陶瓷-陶瓷全髋关节假体的初步临床应用结果

翁益平,郁忠杰,张云坤

(江苏省常州市第二人民医院骨科,江苏常州,213002)

全髋关节置换术是目前治疗各种晚期髋关节疾患的有效方法,并取得了良好的临床疗效,是20世纪最成功的外科技术之一[1]。金属-聚乙烯的配伍被作为这一技术的标准配伍广泛应用至今[2]。然而,长期的临床应用经验表明,传统的金属-聚乙烯组合(或称硬-软)的人工髋关节,因易产生聚乙烯磨屑,远期疗效常不理想。陶瓷-陶瓷组合的人工关节,由于其低磨损、良好的组织相容性等优点被逐渐推广并应用于临床。本研究旨在通过评估24例高纯度氧化铝陶瓷-陶瓷全髋关节置换患者术后髋关节功能、Harris评分及影像学表现综合评价陶瓷全髋关节的初步临床应用结果。现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料

自1999年1月～2010年 6月,进行了28髋(28例)陶瓷-陶瓷全髋关节置换术,手术由同一组医生完成,患者在医生指导下于术后3～5 d在助行器的辅助下逐渐负重行走。最终,24髋(24例)得到成功随访,其中,男性11髋(11例),女性13髋(13例);股骨头无菌性坏死7例,骨关节炎6例,股骨颈头下骨折7例,全髋术后假体松动2例,髋臼骨折继发创伤性关节炎2例。术前患者Harris评分平均为63.6分。患者平均年龄56.4岁(39～68岁);术后平均随访时间18.6月(12～48个月)。

1.2 手术方法

蛛网膜下腔阻滞麻醉联合持续硬膜外麻醉后,患者取健侧卧位,均行髋关节后外侧入路。清除髋关节周围骨赘,适度松解髋关节周围软组织。本组24髋均使用意大利Lima公司“三明治型”高纯度氧化铝陶瓷-陶瓷非骨水泥全髋关节假体。髋臼侧假体采用单纯压配固定,13髋行2～3枚髋臼螺钉固定。全部患者的髋臼和股骨头假体均采用生物学固定。

采用门诊随访复查的方式。复查内容包括:患者临床症状、体格检查、术后(3个月、6个月、12个月,以后每年1次)Harris髋关节评分[3]及髋关节正侧位X线平片摄片及其相关影像学评估。所有患者的临床体检及X线平片的阅片均由同一位医生完成。

1.3 临床评估

临床病史询问主要包括:患者不适主诉、患侧髋部在活动时是否出现异常响声以及出现异常响声的频率以及是否出现并发症(如术后假体周围骨折;感染;术后假体脱位等)。Harris髋关节评分:90～100分为优秀;80～89分为良好;70～79分为一般;小于70分为差。

1.4 影像学评价

每一位患者均予以患侧髋关节正侧位平片摄片,并测量髋臼假体的外展角与前倾角。其中,髋臼假体的前倾角是根据陈树祥[4]提出的测量方法进行测量。同时分别测量陶瓷球头旋转中心与髋臼假体边缘至Kohler泪滴的距离,并与患者术后住院期间的X线平片比较,以两次测量的距离是否一致来评估髋臼假体是否存在移位以及内衬是否出现磨损。根据DeLee等[5]诊断标准判定股骨侧假体是否松动,根据Gruen等[6]诊断标准判定髋臼侧假体是否松动。分别按DeLee等[5]和Gruen等[6]方法,记录股骨侧和髋臼侧骨溶解的部位及大小。此外,假体周围异位骨化根据Brookeer等[7]的描叙进行评估。

2 结 果

本组28例中,3例术中发生股骨近段纵向劈裂骨折并发症,给予钛缆捆扎处理。4例患者因地址及联系电话变更而失访。完整随访24例,平均随访时间18.6个月(12～48个月),其中无1例发生神经、血管损伤、伤口感染和股骨头假体脱位等手术并发症,无患侧髋关节周围异常杂音,无陶瓷假体碎裂。患者末次随访时Harris髋关节评分平均为97.5分(92～100分),全部为优秀,优秀率100%。截至本次随访结束,所有患者对手术结果都表示满意。无行走无疼痛、无跛行,尤其无股前区疼痛,且术后患侧髋关节主动活动度满意,均恢复日常生活。

24例患者术后髋臼假体的外展角平均为43.6°(39～ 48°),前倾角平均为 19.4°(17 ～ 24°)。同时,分别测量24例患者陶瓷球头旋转中心与髋臼假体边缘至Kohler泪滴的距离,并与患者术后首次X线平片比较,两次测量的距离无统计学差异,提示未出现髋臼假体移位及内衬磨损。随访期间未见假体松动、下沉、移位及碎裂发生,假体周围无透亮线形成。髋臼侧及股骨侧均见骨长入假体。股骨侧和髋臼侧均未发生骨溶解现象。股骨侧假体在股骨髓腔内充填良好,股骨近端均未出现明显骨质疏松。

3 讨 论

自1970年法国医生Pierre Boutin[8]首次将氧化铝陶瓷应用于人工全髋关节置换术至今,氧化铝陶瓷全髋关节假体的发展历经了3个阶段。目前比较流行的是第三代氧化铝陶瓷,即高纯度氧化铝陶瓷,由于采用了新技术以提高力学强度,并使陶瓷晶体颗粒的直径控制在2 μ m以内,从而使陶瓷股骨头破碎发生率减少到0.004%[9]。与金属、高分子聚乙烯等材料相比,高纯度氧化铝陶瓷有着以下的特点:①高纯度氧化铝陶瓷具有极低的磨损率。这一点从根本上解决了由聚乙烯磨损产生的碎屑导致假体周围的大量骨溶解。Kawanabe等[10]研究发现,与第一、第二代氧化铝陶瓷假体相比,第三代高纯度氧化铝陶瓷假体有着更低的磨损率以及更为优异的表面品质。②较多学者研究发现[11-13],高纯度氧化铝陶瓷的生物相容性佳,性能稳定,组织学反应最低,耐腐蚀,并能有效降低磨屑诱导的骨溶解。③与金属材料相比,高纯度氧化铝全陶假体在体内无超敏反应,无金属离子释放[14-15]。

本院从1999年开始应用第三代高纯度氧化铝陶瓷-陶瓷人工髋关节治疗髋关节疾病患者,经术后随访未发现明显假体磨损、松动、下沉及脱位,人工髋关节功能良好,Harris评分较术前显著提高。表明陶瓷-陶瓷人工髋关节能有效减少人工髋关节磨损导致的严重并发症,延长人工髋关节的使用时限,避免人工髋关节的过早失效。一直以来,碎裂一直是陶瓷假体致命的缺点。在陶瓷髋关节假体应用的早期,髋臼假体是单杯形式的。加之早期的陶瓷材料生产工艺落后,机械强度不足,这两方面的因素成为了早期陶瓷假体破碎率高的主要原因[16]。上世纪90年代,出现了本项研究中患者所使用的三明治臼杯,其臼杯仍为金属,但内衬则是由陶瓷和超高分子聚乙烯结合而成。聚乙烯材料虽然没有像陶瓷材料那么高的强度,但其韧性高于陶瓷,因此,作为一种缓冲能很好的避免了陶瓷与金属之间的直接碰撞引起的陶瓷假体碎裂。在正常的生理条件下,三明治陶瓷臼杯不可能达到其疲劳极限,所以陶瓷头断裂非常罕见[17]。在本项研究中,也未出现陶瓷假体碎裂的病例。

陶瓷受撞击后易碎裂,故陶瓷内衬无法同聚乙烯内衬一样保留3～5°后方高边来防止人工关节脱位,如不能准确植入人工髋关节,术后将发生关节脱位。为防止脱位、陶瓷内衬碎裂等严重并发症的发生,结合作者的临床经验,手术操作时应注意以下几个要点。①股骨颈截骨:传统的金属头可以通过带尾设计(Skirted femoral ball heads),增加颈长3.5、7.5和12.5 mm,因此,股骨颈截骨即使多截除些,也可以增加下肢长度和髋关节稳定性。然而,陶瓷头假体不能采用带尾设计,增加颈长最大幅度仅为8 mm,因此,股骨颈截骨应保守些。为避免陶瓷头的这一不足,意大利利马公司特设计制造了短和长2个规格的组合颈,长颈较短颈长7 mm,以弥补陶瓷头延长幅度的不足。因此,如选用这一陶瓷产品,股骨颈截骨可不必保守。②臼杯固定的外展角:陶瓷关节的耐磨损程度,除与这一材质密切相关外,尚与臼杯固定角度密切相关。传统的金属-聚乙烯人工关节,臼杯强调外展45度位固定,但有资料表明陶瓷臼杯应置<45度外展位固定,才能确保陶瓷头-臼间有一个最大接触面和最合理的应力分布,有助于避免臼杯的边缘载荷以及由此产生的远期边缘磨损或碎裂。然而,本文病例随访时间尚短,尚不能确定臼杯固定的外展位角度与远期磨损有何相关性。Griss[18]等证实采用Mittelmeir全髋陶瓷假体行THR,陶瓷臼杯如采用近似垂直位固定,则陶瓷头和臼呈边缘型接触,因接触面积小,故易产生磨损。③臼杯固定的前倾角:随着臼杯的近似水平位固定,臼杯后方被更多的移向上方,导致臼杯后方的覆盖面减少。此时,如增加臼杯前倾,可以弥补这一问题。此外,陶瓷臼杯不象聚乙烯臼杯能够增加后上方的唇边,以增加臼杯后上方的覆盖面。④臼杯内衬试件的应用:由于陶瓷头、臼部件系采用锥形设计固定,因此在安装正式假体部件前,必须先用头、臼假体试件进行试复位,以判断假体的固定角度是否理想。如不使用试件,而直接使用正式部件,一旦假体安装角度不理想,需重新固定,此时部件取出十分困难,如强行取出极易损伤陶瓷锥形连接结构。⑤切除多余的髋臼前壁或骨赘:由于陶瓷臼杯多采用增加前倾角固定,因此髋臼前壁常超过臼杯前缘,极易引起髋臼前方的撞击而影响髋关节假体稳定性。为确保髋关节假体的稳定性,必须适当切除过多的髋臼前壁或骨赘。以避免为确保假体稳定而采用增加假体颈长或选用增加偏心距的假体。⑥应用手而不用器械安装陶瓷臼杯内衬:安装陶瓷臼杯内衬通常要较安装聚乙烯内衬困难,陶瓷内衬采用的锥形设计极易导致安装角度不理想,如采用器械帮助安装内衬,则更易导致角度不理想。根据笔者以及其他学者的经验,如用手帮助安装陶瓷内衬,则既容易且正确性高。安装陶瓷内衬还存在另一问题,即臼杯越大则正确安装越困难。假如陶瓷内衬安装不适当,则内衬取出十分困难,且极易导致陶瓷碎裂。因此,安装陶瓷内衬必须十分仔细。⑦陶瓷部件安装后必须冲击嵌紧:目前,头、臼锥形连接装置均带有显微沟槽,这一设计特点能有效的提高陶瓷关节安装的稳定性,因此安装陶瓷部件后应用冲击器作适当冲击嵌紧,否则有可能再次松动脱落。

在本项研究中,55岁以下的年轻、活跃患者为10人,占患者总人数的41.7%。且这些患者术后至随访期末的功能良好,不仅能参加日常的工作生活,有些患者甚至还能参加打网球等运动。高纯度氧化铝陶瓷全髋关节假体在年轻患者中取得了满意的短期临床疗效。这与Ha等[19]的研究结果相一致。因此,作者认为高纯度氧化铝全陶假体是年轻、活跃患者的最佳选择之一。

综上所述,相对于带有聚乙烯内衬的人工全髋关节,高纯度氧化铝陶瓷-陶瓷人工髋关节对手术技巧要求更高,但临床效果较好。本组患者随访期间均无假体脱位、断裂、松动、下沉及明显的骨溶解等现象发生,无需进行翻修手术。但本组随访时间较短,远期临床疗效仍有待进一步观察。

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