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国内股骨头坏死保留髋关节手术治疗的十年回顾
  • 来源:亚朋生物
  • 发布时间:2017-07-12
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本文原载于《中华骨科杂志》2017年第3期
股骨头坏死(osteonecrosis of femoral head,ONFH)好发于中青年。我国成人非创伤性ONFH的发病率为0.725%,至2015年患病人数估计为812万[1]。大部分患者在就诊时骨坏死已进展至中晚期,股骨头出现塌陷,关节置换术可能是疗效最好的治疗方式。但人工假体有一定的使用寿命,如果年轻患者接受了关节置换术,则后期可能需要经历一次或多次翻修。早期诊断、采用简单的方法阻断骨坏死进展、避免股骨头塌陷及并发骨关节炎是ONFH诊疗的目标。相应地,明确病因、探索保留髋关节的手术方法、延缓或避免关节置换是目前ONFH的研究方向。但是,ONFH病因与发病机制的研究在近些年来没有太多进展,因此设计更好的保留髋关节的手术方法成为了研究重点。目前临床上常用的保留髋关节手术主要包括髓芯减压术、非血管化骨移植术、带血运骨移植术、钽棒植入术、干细胞移植术、截骨术等几大类。但是在ONFH进展的不同阶段,保留髋关节手术需要解决的问题不同,包括降低骨内压、清除坏死骨、重建血运及骨内结构、腾起骨折塌陷的软骨及软骨下骨并给予力学支撑。而如何选择手术方案及不同手术方案的临床疗效如何是目前ONFH保留髋关节手术的主要问题。
近年来,各国学者在探索ONFH的保留髋关节手术方法方向做了大量的研究。2015年,Mont等[2]对近十年的ONFH研究进行了总结,共引用了333篇英文参考文献,其中包括中国学者撰写的英文文献68篇。但实际上我国学者在该领域的研究远不止于此。本文旨在通过回顾国内近十年ONFH保留髋关节手术的相关文献,展示国内学者在保留髋关节手术方法、适应证选择及疗效评估等方面的研究成果。以"股骨头坏死"、"髓芯减压"、"骨瓣"、"骨移植"、"干细胞"、"截骨"、"osteonecrosis of femoral head"、"hip-preserving"、"core decompression"、"bone graft"、"stem cell"、"osteotomy"等作为关键词,在中国知网CNKI数据库、万方数据知识服务平台、PubMed数据库中检索2007年至2016年我国学者发表的文章。共检索相关文献4 612篇,通过筛选最终纳入76篇文献用于分析(图1)。
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图1
纳入文献流程图。在中国知网CNKI数据库、万方数据知识服务平台、PubMed数据库中检索2007年至2016年我国学者发表的文章。通过筛选最终纳入76篇文献用于分析
一、髓芯减压术
 
股骨头髓芯减压术是Ficat和Arlet在行穿刺取组织标本的过程中无意发现的可以缓解ONFH症状的手术方式,是目前用于治疗早期ONFH最常用的方法。此方法通过降低股骨头内增高的骨内压而减轻症状,长期随访观察发现新生血管可通过钻孔通道长入骨坏死区,使新生骨爬行替代坏死骨。术式主要包括直径8~12 mm的传统单隧道减压和直径3~4 mm的多孔多隧道减压。前者可清除更多的坏死骨,但会降低股骨头颈的力学强度,术后有出现股骨头塌陷、股骨近端骨折的可能;后者可减少因力学强度减弱而引起的并发症,但无法清除坏死骨。近年来,为了提高减压疗效,一些学者尝试在髓芯减压的同时植入钽棒、自体骨或同种异体骨、人工骨材料、富血小板血浆、骨髓干细胞等(表1)[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]。王志刚等[10]采用关节镜辅助髓芯减压术治疗ONFH,关节镜可以评价软骨情况、塌陷程度,辅助清理关节内游离的软骨、增生的滑膜及修复损伤的盂唇。我们在临床工作中发现,坏死面积小于25%的病例减压术后股骨头无明显塌陷,而坏死面积大于50%者减压术后大部分会出现不同程度的股骨头塌陷。另外,通过术前及术后MR和DSA造影检查,我们发现以静脉淤滞为主的病例行单纯髓芯减压效果较好,而以动脉缺血为主的患者应辅助植入带血运的骨瓣或其他可促进骨生长的材料[16]。因此,临床上对ARCOⅠ-Ⅱ期、坏死范围较小、有症状的患者可采用髓芯减压术,建议术前完善MR及DSA造影检查评估血运情况,决定是否需要其他辅助治疗。
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近十年国内文献中髓芯减压术的应用情况
二、非血管化骨移植术
 
非血管化骨移植术可在直视下清除股骨头内坏死骨,阻断骨坏死进程,同时起到减压作用,缓解疼痛(表2)[4,15,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27]。通常有"活板门"(trapdoor)和"灯泡式"(lightbulb)两种途径。在清除坏死骨后,股骨头内会留有空腔,需要配合填充骨或其他材料促进新骨生成,同时给予力学支撑。通过植骨对软骨下骨提供结构性支撑,促进或加快新生骨的长入。植入材料包括自体或异体松质骨、自体或异体腓骨[27]、羟基磷灰石等人工骨,另外还有一些生物制剂如骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor,FGF)等[28]。李子荣等[21]报告ONFH 42例(平均年龄30.9岁)72髋采用头颈部开窗、坏死骨清除及人工骨打压植骨的方法进行治疗,随访5~7.8年时股骨头保存率为76.4%。还有学者利用传统髓芯减压的粗隧道进行打压植骨,同时给予腓骨或钽棒等提供力学支撑。何伟等[27]报告通过自体或异体腓骨支撑打压植骨术治疗ONFH 40例58髋,ARCO分期Ⅱ期45髋、Ⅲ期13髋,平均随访37.5个月。自体腓骨组Harris髋关节评分由术前(70.82±8.26)分提高至(86.36±6.27)分,股骨头保存率92.6%;异体腓骨组Harris髋关节评分由术前(69.94±9.59)分提高至(87.45±7.03)分,股骨头保存率90.3%。非血管化骨移植术操作相对简单,临床效果尚可,但植入的材料在早中期没有营养血管,可能再次出现坏死,形成囊变。
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表2
近十年国内文献中非血管化骨移植术的应用情况
三、带血运骨移植术
 
普通的打压植骨材料没有营养血管,移植后往往出现植入物吸收及股骨头内囊肿再次形成,使股骨头缺乏力学支撑而出现塌陷,最终导致手术失败。为避免移植物吸收,临床上出现了大量的不同方式的带血运骨移植术,主要包括两大类,一类为吻合血管的游离腓骨移植术(表3)[29,30,31,32,33,34],另一类为带血管蒂或肌蒂的骨瓣移植术(表4)[35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50]。
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表3
近十年国内文献中吻合血管游离腓骨移植术的应用情况
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表4
近十年国内文献中带血管蒂或肌蒂的骨瓣移植术的应用情况
 
 
 
吻合血管游离腓骨移植术的优势是植入腓骨强度高,可为股骨头提供坚强支撑,防止其进一步塌陷,同时通过血管吻合使移植的腓骨能够向股骨头内供血,有效促进坏死区修复。Zhang等[51,52]报告了大量的吻合血管游离腓骨移植治疗ONFH的成功病例,疗效明显优于单纯髓芯减压术。腓骨移植在股骨头修复期为股骨头负重区软骨下提供了机械支撑力,远期疗效有赖于股骨头内的新骨重建。田雷等[30]报告了吻合血管游离腓骨移植治疗257例281髋ONFH的长期随访结果,Ficat分期Ⅱ期187髋、Ⅲ期94髋,随访时间(10.7±4.4)年时临床功能优良率分别为72.2%和34.4%。薛锋等[53]汇总分析了10篇相关文献中的553例656髋ONFH,平均随访(7.91±4.20)年,Harris髋关节评分从术前(62.69±10.07)分提高至(82.57±5.78)分,髋关节保存率79%。该术式所需腓骨取自腓骨小头下3~4 cm以远处,分离腓动脉沿途发出的弓状动脉,将弓状动脉与旋股外侧动脉分支进行吻合。
带血管蒂髋周骨瓣移植术方法简单,损伤小,手术时间短。20世纪80年代赵德伟团队开始开展此类手术[54]。目前临床上常用的髋关节周围可供选择的骨瓣有旋股外侧动脉升支臀中肌支大转子骨瓣、旋股外侧动脉横支大转子骨瓣、旋股外侧动脉降支股骨骨膜瓣、旋股外侧动脉升支髂骨瓣、旋股内侧动脉深支或臀下血管吻合支大转子骨瓣、旋髂深血管蒂髂骨瓣、股方肌蒂骨瓣等[35,36,37,38,40,46,50,55,56,57]。具体术式的选择需根据骨坏死的部位和范围、术前DSA造影取骨区的血运及骨量、术者的经验来决定[58]。赵德伟和王本杰[50]在2007年报告了几种不同的骨瓣移植术治疗FicatⅡ-Ⅳ期ONFH 232例,术后Harris髋关节评分由术前平均57分提高至87.8分。王义生等[46]报告采用单纯股方肌蒂骨瓣移植术治疗ONFH 82例94髋,ARCO分期ⅡB期36髋、ⅡC期30髋、ⅢA期28髋,平均随访3.2年时不同分期患者的优良率分别为94.4%、93.3%和89.3%。既往骨瓣均通过打压的方法植入股骨头内,通过挤压起到固定作用,但术后搬动患者或麻醉失效后的肌肉收缩均可导致骨瓣脱落。目前我们采用可降解镁钉固定骨瓣,术后骨瓣不易发生移位[56]。目前普遍认为带血运骨移植术适用于ARCOⅠ-ⅢB期、有症状的、年龄小于50岁的患者。对50岁以上、已发生股骨头软骨面破裂或缺损、股骨头严重塌陷、伴或不伴骨关节炎的ARCOⅢC-Ⅳ期患者不推荐采用。但对部分年轻又不能接受人工关节置换术的患者,也可选择带血运骨移植术或多骨瓣联合进行股骨头再造。Zhao等[57]报告了3例联合骨瓣移植重建股骨头的病例,随访20~24年Harris髋关节评分从术前46、38、49分提高至84、65、86分。
四、钽棒植入术
 
多孔钽棒在ONFH的治疗中已应用多年。钽金属具有良好的生物相容性,有促进骨生长的作用;多孔设计与钽金属自身特性使钽棒具有低弹性模量、高摩擦系数等属性,避免了应力遮挡,可使骨组织更好地长入钽棒的空隙中;另外,钽棒具有足够的力学强度,对股骨头的软骨下骨可起到结构性支撑作用,避免其塌陷[59,60]。钽棒的应用为ONFH保留髋关节治疗过程中的力学重建提供了保障(表5)[6,7,8,35,45,61,62,63,64,65]。临床应用中,钽棒常常联合带血管蒂骨瓣移植[7,8,45,61]。通过联合的方法可以彻底清除坏死骨,恢复股骨头的正常轮廓。带血运的骨瓣为股骨头内不断供血,钽棒为修复后的股骨头提供力学支撑,促进股骨头内的骨再生。欧志学等[65]报告了应用钽棒的ACROⅠ-Ⅲ期ONFH患者58例63髋,平均随访(16.03±8.16)个月时Harris髋关节评分为(98.96±4.19)分,术后2年髋关节生存率为77.78%。除带血管蒂骨瓣移植外,钽棒还可联合其他术式用于ONFH的治疗[35,61]。Zhao等[61]报告了多孔钽棒联合骨髓干细胞和带血运髂骨瓣移植治疗晚期ONFH共24例31髋,平均随访(64.35±13.03)个月,ARCO ⅢC期的股骨头保存率为89.47%、ARCO Ⅳ期为75%。钽棒应用的适应证选择主要考虑骨坏死的部位和范围,如果清除坏死骨后股骨头的承重区缺乏力学支撑,即可使用钽棒植入,无论ONFH进展至哪一个分期。
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表5
近十年国内文献中钽棒植入术的应用情况
 
 
五、干细胞移植
 
干细胞移植用于早期ONFH的治疗,是目前ONFH治疗研究中的热点。间质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)属于成体干细胞,来源于间质,能为造血提供结构和功能支持,具有高度可塑性,在一定条件下可分化为骨、软骨、肌肉、脂肪、肌腱、神经元、神经胶质细胞等[66]。自体骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cell,BMSC)来源充足,增殖分化能力强,能分泌多种成骨活性因子,可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、成肌细胞,为骨折愈合、骨及软骨的爬行替代提供有利条件,目前已应用于骨与软组织损伤的修复。MSCs常作为一种辅助治疗,配合髓芯减压或骨瓣移植等手术方式[3,42,61,67,68]。MSCs可以改善ONFH的临床症状、延缓股骨头塌陷、修复重建坏死区域的骨质(表6)[3,12,42,67,68,69,70,71,72]。Zhao等[3]采取体外培养扩增自体BMSC回植,联合髓芯减压术治疗ARCOⅠ-Ⅱ期ONFH患者,术后Harris髋关节评分明显高于单纯髓芯减压者。李涛等[73]对自体BMSC移植术治疗早期ONFH的相关文章进行了Meta分析,共纳入8篇研究391髋。结果证实自体BMSC能够显著提高患者术后Harris髋关节评分、减缓影像学上的进展,是治疗ONFH的有效方法。但是MSCs在实际应用中仍然存在许多有争议的问题,如成骨活性、细胞增殖与再生、分化方向等,这些问题限制了MSCs的应用。今后还需要进一步的实验及临床研究,来确定MSCs临床应用的适应证。
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表6
近十年国内文献中干细胞的应用情况
 
六、截骨术
 
截骨术的原理是通过改变股骨颈的角度和股骨头的力线分布,将骨坏死病损区从负重区转变为非负重区,截骨后股骨头的负重区被正常的骨和关节软骨所替代[74]。截骨术包括转子间成角截骨和转子间旋转截骨两种方法。一般认为,截骨术适合较年轻且坏死范围小于30%的患者。史振满等[75]报告采用转子间外展截骨治疗ONFH 96例,患者平均年龄18.7岁,平均随访11.9年,优良率达98.96%。虽然截骨术可取得一定的疗效,但目前并没有被广泛接受。截骨术手术创伤大,破坏股骨头血运较多,预后存在不确定性。另外,截骨术破坏了大、小转子的正常解剖结构,植入的内固定物需二次取出,如果手术失败再转人工关节置换术比较困难,因此近十年来截骨术在国内应用较少。
综上所述,近十年来我国学者在ONFH领域做了大量的研究和临床工作,也多次制定和修订了ONFH治疗专家共识及指南,包括"成人股骨头坏死诊疗标准专家共识(2012年版)[76]"、"股骨头坏死临床诊疗规范[77]"、"成人股骨头坏死临床诊疗指南(2016)[78]",在一定程度上规范了ONFH的诊断与治疗。但ONFH保留髋关节治疗方法繁多,其应用方案尚未统一,迫切需要多中心大样本病例研究进行探讨。我们认为保留髋关节治疗的原则应该是在保证疗效的前提下,尽可能选择手术创伤小、方法简单、对髋关节骨结构损伤不大的手术方式,创伤较大且复杂的保留髋关节手术是不可取的。
“参考文献略”
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