全髋关节表面置换术治疗髋关节发育不良的现状

王 健综述 史占军审校

关节外科专题

全髋关节表面置换术治疗髋关节发育不良的现状

王 健综述 史占军审校

关节成形术，置换，髋；髋脱位，先天性；骨关节炎，髋；表面置换术

成人的髋关节发育不良（developmental dysplasia of hip，DDH）是因髋臼先天性发育缺陷或者是在髋臼早期发育过程中由于外因（如化脓性感染、结核性感染、外伤骨折）而引起的患者成年后髋臼形态异常。在患者生长发育过程中，髋关节的长期生物力学异常逐渐导致股骨头半脱位、负重区软骨退变及股骨头局灶性坏死，最终往往发展为严重的骨性关节炎。目前全髋关节置换术（total hip replacement，THR）已经成为成人髋臼发育不良继发骨性关节炎的一种常规治疗手段，而近年来再次兴起的全髋关节表面置换术（total hip resurfacing arthroplasty，THRA）也开始逐步涉足DDH的治疗。现就THRA治疗DDH的现状综述如下。

1 DDH的发病特点及其对关节置换手术的特殊要求

DDH患者的发病原因多以先天性发育缺陷为主。流行病学调查显示，存活儿童DDH的发病率为1%。左侧发病率高于右侧，双侧脱位者以右侧为重。据统计，头胎特别是臀位产儿发病率较高，约有8.3%～17.3%的臀位产儿并发先天性DDH。不同地区DDH的发病率不尽相同，上海最高，成都最低，华南地区（广东、广西、福建等地）则鲜有大宗病例报告[1]。

DDH是引起成人髋关节继发性骨关节炎的主要原因之一，占髋关节继发性骨关节炎的20%～40%[2]。由于髋臼包容不全，髋关节负重面积减少，负重区单位面积所受压力增加，因而加速髋关节的机械磨损，引起早期髋关节退行性改变。在疾病早期，可以通过截骨矫形来部分纠正生物力学异常，达到减缓病情发展、改善症状的目的，然而一旦发生较为严重的骨性关节炎，关节置换或许是惟一可以获得良好临床疗效的手段，因此THR在治疗DDH继发骨性关节炎方面的研究越来越深入。

从流行病学结果不难看出，DDH继发的骨性关节炎在我国有3个明显特点：（1）病患数量巨大：人群发生率和早期发病率较高，人口基数巨大，使得此类病患的数量越来越多，临床上实施关节置换手术的例数也逐年增加。（2）发病人群以年轻群体为主：DDH的基础病因在婴幼儿时期即已出现，因此发生骨性关节炎的年龄段也偏小，髋关节疼痛跛行的典型症状一般出现在30岁左右[3]，进行关节置换手术的平均年龄在30～50岁[4-5]。（3）发病人群以女性为主：男女DDH患者之比约为1∶4.5[1]，其中年轻女性大部分仍有生育要求。

基于以上特点，同老年性骨性关节炎相比，年轻患者对关节置换手术要求更高：（1）需满足年轻患者活动量大的要求：较大的活动量要求假体界面的磨损率要更低，产生的磨屑更少，以减少磨屑引起的骨溶解问题，从而避免远期松动的风险。（2）需满足年轻患者活动范围大的要求：年轻患者不同于老年患者，前者为追求更高的生活质量需要获得更大的关节活动度，如尽量做出像正常人一样的肢体动作、能够参加一般体育活动等。（3）不影响年轻女性的生育要求：进行关节置换后女性妊娠时最大的风险是金属离子对胚胎的致畸风险，金属离子主要产生在金属对金属、金属对聚乙烯的摩擦界面，其浓度主要与摩擦界面材料、界面接触面积、关节活动量等因素有关[6-7]。

2 传统THR在DDH治疗中的不足之处

与股骨头坏死、髋关节骨性关节炎相比，DDH患者出现症状以及需要进行关节置换的年龄段整体偏早，此年龄阶段的患者活动量大，对于假体的质量、预期使用年限、活动量和活动范围都有较高的要求。现有的全髋关节股骨头假体直径一般在28～32 mm，关节活动度受到极大限制，无法满足患者完全下蹲、翘二郎腿等动作，虽然第4代陶瓷股骨头假体直径可达到36 mm，但为避免陶瓷碎裂，陶瓷内衬的厚度仍无法进一步减小，对应的髋臼杯的直径也偏大，对于许多年轻女性的小骨盆并不适用。因此，传统THR的球头直径并不能为年轻的DDH患者提供满意的活动度。

从年龄因素来看，有报道指出，对于中青年患者实施THR，无论是骨水泥型还是非骨水泥型假体，长期的疗效随访结果并不满意[8-9]，许多患者在经过长期的康复训练后仍无法回归正常的工作和生活[10]，这主要与传统THR手术创伤大、关节活动度受限等诸多因素有关。

从目前人工关节假体的设计和生产工艺来看，尚无一种假体能使活动量大的年轻患者终身受用。按照人工髋关节设计使用年限预估，此类人群中大部分患者不可避免地要面对二次翻修的问题。传统的THR需要切除股骨头及部分股骨颈，并磨锉股骨上端髓腔，造成骨质大量丢失，翻修手术时往往需要面对不同程度的骨缺损，手术难度进一步加大，使得全髋翻修术成为一个技术性难题，令骨科医师感到非常棘手[11-13]。基于以上问题，迫切需要一种THR术前的过渡性治疗，其不仅应当具有创伤小、恢复快、疗效好的特点[14]，而且在达到相同治疗效果的同时，尽可能地保留患者骨量，以期不影响未来THR的疗效[15]。

3 THRA治疗DDH继发骨性关节炎的优势

THRA的设计理念符合理想的THR术前过渡性治疗的要求，目前在年轻患者髋部疾病的治疗中效果满意。有研究显示，55岁以下患者THRA的成功率明显高于THR，而且在术后患者恢复正常生活所需时间以及程度方面也有明显优势[10]。2008年JBJS发表的一篇文章中提及同年美国骨科医师学会（American Academy of Ortho-paedic Surgeons，AAOS）年会上报告的两个长期、大宗病例的随访结果，其中涉及2 474髋的7年随访结果显示，表面髋的总翻修率在3.8%，股骨颈骨折率仅为0.6%；另外一个涉及4 000髋的9年随访结果表明，假体生存率高达98%[16]。

上述令人兴奋的临床结果应归功于假体设计理念以及制造工艺的改进。首先，大直径表面假体的应用提高了关节的稳定性，髋臼假体外形由传统的半球形改为170°弧形，头臼匹配程度更高，增加关节各向活动度，减少头颈撞击，降低脱位的风险。其次，仅切除股骨头表面部分骨质，最大限度地保留股骨头和股骨颈，使正常的生物力学及负载传递得到维持，而且由于股骨头假体具有独特的锥形内部形态和纤细的中心导引杆，因此大大减少应力遮挡风险[17]。大直径界面和界面材料的改进还具有优异的简体摩擦学系数和最大化的液体薄膜润滑作用，关节面磨损非常低，磨损率仅为金属对聚乙烯的1/100，大大降低远期松动的风险[18]。除此之外，普通THR一直存在远期骨量持续丢失问题，而THRA则可增加或维持髋部骨质的骨密度[19]，这种现象可能归因于表面置换的金对金界面，避免聚乙烯磨损导致的骨溶解，保留关节正常的负载传递，进而有利于骨质的重建。与THR相比，THRA还有一个明显的优势，那就是较少的切骨可使本体感觉得到最大限度地保留，有利于减少患者活动中的过度负荷，这对减少假体异常负荷、延长假体寿命非常有利；切骨量最大程度的减少还将手术对患者的心理影响降到最低，尤其是对于一些传统观念较强地区的人群来说，更加有利于患者的心理康复。简言之，THRA在解决材料学问题并完善生物力学研究后，已经成为年轻患者初次置换手术保留骨量的理想选择。

THRA的设计满足DDH年轻患者更大活动度、更大运动量的要求，但由于其摩擦界面匹配还是金属对金属，故金属离子问题仍不容忽视，这也是DDH患者适应证选择的影响因素之一。

4 THRA治疗DDH的适应证选择

THRA开展初期，适应证范围较窄，要求病变需主要局限在关节面，髋臼及股骨头整体形态要完好，因此既往多应用于早期股骨头无菌性坏死及早期骨性关节炎，而DDH本身的髋臼形态已不规则，故原则上不在此适应证范围内。随着手术技术的成熟，THRA的适应证逐渐扩展至强直性脊柱炎、类风湿性关节炎伴髋关节强直疼痛、滑脱性股骨头骨骺炎、中心性股骨骨骺分离的骨性关节炎、先天性DDH、髋内翻、Perthes病、创伤性关节炎等多种疾病。

同一般的髋关节关节炎、股骨头无菌性坏死不同，DDH有明显的异常病理结构改变，如髋臼变浅、股骨头变小、股骨颈前倾角增大、双下肢长度差异等[20]，这些病理结构的存在使手术难度增大，术后效果及远期稳定性下降。从操作技术角度来看，THRA的操作更加复杂，且由于股骨头颈的阻挡，髋臼的直视定位更加困难，因此在适应证选择上需更为谨慎。目前，国内外学者普遍认为DDH实施THRA的适应证有以下两个：（1）Hartofilakidis分型中半脱位和低脱位的患者，或者Crowe分期为Ⅰ°～Ⅲ°的患者。选择这一类患者其实是要求髋臼形态及股骨头上移不能变化太大，除手术难度的因素外，还可能与表面置换无法有效延长肢体长度有关；（2）股骨髓腔形态异常而无法植入常规股骨柄的患者[5,15,21]。这类患者既往如需关节置换，只能采取劈开股骨并捆扎、应用髓腔延长杆，定制假体等方法，创伤大，手术难度高，THRA的出现使得股骨侧的处理变得异常简单。

即使对符合上述适应证的DDH患者，也需要进行仔细筛选，如有以下情况，亦不适合进行THRA：（1）双下肢长度相差较多，有恢复肢体长度要求的患者。因为表面置换假体本身并没有延长肢体长度的设计，过大的肢体差异无法通过股骨侧追加长度来纠正。（2）有明显髋内翻。股骨颈剪切力较大，容易造成股骨颈骨折。一般认为，全髋表面置换假体柄干角的最佳角度在135°～140°左右，如果颈干角＜110°，则二者差异过大，易造成股骨颈骨折[22]。（3）髋臼发育不良伴较大范围股骨头坏死或缺损的患者，以及股骨头负重区域发生坏死的患者。生物力学测试显示，股骨头坏死范围不超过40%是THRA的适应证，股骨头坏死范围超过50%为THRA的相对禁忌证[23]；另外，股骨头负重区域坏死对THRA术后股骨颈的影响较大，股骨头负重区坏死＞20%也是THRA的相对禁忌证[24]。（4）未来有生育要求、肾功能不全、重金属过敏等。尽管磨损程度随金属股骨头直径增大而呈下降趋势[25]，但也有研究显示，植入大直径股骨头的患者其体内重金属离子浓度不仅高于正常人，也高于普通金对金THR患者[26]。过高的重金属离子会在体内蓄积，并有导致畸形和恶性肿瘤的风险[7]，因此，一些特殊人群应尽量避免使用。

AAOS指出，目前无论是医生还是患者均对THRA给予过多关注并寄予过高期望[16]，可能间接导致THRA适应证盲目扩大。除了传统的骨性关节炎的适应证，THRA越来越多地用于DDH、强直性脊柱炎等特殊人群，甚至有学者在一些既往的相对禁忌证中也开始尝试应用THRA。值得关注的是在针对THRA的研究中，有关THRA治疗DDH的文章多数来源于中国，在特殊人群的适应证扩展方面，国外同行显得更为谨慎。

5 THRA治疗DDH继发骨性关节炎的疗效之争

目前有关THRA治疗DDH继发骨性关节炎的研究越来越多，其临床结果及观点不尽相同。

国内最早可见的文献是2006年华西医院报道THRA治疗成人先天性DDH的近期疗效[27]；2009年该单位又对这一批患者进行中期随访，随访结果良好[15]。上海第九人民医院也在DDH的THRA应用方面做了大量工作，提出股骨颈干角准确测量的方法及其重要性，总结假体安放技术的特点[28]。Amstutz等[5]对行THRA的DDH患者（CroweⅠ°和Ⅱ°）进行近、中期随访，结果显示其生存率较THR明显提高，所有临床数据与术前比较，差异均有统计学意义，且此组病例中未发现髋部骨量丢失的现象。

大部分早期研究认为，只要严格选择适应证，THRA治疗DDH的临床效果是令人满意的。但是近期发表的诸多临床研究指出，THRA的临床效果同大直径THR，甚至普通THR相比较，并无显著性差异[29]，但其早、中期假体失败率却较THR为高；同时，较普通骨性关节炎而言，DDH患者THRA术后假体生存率将会更低。McBryde等[22]对85髋DDH和96髋骨性关节炎进行对照研究，平均随访4.5年，骨关节炎组无翻修病例，DDH组有5例进行翻修，其中4例为髋臼假体松动。因此认为DDH是影响THRA术后假体生存的危险因素之一[30]。再者，患者大活动量的恢复并不能作为其优于THR的决定性因素，因为较大的活动量将有可能影响假体的存活时间[31]。另外，THRA的设计初衷是作为THR术前的过渡性治疗手段，其翻修手术的疗效应相当于初次THR，而并发症发生率应等同于或低于初次THR。Eswaramoorthy等[32]的研究亦支持这一观点，其结果证实，THRA翻修术后早期的满意度虽然较初次置换的THRA明显下降，但和初次THR的效果类似。Grammatopolous等人[33]的研究却不支持该观点，他总结54例THRA术后翻修的教训，将病例与匹配的初次置换进行比对，发现THRA术后翻修的并发症高于常规初次THR，这一现象值得关注。国内也有文献[34]系统回顾THRA治疗DDH继发骨关节炎的研究，并结合自身临床实践提出DDH非THRA良好适应证的观点。该文主要从DDH的病理学特点与THRA技术要点、假体安置角度之间的矛盾出发，提出DDH髋臼的病理形态是引起髋臼松动的基础因素之一；推测DDH患者THRA术后早期股骨侧假体高失败率可能与DDH臼-头-颈三者之间的异常比例有关，DDH患者的髋臼发育不规律，头臼的匹配程度与头颈比均异于正常髋关节，而THRA假体的头臼匹配、头颈比均为固定设计，二者必然存在矛盾，这也是DDH术中判断假体大小时处于两难抉择的原因。THRA对柄干角也有严格要求，为达到最佳的生物力学效应，柄干角应安置在135°～140°[14]，并较颈干角大5°～10°[35]，而DDH群体的颈干角弥散度较大，很多情况下无法满足上述要求。

目前对于THRA的争论不仅在疗效方面，学界更关注的是金属对金属的摩擦界面以及所产生的金属离子问题。虽然最新的表面置换假体在金属界面材料及磨损率方面获得突破，但仍旧未能摆脱术后人体内高浓度重金属离子的掣肘，因此很多研究者对THRA持否定态度。但仍有为数众多的学者认为，现在即对金属对金属全髋置换手术持完全否定的态度为时尚早，并且缺乏科学依据[36]。然而有一点共识已经达成，那就是适应证选择不良及技术不良的状态下盲目普及THRA可能会造成严重后果。

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R682.17，R687.42

A

1674-666X(2010)04-0277-05

2010-11-21；

2010-12-10）

（本文编辑 陈 娜）

10.3969/j.issn.1674-666X.2010.04.007

510515广州，南方医科大学南方医院关节与骨病外科

史占军，E-mail：zhanjunshi@yahoo.com.cn