意。

2.4 骨移植術

植骨術通過植入新骨或異體骨，可促進新生骨質的生長，從而減少股骨頭因缺血引起的壞死，避免股骨頭塌陷。同時，植入帶旋髂深血管和松質骨的髂骨瓣移植可提高股骨頭血供，并提供必要的生物力學支撐，植入帶有“生命”的骨組織填充代替壞死腔隙，可降低骨內高壓，緩解疼痛，去除壞死炎癥病灶，因植入后血運的改變[37]，有利于股骨頭內血管的爬行替代及新生骨的形成。梁保黨等[38]對58例（64髖）成人早期ONFH患者分為2組，并分別采用髓芯減壓術與開窗減壓帶蒂骨瓣移植術治療，其中A組28例（32髖）采用髓芯減壓植骨術，B組30（32髖）采用開窗減壓帶蒂縫匠肌骨瓣移植術治療，術后平均隨訪 20個月，給予影像學評估及Harris評分，得出開窗減壓帶蒂骨瓣移植術的臨床療效在股骨頭壞死中的早中期優于單純髓芯減壓術。唐立明等[39]通過同種異體腓骨移植術和三維有限元模型生物力學試驗對 86例（93髖）ONFH患者術后分析，其術后應力云圖接近常態，峰值較術前下降46.17%，且低于正常水平，術后股骨頭內部載荷傳遞模式得到有效重建，得出同種異體腓骨移植術具有良好的生物力學效能和生物修復能力，能一定程度預防ONFH患者股骨頭的塌陷，提高生存率。Elimali等[40]通過臨床研究，給予26髖22例ONFH患者采用帶血管蒂髂骨移植治療，其中Ⅱ期壞死11髖，Ⅲ期壞死15髖，結果患者Harris評分由術前52分提高至82.8分，得出：髓芯減壓聯合血管蒂髂骨植骨在治療早期 ONFH有效。有研究[41]用自體軟骨移植治療20例（21髖）早中期ONFH患者，術后隨訪4年，觀察患者Harris評分由42分提高至87.85分，隨訪時間內僅1例需要行關節置換手術，得出自體軟骨移植治療早中期ONFH療效確切，可延緩需要行關節置換時間。

綜上所述，目前對于非創傷性ONFH的發生及發病機制是多因素共同作用的結果，除了本文提到的脂質代謝紊亂、細胞凋亡及血管內凝血等已經得到證實的學說之外，還可能與二次基因碰撞、骨內壓增高、骨質疏松等因素有關，隨著精準醫學的發展、干細胞領域和分子生物學領域研究的不斷深入，ONFH的發病機制將被越來越多的發現及證實。有關ONFH保髖手術治療，適用于早中期ONFH中青年患者，由于保留了原有的關節，患者的心理壓力得到了減輕，也一定程度上減輕了病人的痛苦，但保髖手術治療方式種類多樣，如何根據患者股骨頭壞死病因、部位、程度及分期選擇合適的保髖手術是治療的關鍵，但目前保髖手術治療仍有較大的發展空間，更多更先進的手術方式仍待進一步發掘和創新。

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Research progress on the pathogenesis of femoral head necrosis and the treatment of hip preserving surgery

Osteonecrosis of the femoral head is the common disease and frequently-occurring disease in the orthopedic field. As the number of young patients increased year by year is on the rise in recent years. Its pathogenesis and the joint preserving surgery due more and more attention by people,Became the hot topic of research in recent year.

osteonecrosis of the femoral head; joint preserving; the pathogenesis

R681

A

1008-1151(2016)10-0057-04

2016-09-10

唐杰（1989－），湖南衡陽人，廣西中醫藥大學碩士研究生，研究方向為骨四肢創傷與修復。