髖關節表面置換

吳顯培

桂林市人民醫院骨二科，廣西桂林 541000

對于嚴重髖關節病變的治療是一個不斷發展完善的過程，先后經歷了髖關節成形術、間置關節成形術；、鑄模關節成形術、全髖關節置換術。髖關節表面置換（Hip resurfacing,HR,下同）是鑄模關節成形術概念的延伸發展，并作為全髖關節置換術的重要補充替代。HR假體歷經了金屬股骨頭假體對聚乙烯髖臼杯、全部/部分非骨水泥固定、組配式髖臼、金屬對金屬髖臼等多個發展階段。

現代HR是使用非骨水泥髖臼及金屬對金屬(MoM,鈷鉻合金)關節面設計，保留股骨頭頸，于上世紀90年代開始使用，始于英格蘭，澳大利亞和西歐。我國起步較晚，但發展非常迅速。其特點有：髖臼杯壁薄(＜5mm)，手術時髖臼側去除骨量與傳統全髖關節置換術相當。HR關節材料含碳量高，硬度大，表面高度光潔，磨損率極低。而用鉻氮化物、氮化鈦或鉻氮化碳進行表面涂層，可以使磨損率比常規鈷鉻合金降低36倍。可以預見，隨著材料及工藝的改進，假體耐磨性及壽命還會有進一步的提高。

1 HR的優點

金屬對金屬人工髖關節假體具有以下優點有：①最大限度地保存了股骨頭頸骨質，關節失效后還可以改為傳統的全髖關節置換術，而且效果與初次進行的全髖關節置換術相當，這樣就等于延長了人工全髖關節的壽命。②金屬對金屬的關節表面，低磨損，磨損顆粒直徑要比聚乙烯髖臼杯者小而數量增多。金屬對聚乙烯產生的聚乙烯顆粒會引起多核巨細胞趨化、吞噬，導致骨溶解病發生。而金屬對金屬關節面的磨損顆粒不會產生這種現象。③髖臼假體厚度薄至5 mm，最大限度保留了髖臼側骨量。④大直徑頭臼假體，有效降低術后關節脫位的風險。⑤髖臼假體的低切跡設計，可減少髖關節活動時的撞擊，增加關節活動度。

2 HR的特有并發癥

HR的特有并發癥主要與磨損碎屑有關，主要有：①股骨假體失效，包括股骨假體松動和股骨頸骨折，多發生于術后早期，最常見于術后9個月內，與多種因素有關。早期HR病例中有大量股骨假體松動和股骨頸骨折發生，當時人們認為是術中干擾或損傷了旋股內側動脈，導致繼發股骨頭壞死。后來的研究發現是聚乙烯磨屑引起的骨溶解所致。②髖臼松動，多見于術后晚期，緣于顯著的磨損及臼杯錨著不良。③血清鉻鈷水平升高。④假瘤綜合征。

3 HR的適應證

骨性關節炎是其最常見的適應證。其他有：股骨頭壞死（Ficat II-III期）、髖關節發育不良繼發退行性變、創傷性關節炎、股骨頭骨骺滑脫癥、股骨頭骨垢骨軟骨病、股骨干畸形或有內固定者等。

另外還要考慮全身及髖關節局部的情況，沒有骨質疏松，體重身高指數(BMI)不大于35，股骨頭頸沒有大于1 cm的囊性病變者，術后并發癥的發生率明顯降低。在美國FDA對Conserve Plus HR假體進行臨床試驗，術后隨訪24個月以上(24～60個月，平均33個月)發現，嚴格限定入選病例標準后，總并發癥發生率由13.4%下降到2.1%，股骨頸骨折發生率由7.2%下降到了0.8%。

絕對禁忌證：腎功能不全、金屬過敏或超敏體質的患者。相對禁忌證包括：化膿性關節炎，DDH，育齡婦女，肢體短縮超過2 cm者，嚴重骨質疏松者，影像學上顯示股骨近端結構改變，如股骨頸變短，大轉子高位，股骨頸/頭比率增大者，HR將變得相當困難。

對股骨頭壞死者行HR一直存在爭議。一些學者建議不要對股骨頭壞死者進行HR。但也有大量對這類患者進行HR獲得良好效果的報道[1]。有學者研究發現，股骨頭負重區出現小的骨壞死(壞死角≤80°)是允許的；但壞死角≥100°者，股骨頭頸交界外上緣和骨水泥界面中的應力明顯增加，易致股骨頸骨折或假體松動。

最近大量研究表明，HR最適于55歲以下，需要大量運動的男性[1]。

HR與THA對比研究顯示，前者可獲得更接近自然的髖關節，“忘記關節”評分及蘭德精神健康調查12項簡表評分均比后者更高[2]。

4 學習曲線

髖關節表面置換的是一條陡峭的學習曲線。Marker等分析了由單獨一位醫生完成的550例HR病例，發現在最初的69例中有12例14髖發生了骨折并發癥，而余下病例中該并發癥的發生率僅為0.4%(2/481)。做了大量HR病例的醫生均取得了很高的手術成功率，Matharu Gs等報道在骨性關節炎表面置換髖的多中心大宗病例數據中，15年生存率為95.8%[3]。

股骨側假體安裝的角度要求很高，合適角度是：冠狀位外翻135°～140°，股骨頭杯要盡量居中植入，要求股骨頭頸偏置率≤0.15。股骨頭內翻或股骨頭頸偏置率＞0.15，將產生撞擊、增加磨損，嚴重影響假體的使用壽命。計算機導航技術的應用可大大提高假體安裝的精確度。

5 手術入路選擇與骨壞死

HR術中要作股骨頭脫位，這被認為這是導致骨壞死的原因。

為了精確準備骨床，假體準確置入及盡量保護股骨頸上的軟組織，暴露必須充分，手術切口要比在同樣病例進行傳統全髖置換術要大。

采取前外側或前側入路對保存股骨頭頸的血運有好處，但假體安裝精準程度卻比不上后入路[4]。所以通常HR還是采用后側入路。實踐證明由此引起股骨假體失敗者很少。大多數醫生喜歡選擇后側入路。而正前方切口入路對大多數醫生來說經驗不多。

6 如何避免術后股骨頸骨折

術后股骨頸骨折的主要原因有應力遮擋，骨質疏松，股骨頭假體內翻安置，頸臼撞擊，術中形成股骨頸切跡，及術中損傷股骨頸表面血管（旋股內側動脈）等。

如何正確作股骨頭截骨是避免術后早期股骨頸骨折的關鍵。股骨頭杯假體可在輕微外翻位置入。內翻位置入頭杯導致股骨頸上方張應力增加，增加頸臼撞擊機率，大大增加股骨頸骨折風險。在術后早期股骨頸骨折的病例中，有85%就是股骨頭假體內翻放置或股骨頸與髖臼發生撞擊造成的。但過度外翻置入易造成股骨頸上方張力側骨皮質及骨小梁損傷，同樣導致股骨頸骨折。所以頭杯最好放置于中立位[5]。

股骨頸撞擊除了造成機械性薄弱外，因撞擊血供的減少很可能是股骨頸骨折的主因。有研究對骨性關節炎伴股骨頸撞擊者，以多普照勒測量撞擊前后股骨頭血供，發現在撞擊后血流下降了50%，這說明股骨頸外骨膜血運損失會導致骨壞死發生。

股骨頭杯過小除了增加股骨頸臼撞擊機率外，還會增加關節面的壓強，大大加快關節的磨損，由此產生的磨屑也會成倍增加。女性股骨頭通常較男性小，實踐中女性HR失敗率較男性高。

另外骨質疏松也是術后早期股骨頸骨折的重要原因，是HR的相對禁忌證。

股骨側骨水泥固定的效果是肯定的。但骨水泥技術運用不當會增加早期假體松動失效的風險。Morlock等對55例翻修標本的研究發現有63%為骨水泥分布不合理，總體上是骨水泥中央厚、周邊薄，部分骨水泥帽頂端厚度超過5 mm（37%）。較厚的骨水泥會增加產熱，導致骨灼傷及骨壞死。Radcliff和Taylor以CT結合有限元分析，發現骨水泥帽增厚會產生對股骨頭的應力遮擋。O'Leary[6]發現采用非骨水泥固定的壓配技術，也能取得良好的效果。

暴力打入股骨頭會增加股骨頸創傷、骨折的風險，這在一些翻修病例中所見股骨頭假體下骨折及假關節現象中得到驗證。

骨床處理不當也是術后股骨頸骨折的危險因素。要根據不同假體，個性化處理骨床。

HR后股骨頸縮小現象較常見。一項術后調查發現有70%的病人股骨頸呈不同程度的縮小。其中28%縮小了10%，但這并不影響臨床療效。目前有學者[7]認為股骨頸縮小為撞擊引起。股骨頭直徑太小（44 mm）的女性患者極容易出現股骨頸撞擊而最終導致失敗。

7 髖臼問題

現代HR采用壓配式生物固定金屬臼，其厚度為5mm，使用中無需磨去過多髖臼骨質，與標準全髖關節置換術者相當。

髖臼假體安放成功的標準：完全貼合和壓配植入。標準的鈷鉻表面髖關節的臼杯是靠壓配機制獲得初始穩定。表面髖關節的臼杯質地較硬，加上大小、形狀等因素，決定了髖臼杯安放技術要求極高。醫生必須對不同品牌的假體非常熟悉，根據產品特性進行髖臼床磨挫準備，例如一些廠家生產的髖臼的實際直徑要比其標稱值大1～2 mm，髖臼磨挫程度要求比標稱值稍大。如果髖臼貼合不良，檢查又沒有軟組織嵌入，可行取出臼杯，稍行磨挫臼緣，重新植入即可。術中照片有利于指導將髖臼杯準確植入。

有人誤認為大直徑髖臼杯穩定性好，安放位置可以不那么講究。然而不正確的髖臼杯放置會大大增加關節面磨損。髖臼角過大（＞55°）時會極大地增加關節磨損率，血清中金屬離子水平亦會成倍升高。這在髖臼磨損模型及翻修標本中都已經得到證明。大量磨屑會引起代謝性炎癥或免疫性炎癥。另外股骨頭會對髖臼角增大的臼杯產生翻轉應力，影響其穩定。髖臼角以45～50°為宜。髖臼前傾角與外展角一樣，對磨損率亦有影響。

8 關節活動度和功能

HR與傳統髖關節置換術相比，活動度更大，更靈活，生活質量更高[8]。

Mont MA等[9]調查51髖HR手術前后的運動情況，術前有33髖的患者（65%）參加體育活動，術后達到47髖（92%），且參加體育活動的次數及時間都明顯增加，這是傳統髖關節置換術患者難以企及的。Mont等發現在髖關節骨性關節炎等病人中進行HR后患者的步態參數（步速，抬腿相）明顯優于全髖關節置換術者。

荊浩等[10]對一組平均年齡65.2歲的老年患者進行HR，術前Harris積分平均為34.2分，術后為93.9分，67%患者股骨近端骨質疏松狀況有所改善。認為HR在保持運動能力和改善股骨近端廢用性骨質疏松有其獨特的優勢。

9 鈷和鉻離子的影響

金屬離子暴露問題越來越受到人們重視。金屬對金屬表面置換病人的鈷和鉻的離子水平（血清、尿液）會顯著增加[8]。離子水平會因人而異，目前還沒有金屬離子水平的安全標準或危險標準。測量病人尿液和血液的金屬離子水平，發現其在術后6～12月達到最高峰，一年后呈緩慢下降趨勢，術后第二年的血鉻水平明顯低于第一年。

股骨頭直徑過小會導致關節磨損加快,股骨頭直徑小于52 mm者，血清金屬離子水平明顯升高[11]。

血清鈷和鉻的離子水平升高并未導致全身中毒或腫瘤發生率增高。

局部異常免疫反應，如無菌淋巴細胞性血管炎相關的病變，與金屬-金屬關節面磨損及金屬離子有關。HR后出現假瘤綜合征（巨大腫塊）多為女性，發生與血清鉻離子濃度呈正相關。組織學顯示局部淋巴細胞浸潤，多核白細胞罕見。這種免疫反應在組織學上和一個感染組織切片明顯不同，故組織學切片就可以明確鑒別[12]。

10 工藝學改進

金屬冶煉工藝對假體性能影響，一直有爭論。不同廠家的關節，材料都是鈷鉻合金，化學結構相似，而微觀結構不同。類網狀材料的微觀結構是大量細粒狀金屬原子間均勻嵌入大的碳分子；Wrought材料的微觀結構是細小的金屬原子和碳原子結構和分布相似；熱處理會使碳原子沿金屬原子邊緣分布，變得更有序。不管什么結構，其碳含量是影響磨損的最重要因素，高碳含量（＞0.20%）的磨損率低于低碳含量者（＜0.05%）。但也有研究表明，涂層磨損產生堅硬的磨屑會導致金屬基質加速磨損[13]。

11 假體壽命和翻修

HR關節的最初設計目的是作為THA之前的過渡性治療措施，而目前人們卻已經將其與THA關節等同看待。HR的使用壽命也就與THA等同評價。目前有較多有關假體生存率的報道，而且逐漸形成共識，即HR有較高的失敗率。從其Kaplan-Meier假體生存曲線來分析，中遠期生存率不如THA。NICE標準（The National Institute for Health and Care Excellence）是目前評價一款人工關節最嚴格的指標，作為篩選人工關節臨床準入的標準[8]。55歲以下的男性，最易達到人工髖關節置換的耐用性標準（NICE）[1]，而伯明翰HR，則是目前唯一美國FDA獲批的HR[14]。

第一代表面關節的翻修很困難，因為大量磨屑導致髓臼側大量骨溶解，翻修常需要大量結構性植骨。而現代表面關節翻修成標準全髖關節則顯得簡單容易，翻修時髖臼假體往往仍緊密結合。而且翻修效果與初次傳統髖關節置換術療效及影像表現相當。

12 展望

有人嘗試前入路小切口，但較困難，不能作為常規入路。但是隨著未來導航技術的發展，可能會替換普通切口成為HR的常規。

CT導航系統可在不延長手術時間下使骨床準備和假體置入位置更精確，可降低手術學習難度。Cobb比較由初學者完成的一組手術的股骨假體位置，發現傳統工具組誤差為23°，軟件計測者22°，導航者7°（P＜0.02）。

新型的材料及關節表面必將不斷出現。新材料可能是陶瓷對陶瓷，陶瓷頭對金屬臼或者覆蓋薄層陶瓷的金屬表面。也可能因為聚乙烯或其他聚合物性能改善，將來出現大直徑頭的硬對軟，甚至軟對軟假體關節面。

骨水泥改進，假體材料結構和外形改進，冶金工藝改進，髖臼固定方式改進（輔助螺釘或臼底長釘）等等都可能有新發展。

髖關節表面置換的不斷發展完善仍然值得期待。