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髋关节翻修假体的选择
  • 来源:亚朋生物
  • 发布时间:2018-05-09
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髋关节翻修假体在选择时不仅要重建稳定的髋关节,还要力求恢复合适的肢体长度和偏心距以获得理想的髋关节力矩。在这过程当中,不仅要考虑骨缺损的程度,还要考虑当前可供使用假体的实际情况。

 

在股骨侧,可根据宿主骨的情况选用广泛微孔涂层股骨柄处理干骺端骨缺损,也可以选用提供各种组合的组配式股骨柄,而在近端大量骨缺损且未累及外展肌止点时,则可以采用近端股骨置换进行重建。髋臼少量骨缺损可以使用第二代多孔涂层的半球形臼杯,必要时可使用金属充填模块或骨移植。而髋臼大量骨缺损则要使用加强环或定制的 triflange 假体。

 

此外,还可以通过特殊的髋臼内衬根据需要来改变臼杯的角度。来自费城 Rothman Institute 骨科的 Antonia F. Chen, MD 等对髋关节翻修的假体的选择做一简要的阐述,原文发表于 Orthop Clin N Am 45 (2014) 275–286。

 

股骨翻修假体

 

股骨翻修假体的选择取决于股骨在骨缺损的情况下假体固定的方式。初次髋关节假体的锥度股骨柄多采用股骨近端固定,而翻修时的股骨近端大多数骨质缺如或皮质支撑力不足,因此翻修股骨柄常采用远端骨干压配固定。如果股骨近端骨缺损过多,则可以考虑使用近端股骨置换。

 

骨缺损的分型

 

最常用的方法为 Paprosky 分型,这种方法不仅可以判断预后,还可以指导治疗。

 

Ⅰ型骨缺损为干骺端有少量骨丢失,但骨干区皮质完整。此时可以考虑选用初次置换的假体。

 

Ⅱ型为股骨干骺端存在大量骨缺损,但骨干区皮质完整。

 

Ⅲ型骨质破坏严重,具体又分为ⅢA 型和ⅢB 型。ⅢA 型干骺端破坏严重,但峡部仍保留至少 4cm 等完整皮质骨。ⅢB 型干骺端破坏严重,峡部可供固定的皮质骨长度小于 4cm。Ⅳ型广泛的干骺端和骨干区破坏并伴有髓腔扩大,由于峡部无法提供骨性支撑,远端固定也无法获得成功。

 

广泛微孔涂层圆柱形股骨柄

 

广泛微孔涂层圆柱形股骨柄需要骨干部有良好的骨质条件进行固定。这种柄为圆柱形,因而可以在骨干区获得良好的压配,但要求骨干区有至少 4cm 骨质完整才能获得满意的固定。只要髓腔的宽度小于 19mm,PaproskyⅠ型和Ⅱ型骨缺损即可选用广泛微孔涂层假体。由此可见,假体柄的远期固定效果和生存率会受到骨缺损严重程度的影响。长期研究的结果证明了,广泛微孔涂层假体有着较好的远期生存率和骨张入,但也存在大腿痛和应力传递至远端骨干导致近端应力遮挡的问题。

 

组配式锥形柄

 

组配式非骨水泥股骨柄的近端和远端组件可以分别和股骨远近端髓腔形态相适应,因此常用于髋关节翻修(图 1),在骨干区获得良好固定的同时,还能恢复下肢不等长,假体角度的调节有助于增强关节的稳定性。目前组配式股骨柄的远端形态各异,但最常用的还是锥形柄。有很多研究表明,和圆锥形柄相比,组配式锥形柄失败率更低、骨张入更好、翻修率也更低。

 

因此,这种股骨柄适用于各种类型的骨缺损,尤其是 Paprosky Ⅲ型的股骨骨缺损,其术后 4.5-10 年的生存率在 75%-94% 之间。只要手术方法得当,这些假体的失败率很低,但如果压配欠佳,则可能出现假体下沉,甚至头颈结合部的断裂。

 

异体骨 - 假体复合组件

 

Paprosky Ⅳ型股骨骨缺损除了组配式股骨柄,还可以考虑使用异体骨 - 人工关节复合假体(APCs)。这种假体使用同种异体骨替代近端的骨缺损,并使用骨水泥固定或压配的方式将假体固定于异体骨。假体远端采用阶梯截骨或是和宿主骨套叠的方式进行固定。APCs 最早用于狗四肢的骨肉瘤保肢术,随后用于距离股骨距超过 3cm 的完全骨缺损的髋关节翻修。

 

最近的研究发现,APCs 用于 Paprosky Ⅲ型和Ⅳ型术后 10 年的生存率为 69%。这种翻修假体的优势在于可以最大程度的恢复骨量、将应力负荷部分传递至宿主骨,同时为外展肌止点提供生物固定。如果移植骨和宿主骨融合良好,则可以降低未来翻修手术的难度。但 APCs 对手术技术要求较高,且因为异体骨和金属假体的刚度不同可能导致骨折,可能存在疾病传播的风险。同时还要考虑到移植骨和宿主骨不愈合或骨吸收的风险。

 

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图 1 组配式股骨柄:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

股骨近端置换

 

如果股骨大量骨缺损无法使用上述假体,则可以采用可固定外展肌的金属假体进行股骨近端置换(图 2)。这种肿瘤型组配式假体同样适用于非肿瘤病例,且在调整假体角度和肢体长度方面存在一定优势。据报道,这种假体的 5 年生存率为 87%,12 年生存率为 64%。很多接受股骨近端置换患者的术后 HHS 评分、WOMAC 评分、Oxford 评分、SF-12 心理状态评分等生活质量的相关指标均明显改善。

 

但也有研究发现,术后 5 年随访时,患者步行仍需要辅助装置。股骨近端置换的术后并发症包括脱位、无菌或细菌性松动,因此比较适用于要求不高、运动较少的老年患者。也有一些股骨近端假体采用钽涂层以期获得更好的骨长入。

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图 2 股骨近端置换:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

定制股骨柄

 

在髋关节翻修假体中,还有钽金属涂层的定制假体可以获得更好的固定效果,特别适合 Paprosky Ⅳ型股骨髓腔宽大的病例。

 

髋臼翻修假体

 

髋臼翻修假体的选择更多取决于骨缺损的程度。髋臼骨缺损最常用的分型方法为也称为 Paprosky 分型。术前需首先确定原有假体的尺寸,并作为备选翻修假体的最小型号。

 

骨缺损的分型

 

髋臼的骨缺损最常用 Paprosky 分型,这种分型方法不仅可用于诊断,还可以用于判断预后和指导手术治疗。

 

Ⅰ型髋臼边缘完整无明显骨溶解。

 

Ⅱ型髋臼骨质缺损半球结构变形,但前、后柱结构完整,假体向内上方或外上方移位小于 2cm。该型缺损又可分为三个亚型:ⅡA 型内上方骨溶解,但髋臼上缘完整;ⅡB 型外上方骨溶解,且髋臼上缘缺如;ⅡC 型内侧壁骨溶解。

 

Ⅲ型为髋臼杯上移超过 2cm,且伴有内侧和坐骨的严重骨溶解。其中ⅢA 型骨缺损位于 10 点至 2 点之间,骨缺损量约 30%-60%,但髂坐线完整;ⅢB 型骨缺损为 9 点至 5 点之间,骨缺损量至少 60%,且髂坐线不完整。该分型方法经过验证同样具有良好的可重复性。

 

翻修髋臼杯

 

目前几乎所有的翻修髋臼杯为半球形且有第二代多孔涂层以利于骨长入(表 1),这种涂层的多孔表面和成骨细胞有更好的生物相容性,同时也增加了假体和骨界面之间的摩擦力。

 

远期随访结果显示,这种髋臼杯获得良好骨长入的同时骨丢失更少。臼杯螺钉还可以同时对自体骨、异体松质骨和金属充填垫块进行固定。在原有髋臼杯松动移位且伴有包容性骨缺损时,就可以使用这种半球形假体,但要求宿主骨的前、后柱均结构基本完整。因此,这种半球形髋臼杯主要用于 Paprosky Ⅰ型和大部分Ⅱ型骨缺损。

 

金属充填垫块

 

如果髋臼存在节段性骨缺损时,那么在置入髋臼杯时,还要使用充填垫块对特定的骨缺损进行充填。以往对这种骨缺损多使用同种异体骨进行结构性植骨,但也要面对同种异体骨植骨也同样存在的骨不连、感染、无菌性松动、移植骨被吸收、免疫反应、疾病传播、内置物移位。

 

最近出现的多孔涂层金属垫块已基本可以替代同种异体骨对各种骨缺损进行充填(图 3),这种垫块可以既可以单独使用,也可以多个垫块组合使用,但在放置垫块前需要使用髋臼锉处理髋臼骨缺损部位的骨床,并使用螺钉进行固定,此时半球形髋臼杯上的第二代多孔涂层就可以更好的和髋臼压配固定。

 

相关研究发现,无论是单独使用金属垫块、或金属垫块合并异体骨,或是金属垫块合并加强环,术后 2 年随访时 X 线均显示假体均保持稳定。正是这种金属垫块的使用,使得半球形翻修髋臼杯还可用于 Paprosky ⅡB 型和部分ⅢA 型的髋臼骨缺损。

 

图片关键词图 3 髋臼金属充填垫块:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

加强环

 

髋臼骨缺损 Paprosky Ⅲ型时髋臼上方因骨量丢失而使臼杯向上方明显移位,并可伴有骨盆连续性中断(ⅢB 型),这类病例应选用金属加强环。金属加强环的固定不仅仅依赖髋臼窝,还可以凭借自身带有的多个螺钉孔固定于坐骨和髂骨上。加强环的置入不仅可以桥接骨缺损,还可以对充填髋臼骨缺损处的异体骨起到保护作用,从而有利于异体骨与自体骨的融合。

 

在充分暴露髋臼以后,反向磨锉植入的异体骨,放入加强环后首先打入髋臼内的那枚螺钉,再依次打入上翼和下翼的螺钉。然后以骨水泥固定全聚乙烯髋臼杯或聚乙烯内衬,并和股骨头形成关节。虽然金属加强环可以在异体骨和宿主骨融合的过程中起到临时固定的作用,但这种方式因缺少生物固定而可能导致疲劳断裂。

 

除此以外,还可以考虑选择髋臼加强环重建髋臼杯组合(cup-cage construct,又译做髋臼杯笼架)。在置入第二代多孔涂层的臼杯后如果假体缺乏稳定,则可以金属加强环和髋臼杯配合使用,并以螺钉将加强环固定于坐骨和髂骨。再将聚乙烯内衬固定于髋臼杯。这种方法的优势在于可以让多孔臼杯获得良好的骨长入。有研究发现,在术后 44.6 个月随访时,髋关节的临床表现和影像学表现均无松动征象。

 

定制假体

在骨盆连续性中断(Paprosky ⅢB 型),特别是存在大量骨缺损时,还可以使用定制的 triflange 臼杯。这种假体可以更好的和髋臼解剖匹配而减少了骨丢失,因此更具优势(图 4)。但要制作这种假体首先要对骨盆及其骨缺损的情况进行 CT 扫描,再进行设计、制造,因此非常昂贵且耗时。目前的研究认为,对于特定的病例使用这种 triflange 假体,有利于骨盆中断处的骨形成,并且能改善髋关节的 Harris 评分。

 

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图 4 定制的 triflange 假体:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

股骨头和内衬

 

髋关节翻修过程中上使用的股骨头和内衬与术后髋关节的稳定性密切相关。在翻修过程中,软组织会更加松弛,因此更选用更大号的股骨头来减少术后脱位的可能性,而可调整髋臼角度的内衬则可以双动关节面和限制股骨头活动来增加关节的稳定性。

 

翻修使用的股骨头大小

 

髋关节翻修术中使用的股骨头大小取决于髋臼杯的大小和内衬的情况。已经有很多研究证明了,32mm、38mm、44mm 股骨头可以在增加活动范围的同时减少假体组间之间的撞击。随着头颈比的增加,股骨头会在脱位前和髋臼之间移动的距离也就越大。因此在髋关节翻修中使用更大的股骨头可以减少撞击并增加股骨头移动的距离,从而减少了关节脱位的可能性。

 

高边内衬

 

减少术后脱位的另一个方法是选择高边内衬。这种内衬的边缘通常抬高一定角度(一般为 10 度)。在髋臼杯固定良好且位置偏差不大时,高边内衬可以让术者能够改变已植入髋臼杯的角度。

此外,为了充分利用髋臼骨量而将髋臼杯放置于欠理想的位置时,高边内衬可以优化髋臼杯的外展角和前倾角。早前的两项研究发现,高边内衬和标准内衬相比可以明显减少髋关节脱位,但两者的 5 年的生存率均在 98.8% 左右。但一些研究将取出的内衬进行研究后发现,高边内衬更容易发生撞击。

 

双动内衬

 

双动髋臼杯最早由法国的 Gilles Bousquet 于 1974 年开发出来的,他是将一个小股骨头置于更大的聚乙烯头内,再与金属的髋臼组件形成关节。这种设计相当于增加了股骨头的尺寸,其优势在于关节活动度增加且不易脱位(图 5)。

 

有研究认为,双动髋臼杯可用于因处理反复脱位而需要翻修的病例,且翻修术后因关节脱位而需要再次翻修的比例更低。尽管如此,该研究也同时承认,如果采用较厚的聚乙烯内衬,一旦发生聚乙烯本身或内衬边缘磨损,股骨头就可能从内衬中脱出。

 

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图 5 双动内衬:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

限制性内衬

 

为了解决髋关节翻修术后不稳,一种可以锁定股骨头的髋臼限制性内衬开始应用于临床(图 6)。合并的神经系统或神经肌肉疾病改变了髋关节周围的动态平衡,下肢近端肌肉力量减弱或软组织松弛则会增加髋关节脱位的可能。对于这种反复出现的多个方向上的髋关节不稳,就可以选择这种限制性内衬。但这种这限制性内衬有可能造成髋臼杯的松动。

 

正是因为这种高失败率,应当尽量避免骨水泥固定的限制性内衬和加强环组合使用。限制性内衬的活动范围有限,也就更容易出现撞击。鉴于此,新一代的限制性内衬去除了高边,从而能获得更大的活动范围,这就在保留了限制性内衬优点的同时减小了脱位的可能。

图片关键词图 6 限制性内衬:(A)假体;(B)术后 X 线影像

 

小结

 

1.在选择髋关节翻修假体时,髋臼侧和股骨侧的 Paprosky 分型对诊断、预后和骨缺损处理非常重要

 

2.股骨侧翻修时选用广泛微孔涂层圆柱形股骨柄或组配式锥度柄可以满足绝大部分骨缺损的需要。

 

3.股骨近端完全性骨缺损时,可以通过股骨近端置换或异体骨 - 假体复合组件进行处理。

 

4.大多数的髋臼骨缺损可以采用第二代多孔涂层的半球形髋臼杯,必须时还可使用金属充填模块。

 

5.髋臼严重骨缺损的最常采用髋臼加强环并配合使用第二代多孔涂层的髋臼杯,加强环必须借助螺钉固定于坐骨和髂骨。在极个别情况下,可能需要使用定制的 triflange 假体。

 

6.髋臼内衬可以改变髋臼杯角度,可以通过双动结构起到增加股骨头直径的作用,或限制股骨头的活动。

 

翻修时选择合适的假体对于恢复髋关节稳定性、优化关节生物力学、恢复肢体长度非常重要。在骨缺损的情况下,有不同的髋臼杯、股骨柄、内衬和股骨头可供选择。前文所述可为我们成功的进行髋关节翻修提供一个良好的参考。

 

 

 

 

 

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