股骨头坏死保头手术治疗的研究进展

丁佐佑, 陈增淦

复旦大学附属中山医院骨科，上海 200032

缺血性股骨头坏死是由于不同病因破坏了股骨头的血液供应，导致股骨头骨与软骨细胞的坏死及关节面的塌陷，是临床常见疾病之一。缺血性股骨头坏死早期多无明显症状，一段时间后出现髋部疼痛及活动受限，最终进展为股骨头塌陷和骨关节炎。股骨头坏死的病因复杂多样，发病机制尚未阐明，因此目前仍缺乏一致认可的治疗方案。该病好发于20～50岁的中青年人。对于年轻患者来说，若较早行全髋置换术，则十余年后可能须行二次甚至多次关节翻修手术，进而给患者的生活带来极大不便。因此，对于处于疾病早期的中青年患者，可采取保头手术，以防止股骨头塌陷，而延缓或避免行全髋置换术。近年来保头手术已从单独髓芯减压或骨移植逐渐转变为多种方法联合应用，本文对此进行总结。

1 髓芯减压术

股骨头髓芯减压是目前治疗早期股骨头坏死普遍应用的方法。该手术的目的是清除坏死骨，降低骨内压力，增加病变部位血流量，以刺激新骨形成。传统髓芯减压技术是在探针引导下由大转子下股骨外侧皮质钻入8～10 mm钻头，经股骨颈到达坏死区，清除周围坏死骨。由于术后股骨头、颈力学强度降低，易致股骨颈、转子下骨折，故现已较少单独使用这一技术。

现代髓芯减压技术有所改善。Kim等[1]于2004年首先报道应用3 mm孔径钻头行多处髓芯减压，发现与传统技术相比，该技术降低了股骨头塌陷的发生率，同时对股骨近端正常的骨组织和骨小梁破坏减少，降低了相关并发症发生率。Marker[2]等的研究中，52例(79髋)未出现股骨头塌陷的患者接受小孔径钻头多处髓芯减压，平均随访时间65个月。研究结果显示：74% FicatⅠ期患者及58% FicatⅡ期患者无需进一步手术治疗，其中股骨头坏死范围<25%的FicatⅠ期患者中有79%较前改善。

MRI导航技术近年来已应用于髓芯减压。Kerimaa等[3]在12例患髋中运用MRI引导探针进入股骨头坏死区行髓芯减压，成功率达100%，且术后未见并发症。MRI引导髓芯减压可提高钻孔精度、缩短手术时间、减少电离辐射，并且对早期股骨头坏死病灶的定位更加准确。髓芯减压虽然操作简单，但由于股骨头坏死的原因和病变程度不同，其疗效常不确定。此外，髓芯减压只适用于FicatⅠ、Ⅱ期股骨头坏死，一旦股骨头塌陷，则治疗效果不佳[4]。

2 髓芯减压联合植骨术

单独股骨头减压、清除病灶后，因骨组织和骨小梁的正常结构被破坏，导致软骨下骨板缺乏结构性支撑，股骨头塌陷和术后骨折的风险增加。髓芯减压结合骨移植，可为软骨下骨提供结构性支撑，促进软骨下骨的修复重建，降低塌陷的风险[5]。

2.1 非血管化骨移植 常用的股骨头坏死区植骨方法包括经股骨颈减压孔道进行植骨、经股骨头开窗植骨和经股骨颈开窗植骨。移植骨可分为自体骨和异体骨。自体骨多选择髂骨松质骨，其有富含骨髓间充质干细胞和良好成骨支架的优点；而使用异体骨可避免破坏其他部位正常解剖结构，减少并发症的发生。Zuo等[6]报告了119例(158髋) 植入自体松质骨的股骨头坏死病例，平均随访31个月，其中31髋(19.6%)需改行全髋置换术，另有9髋(5.7%)影像学显示股骨头塌陷>2 mm但未行关节置换。Feng等[7]采用异体骨打压植骨的方法对39例(46髋)患者进行治疗，平均随访26个月，结果显示：ARCO ⅡC期之前的患者术后优良率78%，ARCO ⅡC期之后的患者术后优良率52.6%；术后11髋进展为股骨头塌陷，其中4髋改行全髋置换术。非血管化骨移植多与间质干细胞或细胞因子联合运用，以促进坏死区域骨的修复和重塑。

2.2 血管化骨移植 血管化骨移植多用于治疗FicatⅠ～Ⅲ期、股骨头坏死范围<50%且塌陷<2 mm的患者[8]。移植骨能为关节软骨和软骨下骨提供可靠的结构支撑，而维持血流供应使移植骨具有成骨能力，从而加速坏死区域的骨修复和再生。血管化骨移植常用的手术方法有带血管游离腓骨移植、带旋髂深动脉髂骨移植、带旋髂浅动脉髂骨移植、带旋股外动脉升支髂骨移植[9]。其中，带血管游离腓骨移植植入骨的血供丰富、支撑力好，在血管化骨移植方法中效果较好。Cao等[10]的一项随机对照试验中纳入27位ARCOⅠ～Ⅲ期双侧股骨头坏死患者，两侧患髋随机分别接受不同的手术方式，随访时间36个月，6例失访。研究结果显示：接受带血管游离腓骨移植的患髋血供明显优于接受单纯髓芯减压的患髋；接受单纯髓芯减压的患髋中，7例进展至ARCO Ⅲ期，另有2例接受了全髋置换术，而接受带血管游离腓骨移植的患髋仅1例出现病情进展。Kim等[11]比较了带血管游离腓骨移植和不带血管的骨移植治疗股骨头大范围坏死的疗效，平均随访时间4年。结果显示：带血管游离腓骨移植组中SteinbergⅡ期、Ⅲ/Ⅳ期分别有1例(10%)、7例(54%)股骨头塌陷，平均塌陷深度2.8 mm，其中3例(13%)改行全髋置换术；不带血管的骨移植组中SteinbergⅡ期、Ⅲ/Ⅳ期分别有5例(50%)、11例(85%)股骨头塌陷，平均塌陷深度4.2 mm，其中5例(22%)改行全髋置换术。Zhao等[12]尝试运用可降解镁螺钉固定植入的带血管蒂的腓骨，以解决植入骨在患者运动时可能发生滑脱或移位而影响疗效的问题。在平均12个月的随访中，患者血中的镁、钙、磷离子浓度及肝肾功能均正常，Harris评分较术前显著提高，CT图像显示使用镁螺钉固定的患者均未出现植入骨滑脱或移位。尽管带血管游离腓骨移植治疗股骨头坏死的远期疗效较好，但手术难度较高，且创伤相对较大、取骨部位术后恢复较慢，影响其推广使用。带血管游离腓骨移植的远期疗效仍需大样本长期随访确定。

3 多孔钽棒置入术

自1997年Pedersen等[13]首次提出多孔钽棒可替代腓骨用于股骨头坏死患者的治疗以来，钽棒置入术联合髓芯减压逐渐被推广用于治疗早期非塌陷性股骨头缺血坏死。有研究[13-15]指出，此法适用于治疗ARCOⅠ、Ⅱ期的股骨头坏死，对Ⅲ期以上或坏死范围较大的病例疗效较差。Liu等[16]采用钽棒置入术治疗35例(49髋，其中47髋为SteinbergⅠ、Ⅱ期)股骨头坏死患者，平均随访时间15.2个月，结果显示：患者术后平均Harris评分较术前明显提高(P<0.05)，其中41髋(83.7%)疼痛明显缓解，8髋(包括Steinberg Ⅲ期2髋)疼痛加剧且影像学显示坏死范围增大。由于钽棒直径为10 mm，不能支撑范围广泛的坏死区域，用于坏死面积超过30%的关节面时易发生股骨头塌陷[17]。Nadeau等[18]用此方法治疗18例Steinberg Ⅲ、Ⅳ期的坏死股骨头，定义无需改行全髋置换术为手术成功；术后12个月时成功率为77.8%，23个月时成功率仅44.5%。钽棒置入术较带血管游离腓骨移植手术时间短、出血少、住院时间短、术后并发症少。但Tanzer等[19]的研究中，15例Steinberg Ⅱ期置入钽棒后需改行全髋置换术的患者均出现软骨下骨碎裂，对取出的钽棒进行组织病理学分析，电镜下显示13根钽棒中有新骨长入，但平均长入程度仅1.9%。除钽棒外，各种人造材料也有运用。Yang等[20]向髓芯减压孔道内填充多孔羟基磷灰石/聚酰胺66和生物玻璃，用于为关节软骨提供结构支撑，促进爬行替代过程。该研究纳入64例患者84髋，分为治疗组(38髋)和对照组(46髋，接受自体松质骨移植)，随访结果显示，治疗组中有8例(21%)股骨头承重区发生塌陷或塌陷加重，对照组中有21例(46%)发生类似情况。

4 截骨术

股骨近端截骨术主要通过改变股骨颈角度，将负重区骨坏死部位转至非负重区，代之以有正常骨支撑的关节软骨承载负荷。除力学支撑效应外，截骨术还有降低骨内压、改善血流供应的作用。截骨术主要有转子间旋转截骨术和转子间成角截骨术两种方法。

日本Sugioka[21]首先采用转子间旋转截骨术治疗股骨头坏死，并获得显著效果；其指出进行截骨术的适应证是影像检查示少于1/3的股骨头坏死区域在主要负重区。这一方法在日本较为流行。Morita等[22]抽取95例(111髋)接受转子间旋转截骨治疗非创伤性股骨头坏死的患者，平均随访18.2年。结果显示：50髋(45%)术后改行全髋置换术；其余61髋(55%)最后1次随访时平均Harris评分79分，其中33例(30%)Harris评分大于70分。该研究指出，转子间旋转截骨术优良率低于同类研究可能与转至非负重区的坏死部位进一步塌陷导致周围骨出现骨关节炎改变有关，而这一改变多发生在手术5年后。转子间旋转截骨术对欧美患者的疗效不理想，而操作相对容易的转子间成角截骨术(包括内翻或外翻成角截骨)在欧美更常用。Zhao等[23]采用转子间内翻截骨术治疗73髋，平均随访12.4年，影像学结果显示：其中66.4%坏死范围无进展。然而，截骨术改变了正常的股骨头解剖结构，增加了日后行全髋置换术的难度。

5 骨髓间充质干细胞疗法

研究[24]表明，在股骨头发生缺血坏死后，骨髓内间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMMSCs)的数量减少或活性受到抑制。BMMSCs具有分化为骨细胞、软骨细胞、上皮细胞等的多向分化潜能，通过增加干细胞数量，可达到修复坏死区域的目的。2002年，Hernigou等[25]首次提出通过减压孔道向坏死区域注射BMMSCs的技术，随访5～10年，结果显示术后145例FicatⅠ、Ⅱ期患髋中Harris评分显著提高，关节面塌陷的发生率显著下降，仅有9髋须行髋关节置换术。随后多项研究[26-28]得出了BMMSCs可促进骨组织修复的结论，但也发现单纯应用BMMSCs治疗股骨头坏死的效果不满意。

孤立的细胞一般情况下很难形成组织，必须依赖支架生长。因此，后续研究多将BMMSCs与支架材料共同用于治疗股骨头坏死[29]。Tabatabaee等[30]采用随机双盲对照实验比较了有无BMMSCs植入情况下髓芯减压合并髓内钉植入的效果。术后24个月随访显示，植入组14例患者的病情未表现出影像学进展，其中2例Ficat Ⅲ期患者病情好转；而对照组14例患者中有10例病情出现影像学进展，其中3例接受了全髋置换术。

6 细胞因子疗法

在缺血性坏死的股骨头中，存在多种可促进骨修复的细胞因子，其中骨形态发生蛋白(bone morphogentic protein，BMP) 可诱导间充质细胞分化为成骨细胞和成软骨细胞，因此常用于保护股骨头[31]。Lieberman等[32]应用髓芯减压与同种异体腓骨移植结合rhBMP-2治疗15例(17髋)Ficat Ⅱ、Ⅲ期的股骨头坏死患者，术后随访26～94个月，影像学结果显示，14髋坏死范围无扩大，FicatⅡ期的15髋中仅1髋发生股骨头塌陷。Seyler等[33]应用髓芯减压与自体骨移植结合BMP-7治疗39髋(22髋FicatⅡ期和17髋Ficat Ⅲ期)，平均随访36个月，结果显示Ⅱ期和Ⅲ期患髋中分别有4髋(18%)、11例(65%)须接受全髋置换术。

血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)等细胞因子也可作用于骨修复和再生，但大部分仍处于试验阶段，还未在临床推广。

表1 股骨头坏死保头治疗统计

NA：无效.CD：髓芯减压术; MD:小孔径多处髓芯减压; NVBG: 非血管化骨移植; FVFG:带血管游离腓骨移植; PTI:多孔钽棒置入术; BMMSC：骨髓间充质干细胞；BMP：骨形态发生蛋白

7 小结与展望

缺血性股骨头坏死是临床上的治疗难题。随着MRI的普及，越来越多的股骨头坏死微小病变能在早期被发现。股骨头塌陷是保头手术转全髋置换术的重要指征，因此如何有效预防股骨头塌陷是保头手术需要着重解决的问题。随着分子生物学、干细胞诱导技术的进步，传统手术方式逐渐与新型植入物如富血小板血浆的骨髓干细胞、具有成骨作用的细胞因子、可诱导血管形成的金属支架相结合应用于缺血性股骨头坏死，短期效果已获得提高，但仍需要多中心临床试验和长期临床观察确定疗效。