人工髋关节置换术的进展

人工髋关节置换术的进展 王岩(北京解放军总医院 ) WANG Yan 人工髋关节置换术历经近一个世纪的发展，目前已经成为治疗髋关节疾病的终极治疗手 段。全世界每年接受髋关节置换手术的病人数已超过了50 万。而随着科技水平、制作加工 工艺、设计理念的进步人工髋关节技术本身也得到质的飞跃。人工髋关节置换可以更很好地 缓解疼痛，改善关节功能，恢复关节的稳定和肢体的功能，已经得到广大患者的认同，并迅 速推广。 1 假体的固定方式 人工髋关节假体的固定方式主要有骨水泥固定和生物固定两种方式。经过几十年的随访 经验，各种第二代生物固定假体，不论是何种面处理(包括骨小梁金属)、不论是圆柱型 锥形及解剖型，均能获得确切的骨长入，临床效果没有显著区别。而骨水泥固定假体，虽然 用的越来越少，但是欧洲使用并不少，固定是确切的～对于股骨柄具有很好的假体在位率， 髋臼不如柄的效果好，受骨水泥技术和假体设计的影响，长期效果稍差，适合老年人。非骨 水泥假体置入时，基本保留了患者原来的骨质，对以后可能进行的二次手术预留了相对较多 的骨质。骨水泥碎屑是诱导骨溶解发生的启动因素之一，是影响关节置换术远期效果的重要 因素。因此，生物学固定成为首选方式，只有在高龄患者、严重骨质疏松患者和一些特殊假 体如肿瘤人工关节中才考虑使用骨水泥型假体。 图 1 生物固定类假体柄。 返回目录页 图2 骨水泥类假体柄: 2 假体的组配(图 3 各型假体的配伍磨损示意图) 2(1 金属对超高分子聚乙烯假体，即金属股骨头和聚乙烯臼杯相关节，也是当前最流行的 假体配伍方式。经过多年的随访以及假体松动后的病理组织学研究发现，高分子聚乙烯磨损 后产生的磨屑可诱发肌体发生一系列反应，导致骨溶解，人工假体松动，大大降低了人工关 节的寿命。70 年代后期，新型聚乙烯假体研制成功，即超高交联聚乙烯，通过射 线消毒的 方式大大改善了聚乙烯的抗疲劳强度，大大减少了聚乙烯磨屑的产生，减少关节置换术后骨 溶解的发生，延长人工关节的使用寿命。虽然，聚乙烯对金属的组合经过几十年的发展已经 取得了良好的随访效果，但是仍然不能避免聚乙烯磨损颗粒的产生，骨溶解依然发生。 2(2 金属对金属假体，即金属股骨头和金属臼杯相关节，是最早应用于人工关节假体的组 合，由于以及制作工艺的缺陷，导致假体松动、脱位、断裂发生率高而淘汰。而随着科 技水平、制作加工工艺、设计理念的进步，金属表面处理工艺水平大大提高，金属球头以及 金属臼杯间隙控制得当，使金属假体表面磨损系数明显减低。长期(超过15 年)的随访结 果显示其磨损明显小于超高交联聚乙烯假体，而且不产生聚乙烯磨损颗粒，发生骨溶解的率 大为降低。金属对聚乙烯假体因为要保证聚乙烯有足够的厚度，金属头一般为 28mm，而金 属对金属假体，金属臼杯的厚度可以大大减小，可以采用超高34mm 的股骨头。因金属对金 属假体可以采用较大直径的假体，故假体脱位率明显降低，患者髋关节活动度相对更大。但 金属对金属假体同样存在问题，随着金属对金属的磨损，金属离子产生的增加，金属过敏， 肾毒性等风险可能增加。特别是体内金属离子浓度严重超标后所导致的后果还未可知，如体 内高金属离子浓度可能导致人染色体畸变，对于未生育的患者要慎重使用。金属离子在体内 的影像还有待于更加深入的研究。 2(3 陶瓷对陶瓷假体，即陶瓷头与陶瓷臼杯相关节。陶瓷材料的硬度仅次于金刚石,表面高 光洁度的陶磁具有很好的耐磨性。三氧化二铝(Al2O3 ) 陶瓷(Alumina ce2ramic) 是目前最 常用的人工假体材料,其次还有氧化锆( Zirconia) 陶瓷。陶瓷型假体其优势突出:?陶瓷 的高硬度具有很好的耐磨性,可抵抗研磨性磨损和第三物体(如骨水泥、骨组织、金属碎屑等) 磨损。这一特性减少了假体间负重界面的磨损。?陶瓷假体具有亲水性,能改善假体表面的 湿性,使陶瓷界面间保持表面润滑作用,这一特性可减少黏着性磨损。?陶瓷假体为 生物惰性 材料,具有很好的生物相容性,避免了金属假体表面磨损释放出的具有潜在毒性颗粒,如钴、 铬、镍等。目前制约其使用的最大因素还是在于价格昂贵。另外，不少学者仍然担心陶瓷假 体在使用过程中发生碎裂，尽管目前关于假体碎裂的报道不多。碎裂的发生率还有待于大样 本的临床随访结果。 金属-聚乙烯 金属-高交联 金属-金属 陶瓷-陶瓷 3 全髋关节表面置换 全髋关节置换术(THA)对于髋关节炎无疑是一种彻底而且耐用的治疗方法，特别是针对 老年 科医师追求的目标，是以最小的侵袭和最小的生理干扰达到最佳外科疗效 的一 患者有效果确切。但是，对于患有髋关节炎的青年人群来说，青年人群置换术后活动量 大，有些患者甚至仍然从事体力劳动，这就导致了人工髋关节早期磨损、松动，年青患者一 生中面临多次翻修手术。全髋关节表面置换(THSR)通过保留股骨头、颈骨块而恢复髋关节正 常的生物力学特性及关节稳定性，并由于未破坏股骨髓腔结构而具有易翻修的潜力。其不切 除股骨颈，不破坏股骨上段的骨髓腔，基本保留了股骨颈的自然形态，应力通过股骨头假体 传递到股骨颈，最大限度地保持髋关节的正常生物力学特性，减少应力遮挡，在人工关节的 仿生学上具有无可比拟的优势。新一代金属对金属全髋表面假体系统的问世是髋关节置换术 的一个重要里程碑。通过不断积累经验，其假体系统在材料、设计及固定方法等技术参数方 面获得长足改进。在10年以内的临床随访研究中，早期疗效非常满意，但中长期疗效尚不确 定，还要观察表面髋关节与其它方法的长期对照研究结果。另外，表面髋关节金属磨屑的问 题以及金属离子对人体的影响还有待进一步研究。 4 微创手术 微创是所有外 种外科技术。它不仅仅是一个小切口(更强调在获得常规外科手术效果的前提下(减少 手术对周围组织的创伤和对病人生理功能的干扰。关节置换的微创手术主要有两 种方式:采 用原来的手术器械及假体，通过熟练的手术技巧和解剖人路，减小手术对周围组织的损伤。 另一方式是采用全新的手术理念。植入改良的或较小的关节假体，减少对周围组织的暴露和 创伤。目前的微创全髋关节置换术的手术人路主要有以下几种:微创双切口、微创后外侧切 口、微创前外侧切口、微创外侧切口。二切口THA 前侧切口利用Smith(Peterson 入路行髋 臼置换，后侧切口利用股骨髓内钉固定的手术入路行股骨假体置换，术中未切断肌腱，因而 可达到更快的术后康复。微创THA 目前仍存在许多争议，倡导者们强调这些手术方法有减少 软组织损伤的优点，可减少手术出血，减轻术后疼痛，加快术后康复，缩短住院时间及切口 疤痕;长期疗效好且并发症少。有些作者认为微创THA 有因术中暴露不良引起新问题的可能， 例如，股骨骨折，假体位置不良，神经血管损伤，假体固定不佳。有资料支持微创THA 可减 少出血，加快患者术后康复。目前文献报道的微创THA 术后效果大部分是关于后侧小切口的， 而且结果不一致;长期效果未见文献报道。各种微创THA 的效果或并发症需要进一步的研究。 图 4 A 术中照片;B 术后两个月照昂笄锌诤苄 ? 5 计算机导航手术 A B 近年来，伴随计算机技术的进步以及仿生学的研究，计算机导航辅助手术已经不是计算 机导 联合国倡导的第一个 10 年是“骨与关节健康十年”，新技术、新观念会得到更 深入的研究和验证，许多悬而未决的结果伴随长期随访结果的公布而得到正确认识。导航、 航手术在骨科的应用先是在脊柱外科领域，逐渐推广到关节外科。人工关节置换，对假 体放置的位置、倾斜和旋转的角度、力线的掌握、截骨位置的选择都需要精确的定位，长期 以来都是靠医生的双眼，不可避免地会产生误差，而且医师的手术经验直接关系到手术的效 果，特别是学习曲线较长。而在计算机导航的帮助下，可以严格控制误差，严格把握假体位 置的准确性，使其精确匹配，从而减小松动、磨损和骨溶解发生的机会。延长人 工关节的使 用寿命、提供更好的关节功能。目前的在关节置换术中应用的主要是非图象依赖导航系统， 通过操作过程中注册定位来明确手术操作的角度、截骨量等。计算机导航能帮助医师进行精 确的手术但是不能替代医师进行手术切口、暴露、截骨等具体的操作，所以手术成败的关健 还是医师本身。目前计算机导航在膝关节置换中使用较多，在髋关节置换术中，精确的定位 会为假体的长期使用创造良好条件，计算机导航配合在微创手术中使用， 可以弥补微创技 术视野狭小的缺点，随着软件和硬件设施的改善，操作的熟练以及外科医师的正确认同，具 有良好的使用前景。 6 结语 21 世纪 金属假体表面置换、微创手术等的不断进步必然会推动人工关节置换手术的快速、健康发展。