人工髖關(guān)節(jié)置換骨水泥假體發(fā)生無菌性松動的原因及維修技巧

人工髖關(guān)節(jié)置換骨水泥假體發(fā)生無菌性松動的原因及維修技巧

隨著人工關(guān)節(jié)置換術(shù)的廣泛應(yīng)用，人工關(guān)節(jié)修復(fù)術(shù)的病例日益增多。自1997年3月~2006年6月,筆者收治36例42髖骨水泥假體發(fā)生無菌性松動的患者,其中全髖置換術(shù)后33例,單純股骨頭置換術(shù)后3例,均使用雙錐面螺旋臼和無極遞增型鈦合金假體進(jìn)行翻修,手術(shù)效果良好?，F(xiàn)報(bào)告如下。1臨床數(shù)據(jù)1.1患者性別、年齡36例42髖均為骨水泥假體置換,其中全髖置換術(shù)后33例39髖,單純股骨頭置換3例3髖,其中男26例,女10例;年齡35~78歲,平均50歲。左髖25例,右髖17例。1.2小鼠骨性自動林病因:強(qiáng)直性脊柱炎關(guān)節(jié)僵直3例5髖,股骨頸骨折13例13髖,股骨頭無菌性壞死12例15髖,骨性關(guān)節(jié)炎8例9髖。初次手術(shù)時均置入骨水泥假體,第一次手術(shù)至翻修時間18個月~16年,平均6年3個月。1.3泥水松針手術(shù)納入研究的對象術(shù)前診斷為無菌性骨水泥假體松動,術(shù)前常規(guī)檢查:血常規(guī)、C-反應(yīng)蛋白、血沉正常;雙髖正位X線片可見假體周圍厚薄不一的透明帶。1.4小鼠骨髓內(nèi)固定術(shù)手術(shù)入路:所有患者取平臥位,髖關(guān)節(jié)外側(cè)入路,注意盡量切除瘢痕和肉芽組織,避免損傷坐骨神經(jīng)。髖臼側(cè)翻修:由于髖臼效淺,顯露良好,骨水泥和界膜組織較易清除。42髖中髖臼無骨缺損20髖,GustiloⅠ型、Ⅱ型、Ⅲ型松動17例,對于上述患者根據(jù)臼底骨缺損情況決定是否行顆粒狀植骨,GustiloⅣ型松動5髖,采用顆粒狀植骨、鈦網(wǎng)重建髖臼,然后擰入螺旋臼。股骨側(cè)翻修:5髖完整拔出股骨假體和骨水泥,其余37髖因假體拔出或清除骨水泥困難,采用劈開股骨的方法取出假體、徹底清理骨水泥和界膜,然后將劈開的骨片復(fù)位、純鈦捆綁帶固定,髓腔銼擴(kuò)髓,植入無極遞增型鈦合金假體。視骨質(zhì)情況植入普通柄或加長柄。GustiloⅢ、Ⅳ型松動骨缺損及骨質(zhì)疏松嚴(yán)重者,一般需要植骨重建。1.5術(shù)后隨訪和記錄術(shù)后患肢外展30°、中立位。術(shù)后第1天半坐臥位,2~3周內(nèi)避免側(cè)臥位和髖關(guān)節(jié)過度屈曲。負(fù)壓引流24h少于50ml時予以拔除,一般不超過48h。術(shù)后靜脈滴注抗生素5~7d。對于可能形成深靜脈血栓的高危人群,皮下注射低分子肝素5~7d,預(yù)防血栓形成。3周內(nèi)不能負(fù)重,6周扶雙拐下地行走。術(shù)后1周、6周常規(guī)拍攝正側(cè)位X線片,然后每年1次復(fù)查,按DeLee和Chamley法記錄正位片上的透亮帶;采用Harris評分。2術(shù)后隨訪及hads評分本組術(shù)后無一例切口感染、神經(jīng)和血管損傷等手術(shù)并發(fā)癥。其中1例術(shù)后4d出現(xiàn)手術(shù)側(cè)髖關(guān)節(jié)脫位,閉合復(fù)位后皮牽引固定2周,恢復(fù)良好。36例均接受了術(shù)后隨訪,時間6~66個月。33髖行走時無疼痛,5髖輕度跛行,4髖中度跛行,無一髖需再度翻修。Harris評分由術(shù)前的平均34.8(6~54)分提高到術(shù)后的平均88.4(60~94)分。所有隨訪病例的最后一次髖關(guān)節(jié)X線片顯示股骨柄和髖臼假體位置無移動(圖1、2),在1區(qū)未發(fā)現(xiàn)透亮帶。3討論3.1骨溶解和研磨早在七十年代,Charnley在松動的人工關(guān)節(jié)假體周圍發(fā)現(xiàn)有一層界膜組織,部位與X線片上的透亮帶相對應(yīng),其中含有大量的巨噬細(xì)胞和異物巨細(xì)胞。趙建寧等觀察了4例全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后X線片顯示有溶骨改變并伴有臨床癥狀的病例,翻修術(shù)時取骨水泥-骨界面之間的界膜組織觀察,發(fā)現(xiàn)其中含有大量的T淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞和肥大細(xì)胞,巨噬細(xì)胞內(nèi)可見亞微米的金屬微粒,提示組織對磨損微粒有免疫作用。認(rèn)為這層界膜對假體松動起著重要作用。近年來通過對假體周圍組織學(xué)觀察,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為假體磨損微粒是人工髖關(guān)節(jié)后期松動的主要原因。界膜中巨噬細(xì)胞,成纖維細(xì)胞等在微粒刺激下產(chǎn)生大量腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素、前列腺素等,引起骨溶解,導(dǎo)致假體的骨性結(jié)構(gòu)力學(xué)性能下降,最終發(fā)生松動。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,磨損微粒誘導(dǎo)骨溶解有兩種生物學(xué)機(jī)制:①磨損微粒引起異物反應(yīng),界膜中的細(xì)胞釋放各種細(xì)胞因子,增強(qiáng)了破骨細(xì)胞的活性;②磨損微粒增強(qiáng)局部組織中的細(xì)胞浸潤,浸潤的單核細(xì)胞可以作為破骨細(xì)胞形成的母體,在各種細(xì)胞因子作用下進(jìn)一步分化為破骨細(xì)胞。因此減少微粒的產(chǎn)生和限制微粒在假體-骨界面之間的移動就能降低假體松動的發(fā)生率。Schmalzried等研究認(rèn)為,在關(guān)節(jié)假體和骨之間存在有效關(guān)節(jié)腔,關(guān)節(jié)運(yùn)動時,關(guān)節(jié)腔內(nèi)壓力變化并產(chǎn)生壓力梯度,關(guān)節(jié)液及其中的微粒順著壓力梯度向假體遠(yuǎn)端遷移,引起假體松動。隨著對生物材料的深入研究,國內(nèi)外學(xué)者發(fā)現(xiàn):非骨水泥假體在防止假體松動、局部骨質(zhì)疏松等方面明顯優(yōu)于骨水泥假體。利用非骨水泥假體進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換術(shù),其松動發(fā)生率遠(yuǎn)比骨水泥假體低。王繼芳報(bào)道利用現(xiàn)代骨水泥技術(shù)翻修髖關(guān)節(jié),6年松動率可達(dá)51%。事實(shí)上利用非骨水泥假體進(jìn)行髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后,關(guān)節(jié)磨損顆粒和有效關(guān)節(jié)腔依然存在,尤其利用Zweymulle假體(股骨柄為矩形結(jié)構(gòu))有效關(guān)節(jié)腔更大,但發(fā)生假體松動和骨溶解的現(xiàn)象較骨水泥假體少。這樣一個事實(shí)難以用Charnley和Schmalzried等的理論解釋。筆者認(rèn)為這一現(xiàn)象應(yīng)該從材料本身去分析:骨水泥固化時產(chǎn)熱,中心溫度可達(dá)110°,周邊溫度可達(dá)70~80°,如此高的溫度可引起附近骨組織壞死,壞死組織可誘發(fā)無菌性炎癥;同時骨水泥組織相容性不佳,植入后產(chǎn)生排異反應(yīng),以上兩種因素使假體-骨界面之間形成一層纖維膜,即所謂“界膜”,其中富含T淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞、肥大細(xì)胞、巨噬細(xì)胞。上述細(xì)胞通過多種生物效應(yīng)使假體發(fā)生無菌性松動。3.2骨水泥和界膜的物理檢測徹底清除骨水泥、界膜是決定髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)成功的關(guān)鍵。術(shù)中徹底清除骨水泥、界膜,盡量使假體和宿主骨之間緊密壓配。如髖臼骨質(zhì)缺損或恢復(fù)髖臼中心困難,可采用結(jié)構(gòu)性植骨、顆粒狀植骨。與髖臼翻修相比,股骨骨水泥假體翻修手術(shù)更困難。雖然患者癥狀、體征以及X線片均提示股骨假體松動,但要拔除假體和清除干凈骨水泥、界膜是件很棘手的事情。因?yàn)樾枰薜捏y關(guān)節(jié)通常伴有股骨骨溶解和骨質(zhì)疏松,大部分醫(yī)生擔(dān)心翻修術(shù)后骨折而不敢大膽清除骨水泥或使用非骨水泥假體,這樣難以保證翻修手術(shù)的效果。史占軍等報(bào)道36例42髖利用非骨水泥假體翻修髖關(guān)節(jié),其中27例為骨水泥假體無菌性松動,翻修術(shù)前患者有不同程度的骨質(zhì)疏松,劈開菲薄的股骨骨皮質(zhì),直視下清除骨水泥和界膜,復(fù)位銼開的骨皮質(zhì),用捆綁帶牢固固定,然后用髓腔銼擴(kuò)髓,植入無極遞增型假體,使假體和股骨達(dá)到緊密壓配,所有病例6~66個月后X線片檢查骨質(zhì)明顯改善,骨密度增加,假體周圍無透明帶。筆者按照上述方法進(jìn)行髖關(guān)節(jié)翻修,亦取得良好療效。在劈開股骨時,一定要注意保護(hù)股骨皮質(zhì)的骨膜,以免破壞股骨皮質(zhì)血運(yùn)。植入無極遞增型假體后用捆綁帶結(jié)扎,這樣既不妨礙股骨皮質(zhì)血運(yùn),又能確保股骨假體和股骨之間的穩(wěn)定性,手術(shù)后可按正常髖關(guān)節(jié)置放術(shù)進(jìn)行功能鍛煉和負(fù)重。3.3骨水泥的也不同截面①股骨柄假體:翻修股骨柄時,使用骨水泥假體還是非骨水泥假體一直是人工髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)爭論的焦點(diǎn)。由于生物材料的進(jìn)步,特別是羥基磷灰石鍍層技術(shù)的運(yùn)用,使得生物型假體表面和宿主骨之間能牢固結(jié)合,可以獲得長期的生物學(xué)固定,因此越來越多的學(xué)者主張用非骨水泥假體翻修髖關(guān)節(jié)。筆者通過臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn):在眾多的非骨水泥假體中,以無極遞增型假體翻修效果最佳,其橫截面呈矩形、無領(lǐng),有利于假體柄與股骨髓腔緊密壓配及假體下沉獲得二次穩(wěn)定。對于骨質(zhì)條件好,無骨溶解和骨缺損、翻修術(shù)中假體和骨水泥可完整拔出的患者,可使用普通長度的無極遞增矩型柄;對于骨質(zhì)條件不好伴有骨缺損和骨溶解、手術(shù)中又因骨水泥假體柄拔出困難或骨水泥清除困難而行股骨劈開的患者,應(yīng)使用加長柄同時用捆綁帶固定。②髖臼假體:壓配式髖臼假體要求髖臼完整,但在翻修術(shù)中常伴有髖臼骨缺損,因此壓配式髖臼假體常受到限制;螺旋臼假體則不然,只要存在髖臼環(huán)或髖臼前、后柱,就能將其緩慢旋入并達(dá)初始穩(wěn)定,因此對于髖臼壁、底有部分骨質(zhì)缺損的患者,螺旋臼更為適宜,旋入螺旋臼使缺損的部分形成一死腔,然后取自體骨或異體骨通過窗口植骨,以恢復(fù)正常髖臼的解剖位置。螺旋臼上述優(yōu)點(diǎn)是壓配型假體不能媲美的。