全陶界面与金属-聚乙烯界面在人工全髋关节置换术后的早期临床效果比较

沈 阳, 黄环宇, 万宗文

(江苏省泰州市第四人民医院, 江苏 泰州, 225300)

人工全髋关节置换术(THA)是治疗终末端髋关节疾病最安全有效的方法，但假体间的磨损颗粒，尤其是聚乙烯颗粒，常常会导致假体周围骨溶解，影响假体生存年限[1]。研究[2-3]发现陶瓷-陶瓷的摩擦界面可以显著降低摩擦磨损。对于年轻或者有较高活动量要求的全髋关节置换术患者，陶瓷-陶瓷界面是公认的最佳选择[4-5]。鉴于国内的远期随访较少，目前并没有统一的标准，临床医生多根据患者的病情及要求进行选择，如采用陶瓷-聚乙烯、陶瓷-金属、陶瓷-陶瓷、金属-金属、金属-聚乙烯等负重界面。本研究回顾性分析本院28例全陶界面和32例金属-聚乙烯界面THA的患者的临床资料，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

观察组28例，男18例，女10例，年龄19～61岁，平均(44.20±3.70)岁; 股骨头缺血性坏死(AN) 12例，骨性关节炎(OA) 4例，强直性脊柱炎(AS) 2例，类风湿性关节炎(RA) 2例，股骨颈骨折(FNF)(Garden Ⅳ型) 8例。对照组32例，男17例，女15例，年龄20～63岁，平均(45.40±4.20)岁; AN 13例, OA 5例, AS 2例, RA 2例, FNF (Garden Ⅳ型)10例。2组患者年龄、性别、术前诊断等一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2 术前评估和假体应用

所有患者术前均拍摄骨盆正位片和患侧侧位片，了解其颈干角、前倾角、髋臼周围畸形及股骨皮质状态，尤其要注意髋臼周围的骨质情况。根据评估结果选择不同的假体，主要有髋臼假体和股骨假体(美国施乐辉公司)，陶瓷界面均为第4代的粉陶(美国施乐辉公司)。

1.3 手术方法

患者均取侧卧位，持续硬膜外麻醉或全麻，髋关节后外侧入路，切除后关节囊，保留股骨距1.5 cm截除股骨头颈。注意需彻底清除髋关节周围骨赘，防止假体任何可能的撞击，然后适度地松解髋关节周围软组织。保持髋臼侧按外展角(42.50±2.50) °, 前倾角(20.00±5.00) °, 打磨髋臼至骨面均匀渗血，试模复位后，选择合适髋臼杯压配固定，对于部分骨质疏松或压配不满意患者，可加用1～3枚螺钉固定以增加初始的稳定性。安装内衬前应彻底冲洗髋臼外杯内面，不能残留任何组织，然后用手将陶瓷内衬(金属或聚乙烯内衬)植入，保证内衬与金属外杯是同心圆，与金属外杯四周位置均匀，拇指沿金属杯一侧推入，最后进行敲击嵌合锁定陶瓷内衬(金属或聚乙烯内衬)。使用非骨水泥型压配技术置入股骨侧假体，试模满意后，反复清洗股骨颈后用手放置股骨头并敲击锁定。常规冲洗、“鸡尾酒”皮下及关节囊周围注射、依次缝合伤口，不常规放置引流。

1.4 术后处理

应用抗生素预防感染3 d, 应用抗凝药预防下肢静脉血栓形成和急性肺栓塞。术后24 h行屈髋和直腿抬高训练。术后X线示假体关节在位后使用助步器辅助行走，术后6周逐步脱离助步器正常行走。

1.5 随访、评价标准

术后1、3、6月定期随访，重点患者应延长随访时间。随访内容包括Harris评分和骨盆正位X线片，同时观察髋关节活动度。根据Harris评分标准进行早期功能评价, >90分为优, 80～90分为良, 70～<80分为中, <70分为差。

2 结 果

所有患者术后切口均一期愈合，均未出现感染、栓塞、假体脱位等现象，全陶关节患者(观察组)未出现陶瓷关节碎裂的现象，复查X线显示假体位置良好，髋臼外倾角(43.20±2.10) °, 前倾角(17.30±3.20) °; 随访时间16～24个月，平均21.60个月; 观察组术前髋关节Harris评分6.90～51.20分，平均(34.50±12.70)分，末次随访髋关节Harris评分为87.20～98.30分，平均(93.10±5.20)分，关节总活动度(屈曲、内收、外展、屈髋内旋、屈髋外旋)为(221.15±9.83) °。对照组术前髋关节Harris评分7.20～49.30分，平均(32.50±10.10)分，末次随访Harris髋关节评分为86.40～97.20分，平均(92.40±4.70)分。关节总活动度(215.35±10.18) °。观察组术后Harris评分及关节活动度优于对照组，但差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者均未出现假体松动、脱位、骨溶解以及假体周围骨折, 5例患者(观察组2例，对照组3例)出现轻微疼痛, 3例患者(观察组1例，对照组2例)出现异响，其中2例患者末次随访已消失, 1例患者(观察组)仍有异响。

3 讨 论

研究[6]表明，大部分人工髋关节可使用10年以上，但是髋关节磨损产生的磨损颗粒将最终导致假体周围骨溶解、假体松动、脱位以及周围骨折，影响人工关节的生存率。1970年法国人Boutin[7]首先将陶瓷作为人工髋关节的界面材料。然而，早期的陶瓷假体制作工艺较差，材质较粗糙，陶瓷头与股骨柄的接合仍存在问题，导致假体在使用过程中容易断裂、松动、破碎，进一步出现磨损颗粒，而诱发骨溶解及假体周围骨折。但陶瓷材料磨损率低、强度高、生物相容性好等优点[8]得到人们认可，随着假体加工工艺的成熟，新的陶瓷假体相继推出，使陶瓷界面在人工全髋关节置换中得到良好的临床应用。然而，低磨损率并不是判断全髋置换术近期效果的唯一重要因素，金属对金属的磨损率较低，但是其释放的金属却比金属-聚乙烯多，并可以随体液循环传播到全身，并已在淋巴结、肝、脾等脏器中发现[9-10]。以往使用的聚乙烯材料具有较高的磨损率，且国内外的远期随访发现聚乙烯产生的磨损颗粒会造成骨溶解，是影响假体寿命的重要原因。对照组应用的聚乙烯材料为新型的高交联聚乙烯，其具有更高的强度及良好的耐摩擦性能。研究[11]证实其磨损率只相对于普通超高分子聚乙烯的1/8～1/10。本研究根据不同患者的实际情况及经济承受能力，选择不同的陶瓷-陶瓷，金属-聚乙烯界面假体。

年轻患者及有较大活动量的部分老年患者，对假体的生存率要求更高，而陶瓷界面的高强度、低磨损率正好满足这些患者的需求[12]。由于磨损率的显著降低，大直径陶瓷球头能得到广泛应用，能明显增加关节的活动度及减少脱位的产生[13]。观察组与对照组患者均采用32 mm或36 mm陶瓷球头，术后早期随访没有关节松动、脱位等并发症，考虑可能与下列机制有关: ① 大直径头改善头颈比，增加假体活动范围，减少活动中的撞击现象; ② 可能改善周围软组织对股骨头假体的契合度，从而有效限制股骨头假体脱位; ③ 由于使用大直径头延迟股骨假体的颈长，可以避免使用易导致脱位的股骨头假体[14]。由于使用大直径陶瓷球头，使得2组关节活动度术后都明显提高，观察组关节活动度要优于对照组的关节活动度。

以往人们对陶瓷髋最大的顾虑是陶瓷部件强度高，但柔韧性不足，容易破碎。随着新材料的临床应用，合成陶瓷材料较早期的单纯氧化铝抗脆裂性明显提高。Garino等[15]在文章中指出，德国赛朗泰克(CeramTec)公司2000年1月—2005年12月出品的人工髋关节第3代Forte陶瓷部件体内陶瓷部件碎裂率为0.02%, 而且32 mm球头破碎率比28 mm要低。基于Forte基础上研制的最新的第4代Delta陶瓷假体是一种氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷，约80%的基质是由高纯度的氧化铝晶粒组成，其通过增加两种增韧成分，分别为约17%的四方氧化锆颗粒和约3%的铬酸锶铝形成的板状晶体，氧化锆颗粒的能量吸收作用和板状晶体的裂纹抑制作用均可以达到增韧目的。同时，氧化铝基质中加入了粉红色的铬及钇的成分并形成固溶状态以增加复合物的硬度和稳定性。有文献[16]报道其碎裂率仅为0.003%。本实验所有患者均采用第4代Delta陶瓷头，随访时间20～33个月，均未发现假体松动、脱位、碎裂，可能与随访时间较短，病例数较少有关。目前对于新材料使用后假体碎裂的原因主要是由头-颈撞击导致的内衬撕裂以及假体半脱位造成，为了避免非生理条件下的碎裂，对手术操作技巧的要求就显得尤为重要。作者认为: ① 首先，适应证的选择及术前评估，全陶界面比较适用于年轻患者及部分有较大活动量的老年患者，术前应完善X线评估，全面了解其颈干角、前倾角、髋臼周围畸形及股骨皮质状态，尤其要注意髋臼周围的骨质情况; ② 保持髋臼侧按外展角(42.50±2.50) °、前倾角(20.00±5.00) °置换，使球头与髋臼表面有最大的接触面，应力分布均匀，减少对陶瓷边缘的切削; ③ 彻底清除髋关节周围骨赘，防止假体任何可能的撞击，同时在安装内衬前试模满意，检查关节稳定性和活动度，彻底冲洗髋臼外杯内面，不能残留任何组织。

近年来，有关陶瓷界面的全髋置换术后异响的报道[17-18]越来越多，是目前引起关节置换患者不满意的主要原因之一。Jarrett等[19]统计2003—2005年手术异响的131例陶瓷界面人工髋关节患者，随访1年以上有14例(10.2%)曾出现过异响，其中有10例症状随后消失，有1例最后行人工关节翻修术。多数文献报道发生异响的主要原因是由于髋臼与股骨头的不匹配、髋臼的外展角和前倾角不佳、陶瓷边缘磨损等。有学者[17, 20]通过体外模拟机复制髋关节异响模型，发现在无润滑环境下，所有的全陶承重面均产生异响，尤其是在高负荷状态下，陶瓷边缘磨损及金属转移迅速产生，而在有润滑的环境下，仅在第三方物质介入摩擦界面才会产生异响。因此，作者认为术中彻底清洗、清除髋关节周围骨赘和髋臼外杯内面等尤为重要。本组仍有3例患者术后随访期间出现异响，因无其他特殊症状，未予任何处理。考虑异响的产生与植入物，或植入物与个体的契合度有关系，远期应进一步观察是否与骨溶解、假体周围骨折等并发症的发生率相关。本组2例异响在最后一次随访时消失，另外1例继续定期随访观察中。

本研究早期的临床观察表明，全陶界面(COC)与金属-聚乙烯界面(MOP)应用于全髋关节置换术，在年轻患者及较高活动量的老年患者中安全可靠, COC的优良率要稍好于MOP, 但2组在异响的产生上无明显区别，考虑与随访时间较短有关，远期的疗效仍有待于进一步的随访观察。