早期股骨头坏死保头手术治疗进展

杨元庆(综述) 夏 军(审校) 王思群 魏亦兵 陈飞雁 黄钢勇 陈 杰 石晶晟 赵广雷

(复旦大学附属华山医院骨科 上海 200040)

早期股骨头坏死保头手术治疗进展

杨元庆(综述) 夏 军△(审校) 王思群 魏亦兵 陈飞雁 黄钢勇 陈 杰 石晶晟 赵广雷

(复旦大学附属华山医院骨科 上海 200040)

股骨头坏死常见于青壮年患者应用大剂量激素、创伤及酗酒之后,也有一些病因不明。对于青壮年患者应通过各种方法避免股骨头进一步塌陷而进入晚期骨关节炎阶段。除股骨头髓芯减压之外,再配合植入物以期改善股骨头缺血坏死情况,并给予一定力学支撑防止股骨头进一步塌陷,从而延缓髋关节人工关节置换。本文综述了目前常见的股骨头坏死保头手术治疗方案,并分析各方法的优势及不足。

股骨头坏死; 髓芯减压; 钽棒

股骨头坏死常见于青壮年患者,在美国每年有2～3万名患者被诊断为股骨头坏死,全髋关节置换术中10%的患者是股骨头坏死所致[1]。股骨头坏死是由于不同病因直接或间接破坏股骨头的血液供应,进而造成软骨下骨变形、坏死,随着病情进一步加重,股骨头发生囊性变、关节面塌陷,最终导致骨关节炎,这是一种病情不断进展的难治性疾病,也称为股骨头缺血性坏死。在我国常见的病因是糖皮质激素大剂量应用、髋关节创伤、酗酒及不明原因的特发性坏死。在股骨头坏死的早期,可以选择非手术治疗(如限制负重和高压氧治疗[2])或药物治疗(如阿仑膦酸钠和伊洛前列素[3])。但非手术治疗只针对早期小范围的股骨头坏死,而且临床疗效有限,往往不能有效阻止病情发展,因此需要进行手术干预。股骨头坏死手术治疗分为两种方式:保头治疗和关节置换治疗。保头治疗主要适用于股骨头塌陷前且症状不是特别明显的患者。由于股骨头坏死常见于青壮年患者,应尽可能早期发现、早期诊断,并积极保头治疗,避免股骨头进一步塌陷而进入晚期骨关节炎阶段,避免或延缓人工关节置换。本文对目前缺血性股骨头坏死的保头手术治疗进行综述。

单纯髓芯减压 股骨头髓芯减压能有效减轻股骨头内高压,改善血液循坏,并能减轻疼痛,已经广泛应用于早期股骨头坏死。Castro等[4]对股骨头坏死髓芯减压和保守治疗这两种不同的治疗方式进行Meta分析,单纯髓芯减压纳入22项研究,保守治疗纳入8项研究,结果表明单纯髓芯减压对于Steinberg分期Ⅰ期坏死改善病情进展的成功率为84%,明显优于保守治疗的61%。在一篇证据等级Ⅳ的文献中,Israeite等[5]对276例髋关节进行髓芯减压,术后随访2年以上,结果单侧和双侧同时减压术后需要进行全髋关节置换术的比例分别为45%和32%。此研究也表明,在股骨头尚未塌陷的Steinberg Ⅰ、Ⅱ期,小范围坏死(小于股骨头的15%)预后明显优于中范围(股骨头的15%～30%)和大范围(大于股骨头的30%)坏死,而且中、大范围坏死的患者最终接受全髋关节置换术的比率是48%和42%。Marker等[6]的系统性研究回顾了自1992年以来接受股骨头髓芯减压的1 268例髋关节,70%无需进一步手术治疗,63%影像学提示结果良好。另外,单纯减压的方式除了传统的大直径减压之外,小孔径多通道减压也被证实能达到同样的临床疗效,并且能更深入坏死区进行减压,同时对周围正常组织血供的破坏较少,也降低了转子下骨折的风险[7]。

髓芯减压+植骨 单纯的髓芯减压对早期、受累范围较小的股骨头坏死具有一定疗效,但在股骨头减压、清除坏死骨组织后,缺乏对股骨头负重区软骨下骨的力学支撑,尤其当减压面积较大时,会增加术后骨折及关节面进一步塌陷的风险,所以髓芯减压后在通道内打压植骨可以增加股骨头的强度,改变负重的载荷,降低股骨头塌陷的可能性[8]。另外还可以经由股骨头开窗植骨、股骨颈开窗植骨。Shah等[9]对28例Ficat-Arlet分期Ⅰ期～Ⅱb期股骨头坏死进行髓芯减压+自体髂骨植骨,随访6个月后发现Ficat-Arlet分期Ⅰ期的股骨头坏死情况有92.3%(12/13)获得改善,而Ⅱa期的改善情况为54.54% (6/11),至于Ⅱb期则为50% (2/4),但该研究的随访时间较短。Rijnen等[10]的长期随访报道,28例股骨头坏死进行髓芯减压+同种异体骨植骨术,平均随访时间42个月,29% (8/28)最终接受全髋关节置换术,其余的病例90%都能达到较为满意的临床效果,还认为年龄是影响术后疗效的因素之一,30岁以下的患者即使ARCO分期较高,术后的临床效果还是比较好。有报道指出,将股骨头内坏死骨彻底清除加上松质骨植骨,术后5年ARCO分期Ⅱc期的患者成功率能达到100%[11]。髓芯减压+植骨的手术由于操作相对简单、手术时间短及对患者创伤较小,是目前主要的保头手术之一。

髓芯减压+带血管蒂腓骨移植 股骨头血供障碍是造成股骨头坏死的可能病因之一,髓芯减压+带血管蒂的自体腓骨移植被认为可以给予足够力学支撑,还能改善股骨头内循环障碍。一篇比较带血管蒂腓骨移植和游离腓骨移植临床疗效的文献指出,术前股骨头尚未塌陷的患者术后7年股骨头生存率在带血管蒂的腓骨移植组为86%,明显优于游离腓骨组的30%[12]。Ding等[13]的研究指出,带血管蒂腓骨移植术后的患者继续接受激素治疗并不加速股骨头坏死的进展,回顾39例因激素治疗导致股骨头坏死的患者(67髋),在接受血管化保头手术后,继续维持激素治疗,平均随访5.4年,70%(47/67)影像学上坏死情况改善,15% (10/67)较术前没有明显改变,只有10% (7/67)坏死继续进展。一项涉及578例股骨头坏死带血管蒂游离腓骨移植的大样本研究中[14],患者平均年龄36.7岁(19～55岁),Steinberg分期为Ⅳ～Ⅴ期,平均随访5年,整体Harris评分从术前65分提高至86.9分,影像学上33.7%(195/587)股骨头坏死情况获得改善,57.3%(331/587)病情没有明显变化,9%(52/587)坏死继续进展,最终有4%(23例髋)需要进行全髋关节置换术。目前尚无Ⅰ期的研究评价血管化和非血管化植入的临床疗效。尽管如此,也有一些长期随访的研究能提供参考,Yoo等[15]在平均随访时间长达13.9年的研究中指出,124例带血管蒂腓骨移植术后的患者中,13例(11%)最终接受了全髋关节置换术,Ficat-Arlet分期Ⅱ期和Ⅲ期患者的股骨头生存率差异无统计学意义,该作者认为影响股骨头生存率更重要的因素是患者的年龄、股骨头坏死面积及位置。Edward等[16]开展的长期研究也表明,65例Ficat-Arlet分期Ⅰ期和Ⅱ期的髋在平均随访14.4年后,有39例股骨头坏死没有持续进展,生存率为60%,而且这39例髋的平均Harris评分达到89分。除了带血管蒂腓骨移植之外,也有学者采用髂骨来进行血管化。Elmali等[17]对22例患者(26例髋)进行带血管蒂髂骨移植,平均随访36个月后,65% (17/26)坏死没有继续进展。带血管蒂腓骨移植对股骨头坏死的保头治疗具有一定的临床疗效,若血管吻合成功能改善股骨头局部的血液循环,明显提高股骨头的远期生存率,但是该手术技术要求高,手术时间长,对患者创伤较大,因此手术失败率及术后并发症发生率相对较高。

髓芯减压+钽棒植入 钽金属棒硬度系数达到6.5被认为能在股骨头髓芯减压后为软骨下骨提供坚强的力学支撑,弹性模量与人体骨组织相似,高度孔隙率具有良好的骨传导,能帮助新生骨长入,是髓芯减压后植入物的另一选择。一项钽棒植入后1年的早期随访结果表示,股骨头坏死持续进展率为28% (16/58),最终接受全髋关节置换术比率为16% (9/58)[18]。Tanzer等[19]进行了更大样本量的研究,对113例股骨头坏死的髋进行髓芯减压+钽棒植入,术后平均随访13.4个月的失败率为15% (17例髋)。Zhang等[20]纳入6项随机对照研究,共256例患者进行Meta分析,结果提示多孔钽棒植入的手术创伤小,短期随访中对早期股骨头坏死患者具有良好效果,但尚需长期随访研究来确定多孔钽棒的疗效。Pakos等[21]将多孔钽棒结合自体骨髓及植骨,对Steinberg分期Ⅱ～Ⅲ期的49例股骨头坏死患者(58髋)进行研究,5年随访后股骨头生存率为93.1%,4例病情进展到Steinberg Ⅴ期而接受全髋关节置换术。然而,将保头手术失败而接受全髋关节置换术的患者取下的股骨头及钽棒进行组织学分析,发现仅有少量的新生骨长入,并没有达到预期的效果,而且对软骨下骨的力学支撑也不足[19]。一旦钽棒植入失败,由于取出困难,也会增加全髋关节置换术的难度。基于这些研究结果,多孔钽棒还需要更多的长期随访结果来证明其治疗股骨头坏死的有效性。

骨髓间充质干细胞和骨形态发生蛋白的应用 骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)具有多向分化的潜能,主要存在于人体红骨髓中,在特定情况下会分化成机体需要的骨、软骨、上皮等细胞,帮助新生骨及毛细血管形成[22-23]。骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)能诱导未分化的MSCs向骨母细胞和软骨母细胞分化,促进新生骨形成[24]。因此近年许多研究的重点聚焦在髓芯减压后通过结合BMSCs或BMP的植骨来修复和促进新生骨及毛细血管形成。Ma等[25]进行了一项随机对照双盲研究,纳入45例Ficat-Arlet分期Ⅰ～Ⅲ期的股骨头坏死患者(53髋),治疗组为髓芯减压+自体髂骨混合骨髓干细胞植骨,对照组为髓芯减压+单纯髂骨植骨,经过24个月的随访,治疗组患者的疼痛和临床症状明显改善,在病情进展方面,对照组有33.3%坏死情况进展到下一个分期,而治疗组只有8%,其中特别提及在治疗组Ficat-Arlet分期Ⅰ、Ⅱ期的患者中未出现病情进展。Papanaqiotou等[26]将游离腓骨与BMP-7结合进行小样本研究,用于治疗股骨头坏死,平均随访4年,71% (5/7)的患者股骨头没有进一步塌陷,29% (2/7)的患者最终接受全髋关节置换术。Persiani等[27]应用BMSCs治疗29例股骨头坏死患者(31例髋),81% (25/31)早期股骨头坏死的患者临床症状获得改善,影像学上也未见进展,但对于中晚期的患者效果较差。有学者报道髓芯减压+带血管蒂髂骨移植+涂抹BMSCs的多孔钽棒植入治疗晚期股骨头坏死,经过平均64.35个月的随访,ARCO分期Ⅲc期的髋成功率为89.74%,ARCO分期Ⅳ期的髋关节成功率为75%,只有5例最终接受全髋关节置换术[28]。BMSCs和BMP促进新生骨形成的作用已经被证实,髓芯减压+附有促进骨诱导的细胞因子植入物将继续成为早期股骨头坏死保头治疗的研究热点。

截骨术 截骨手术是对于青壮年股骨头坏死诸多保头手术中的一种,在日本较为盛行,主要包括内翻截骨及转子间旋转截骨。转子间旋转截骨早在1972年就被提出。对204例患者(250例髋)行转子间截骨矫形术后随访2～9年,有90例患者(128例髋)完成了术后随访。这些患者无论从影像学表现或是临床表现上都得到了良好的改善[29]。传统的内翻截骨首次由Pauwels提出并应用于髋骨关节炎的治疗[30],而后才被应用于股骨头坏死的治疗中,无论是哪种截骨手术,其目的都是把股骨头承重区的坏死部分去除,并以其他完整部分代替,在26例股骨头坏死患者中,19例中远期随访疗效令人满意,缺点是这种术式会造成患侧下肢短缩[31]。相较于转子间旋转截骨,内翻截骨对手术操作要求更低且创伤性更小,但是由于抬高了大转子,内翻截骨术后可能会出现延迟愈合或骨不连的并发症[32]。

结语 早期股骨头坏死的保头手术治疗方式多种多样,长期随访的研究结果证实单纯的髓芯减压仅适用于早期病变且坏死面积小的患者,髓芯减压+植入物是目前主流的治疗手段,治疗的主要方向是彻底减压并清除坏死骨、给予力学支撑、促进新生骨形成、改善局部血液循环。然而,各种植入物都有其优缺点,随着显微外科技术的提高,带血管蒂的腓骨移植成功率也会增加;随着生物医学的发展,各种可降解的骨替代材料逐渐问世,同时植入物与BMSCs及各种细胞因子的联合应用也具有乐观的治疗前景。

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Treatment progress of joint-preserving procedures for femoral head necrosis in the early stage

YANG Yuan-qing, XIA Jun△, WANG Si-qun, WEI Yi-bing, CHEN Fei-yan,HUANG Gang-yong, CHEN Jie, SHI Jing-sheng, ZHAO Guang-lei

(DepartmentofOrthopaedics,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China)

Patients with femoral head necrosis are common in young adults.There are plenty of reasons causing femoral head necrosis in young adults,such as the application history of high-dose corticosteroid,femoral neck fracture aroused by trauma,alcoholism,etc.Otherwise,there are still some unknown etiologies of femoral head necrosis.For young patients,the preferred treatment of femoral head necrosis is taking a variety of methods to avoid further collapse of the femoral head and going into the late stage of osteoarthritis.Other than utilizing the simple core decompression of the femoral head,orthopaedic surgeons often combine with some implants,hoping to improve the blood supply of femoral head and give mighty mechanical assistance to prevent further collapse of the femoral head,thus can delay the replacement of artificial hip joint.In this Review,we summarize the joint-preserving procedures for femoral head necrosis,and analyze the advantages and disadvantages of each method.

femoral head necrosis; core decompression; tantalum bar

R681.8

B

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.01.020

2016-03-09;编辑:段佳)

△Corresponding author E-mail:dr.xiajun@139.com