骨质疏松症患者全髋关节置换术假体选择：骨水泥或非骨水泥型假体*

张庆 李甲 朱善邦 徐卫东

（海军军医大学附属长海医院关节骨病外科，上海 200433）

近年来，骨质疏松症已经成为影响人类健康的全球性问题。美国2014 年的统计数据显示：约有1000 万人患有骨质疏松症[1]，预计2020 年上升至1400 万，并且到2025 年每年会发生300 万例骨质疏松性骨折，产生的医疗花费将超过250 亿美元[2]。欧盟2013 年的一项针对27 个成员国的调查显示：约有2200 万妇女和550 万男性患有骨质疏松症，有350 万患者发生过脆性骨折，带来的经济负担约为370亿欧元，大多数有骨质疏松症相关骨折或骨折风险高的患者未经治疗[3]。随着中国进入人口老龄化社会，骨质疏松症患者越来越多。据2018 年10 月19 日国家卫健委在北京发布的首个中国骨质疏松症流行病学调查结果显示：中国50 岁以上人群骨质疏松症患病率为19.2%，其中男性骨质疏松症患病率为6.0%，女性患病率则达到32.1%，65岁以上女性的骨质疏松症患病率更是高达51.6%。预计到2050 年，中国将有2亿多人患骨质疏松症。

传统观念认为骨关节炎与骨质疏松症没有必然关联，甚至存在负相关的关系[4]，但是现代观念认为，骨质疏松症与骨侵蚀及骨形成型关节炎都是骨关节炎的不同表型[4-7]。在关节外科临床工作中，骨质疏松症患者相当多见。据巴西的一项调查显示：全髋关节置换术（total hip arthroplasty,THA）患者中骨质疏松症发病率超过20%，骨量减少约占40%[8]。日本学者通过对198 例THA 患者的随访发现，术后5 年时64.4%的患者患有骨质疏松症，其中40%的40 岁以上患者需要治疗，但实际情况只有29.9%的患者接受了治疗[9]。另一项意大利的研究更是显示，女性髋关节炎患者中74%存在骨质疏松或骨量减少[10]。尤其在晚期髋关节炎患者中，骨质疏松症及骨量减少的发病率较高[11]，而骨质疏松症是影响THA疗效的重要因素。本文回顾近年来国内外关于骨水泥假体和非骨水泥假体对骨质疏松症患者THA 影响的相关文献，对骨质疏松症患者THA 的假体选择进行综述，为临床治疗选择提供客观依据。

1 骨质疏松症对THA的影响

1.1 骨质疏松症导致THA术后骨量严重丢失

THA 术后因应力遮挡等因素，股骨假体周围骨密度会呈现下降趋势，而骨质疏松症患者尤为明显，尤其是高龄患者，更是因为术后卧床等废用性因素，加剧了骨丢失。有研究表明，THA 术后假体周围骨量丢失严重，尤其以Gruen 1 区与7 区最为明显[12]。Alm 等[13]通过对39 例绝经后妇女的2 年随访发现，THA 术后3 个月后就开始出现显著骨量丢失。骨质疏松症是影响假体周围骨量变化的重要因素，股骨近端骨质的过度丢失会影响假体的长期稳定性，并增加假体周围骨折和无菌性松动的风险[14]。

1.2 骨质疏松症导致THA术后骨长入性能差

对于非骨水泥型假体来说，术后骨组织依靠骨小梁的生长，进入假体微孔表面，达到骨-假体间骨整合（骨长上或骨长入）而固定的目标，即生物学固定或骨小梁固定。因此生物学固定的条件是骨骼具有比较活跃的骨小梁生长和再生机能。而骨质疏松症患者本身的骨质流失严重，骨吸收强于骨形成，形成负钙平衡，导致骨小梁活跃程度及再生机能下降，加之术中对于骨性结构的破坏，进一步导致术后生物型假体骨长入受阻或减少。

1.3 骨质疏松症影响THA术后假体稳定性

Aro 等[15]的研究运用立体影像分析技术（roentgen stereophotogrammetric analysis,RSA）对34例低骨密度患者进行8年随访，对髋臼杯进行上下、前后、左右三个方向的分析，结果显示正常骨密度组无微动，低骨密度组3 个月开始产生微动，持续至术后2 年。对于股骨侧，利用该技术对39 例低骨密度患者行非骨水泥假体置换术后进行2 年随访，发现术后3 个月低骨密度组与正常骨密度组假体均有沉降，但低骨密度组更显著。术后2～24个月，两组各自变化不大，但低骨密度组假体沉降仍显著高于正常骨密度组。两组股骨柄旋转角度变化无统计学意义。

沈国平等[16]从生物力学角度探讨了老年骨质疏松症对THA 的影响及其治疗对策。30具新鲜股骨标本采用DEXA 骨密度仪测试每个标本干骺端、颈部、Ward 三角区及大转子区的骨密度，将骨质疏松标本进行骨水泥和非骨水泥假体安装，测定其生物力学性能变化。结果显示，随着骨质疏松程度的增加，假体置换后股骨上方应变呈增加趋势。随着骨密度的增加，假体近端和远端微动随之减少，关节假体的初始稳定性显著增加。老年骨质疏松对人工关节假体置换术后假体稳定性的影响是明显的。老年骨质疏松症患者采用骨水泥固定假体，其松动率可降低30%～40%。临床上要求假体安装必须精确匹配，骨水泥调制合理、厚度适中，以减少松动的发生。

1.4 骨质疏松症易导致THA术中及术后骨折

骨质疏松症发病率的提高必然带来骨质疏松性骨折的增多，且不同于一般骨密度正常的中青年骨折患者。高龄骨质疏松性骨折的特点及治疗难点主要表现在：①患者多为老年人，常合并其他疾病，易发生并发症。②多为粉碎性骨折，内固定治疗稳定性差，易松动、脱出，植骨易被吸收。骨形成与骨痂成熟迟缓，易发生骨折延迟愈合，甚至不愈合。卧床制动期将发生快速骨量丢失，再骨折风险明显增大，致残率、致死率高。髋部骨折患者1年内再次发生骨折的风险达20%[17]。

骨质疏松症患者由于骨密度、骨强度下降，除日常生活中容易发生脆性骨折外，在术中也容易发生骨折，包括髋臼侧及股骨侧[18]。有研究显示，术中进行髋臼缺损重建时，如果骨密度降低65%，当负载≤300 N力量时，髋臼杯的位移与正常骨密度相似；当负载≥1500 N 时，髋臼假体位移及旋转角度显著增加[20]。Cottino等[20]对3593例THA患者进行6年的随访，发现术后假体周围骨折与骨质疏松症显著相关。

因此，需要重视骨质疏松症对关节置换术后的影响。然而，骨质疏松症患者接受关节置换术时使用骨水泥型假体还是非骨水泥型假体，二者是否有差别，以及孰优孰劣等问题仍存在争议。

2 骨质疏松症患者THA的假体选择考量

骨质疏松症患者接受关节置换手术时，假体选择是最具争议的问题之一，主要是骨水泥型假体与非骨水泥型假体哪种效果更好，而目前尚无定论。

2.1 骨水泥型假体的优缺点

骨水泥型假体固定条件需要保留良好的松质骨，骨水泥在假体与骨之间形成整体结构，假体固定稳定，均匀分散应力，骨水泥渗入松质骨内与之形成交锁状态，达到“即时固定”。骨水泥型假体具有即时固定、不需要骨愈合时间、假体周围骨折率低、固定寿命良好、价格便宜、可以局部释放抗生素、术中骨折少、早期翻修率低等优点。同时也存在一些缺点，如技术要求高、手术时间明显增加[21]、骨水泥有一定毒副作用、发生脂肪栓塞的风险，对于年轻、体重大、活动量大的患者松动风险高、失败后翻修难度大，翻修后的假体生存率低[22]。

2.2 非骨水泥型假体的优缺点

非骨水泥型假体获得牢固固定需要比较活跃的骨小梁生长及其再生机能。术后骨小梁生长，进入假体微孔表面，达到骨-假体间愈合而固定，称为生物固定或骨小梁固定。生物固定的生物学条件：①骨骼具有比较活跃的骨小梁生长、再生机能。而无骨钙负平衡的骨质疏松状况，假体与骨壁接触后6～12周即可初步达到生物学固定的程度。②年龄过大、严重骨质疏松症、骨生长机能障碍、晚期癌症、营养不良者，不宜采用生物学固定。采用该技术的优点包括：技术操作简单、假体长期生存率高、更适用于小切口、无菌性松动率低及双锥形假体更稳定等。缺点则是需要良好的植入技术、应力遮挡性骨丢失显著、术中骨折发生率高于骨水泥型假体、术后发生假体周围骨折率高、更容易导致纤维化固定，早期翻修率高于骨水泥型假体。

3 骨质疏松症患者THA 假体选择的临床随访结果

3.1 骨水泥型假体

丹麦8个临床中心对2010～2013 年的7169 例THA进行了一项前瞻性研究，其中使用非骨水泥型假体5482 例（77%），骨水泥型假体1657 例（23%）。术后发生假体周围骨折：非骨水泥型假体134 例（2.4%），骨水泥型假体16例（0.9%），该结果显示非骨水泥型假体术后发生假体周围骨折的概率显著高于骨水泥型假体[23]。Yang 等[24]通过对496 例单侧THA随访75 个月，发现骨水泥和非骨水泥假体松动率分别是16.8%和26.4%。瑞典的一项纳入1992～2007年的170413 病例的评估研究表明，非骨水泥型假体臼杯翻修率更高，而骨水泥型假体股骨柄翻修率更高。总体来说，骨水泥型假体的10年翻修率更低。非骨水泥型假体术后前两年因假体周围骨折导致的翻修率更高。两者在感染导致的翻修率上没有明显差异。虽然大多数研究显示初次THA 使用骨水泥假体的翻修率更低，但有研究表明初次置换使用骨水泥假体会降低初次翻修后的假体生存率[22]。梅奥诊所统计了1969～2011年的5417例THA 翻修病例，其中668例发生了术中骨折（12%），非骨水泥组（19%）显著高于骨水泥组（6%），主要发生在股骨假体插入时（占35%）。术后假体周围骨折有281例，骨水泥组与非骨水泥组的发生率比较差异无统计学意义，但研究结果显示年龄＜70 岁的男性患者的术后假体周围骨折发生率更高，且非骨水泥型假体翻修术后假体周围骨折发生时间更早于骨水泥型假体，可能是因为低龄患者术后活动量及活动强度更高的原因[18]。Zhou 等[25]对224 例THA 患者进行了术后平均5年的随访，结果显示骨水泥型假体组在翻修率、假体松动率、假体周围骨折率等方面均显著低于非骨水泥型假体组，HHS评分则显著优于非骨水泥型假体组。Holt 等[26]研究认为，对于初次置换骨水泥假体配合打压植骨、初次置换骨水泥-骨界面固定良好以及初次置换术后假体周围骨折的术后翻修，使用骨水泥假体都能取得很好的效果。

3.2 非骨水泥型假体

Chandran 等[27]随访了17 例同时进行双侧THA 的患者，所有患者均是一侧使用骨水泥型假体，另一侧使用非骨水泥型假体，随访12年骨密度结果显示，非骨水泥组在Gruen 2、3、5、6 区及髋臼DeLe 和Charnley 1 区骨密度显著高于骨水泥组，而在其他区域的差异无统计学意义。双侧髋关节在Harris 评分和Oxford 评分上的差异无统计学意义。Bell等[28]比较了移位型股骨颈骨折行THA 使用骨水泥型与非骨水泥型假体在二次手术、翻修、合并症、手术时间、假体生存率等方面的差异。两组各69 例患者，非骨水泥组平均年龄82.5岁，骨水泥组82.7岁，结果显示非骨水泥组再手术率更低，假体周围骨折更少，手术时间更短，合并症更少，而两组的死亡率相当，说明高龄患者（＞80 岁）THA 中非骨水泥型假体的手术效果更好。Neumann等[29]对77 例平均年龄82.2 岁的翻修患者使用非骨水泥型锥形直柄假体，平均随访7.1 年，假体生存率达到95.5%。Seo 等[30]对87 例65 岁以上移位型股骨颈骨折伴有严重骨质疏松症患者行非骨水泥型假体髋关节置换术进行研究，均获得1年以上随访，只有1例发生松动，未出现移位或需要翻修的情况，并且所有患者在Harris评分上都取得了满意结果。对于相对低龄患者，Wechter 等[31]对1991～2011 年的6498 例＜70岁的THA 患者进行随访，发现各种原因导致的翻修术中骨水泥组是非骨水泥组的1.63 倍，而因无菌性松动或磨损骨溶解导致的翻修术中骨水泥组是非骨水泥组的3.76 倍。骨水泥假体使用率已经从1996 年的80%下降到2011年的3%。由此可见，对于各年龄组患者，非骨水型假体都比骨水泥型假体更牢固。

中立的观点则认为二者并无明显差别。毕大卫等对112 例THA 患者术前测量骨密度，并进行平均2.5 年的随访，采用Harris 评分标准对不同固定方式患者的临床疗效进行回顾性分析。对随访病例进行髋关节功能与疼痛评分，评估髋关节的影像学差异，部分病例进行了骨密度检测，结果发现生物型假体与骨水泥型假体之间临床疗效的差异无统计学意义。髋部疾病需行THA 时，非严重的骨质疏松使用生物型假体，其界面的稳定性仍然是足够可靠的。

4 骨质疏松患者THA假体选择的现代理念

既往普遍认为局部及全身骨质、骨量较差的患者，THA 时应选择骨水泥型假体，原因是骨水泥固化时间短，且固化后即刻达到稳定，术后2～3 d 即可开始在保护下部分负重，减少了围手术期并发症，长期随访结果也证实，骨水泥型假体的远期疗效可靠。生物型假体的稳定性需要在假体与周围骨床间形成紧密的压配，对假体周围骨强度和骨量要求高，同时由于手术对假体周围骨量的破坏较少，在远期假体发生松动而需要进行翻修时可保留更多的骨性结构，所以在生物型假体进入临床应用的早期大多强调应将此类假体用于较年轻、骨质较好、活动量大及预期寿命较长的患者。

随着临床应用结果的反馈、生物固定技术的提高，以及更好涂层假体的出现，越来越多的临床和研究数据证实，使用现行的生物型假体固定能够保证迅速的骨长入，在患者骨强度和骨量较差时仍能获得可靠的稳定性[32]，并且术后早期负重安全可靠，不增加术后并发症的发生率[33]。既往还有观念认为，骨水泥型髋臼假体与非骨水泥型股骨假体可以组合使用，但是北欧关节置换注册协会（Nordic joint replacement registration Association）统计分析了2000～2013年的38415 例使用髋臼水泥杯与生物股骨柄组合的混合型THA 的临床效果，发现术后假体周围骨折及翻修率明显高于骨水泥型假体[34]。目前这种混合技术理念已逐渐被淘汰。

5 其他

目前有学者主张根据髓腔开放指数选择假体类型，髓腔开放指数是指股骨小转子最突起处上方2 cm髓腔横径与股骨峡部髓腔宽度的比值。比值在3.0～4.7为正常，＜3.0 为烟囱型，＞4.7 为倒香槟瓶型。一项16年的随访结果表明，髓腔开放指数≥3，假体成活率为96.1%；髓腔开放指数＜3，假体存活率为81.6%。烟囱型髓腔提示股骨颈骨密度低，是骨质疏松性髓腔，建议使用骨水泥型假体。根据长期的临床经验，作者认为骨质疏松性髓腔选用S-ROM 或Wagner 假体能够达到良好的远期疗效。其他建议使用骨水泥型假体的前提包括：股骨畸形、肿瘤或放疗、感染或骨折风险高的患者。

综上，骨水泥型假体及非骨水泥型假体各自存在优劣，不同研究者或研究中心，特别是不同年代对于同一个问题的研究结论也不尽相同。近年来的临床实践中，非骨水泥型假体较以往已更广泛应用于骨质疏松症患者，并取得优异效果，这已成为不争的事实。这可能与这些生物型假体的涂层得到明显改进，具有非常好的骨长入性能有关。

6 小结

随着人口老龄化社会的到来，骨质疏松症患者THA 在临床十分常见。骨质疏松或骨量减少必然影响THA 的术后稳定性。既往大多选用骨水泥型假体，而随着优异生物涂层及更好设计假体的出现，临床对于老年THA 患者越来越多的使用生物型假体，其随访结果良好，但是否优于骨水泥型假体还需进一步观察。在实际临床工作中，仍需根据患者个体情况、经济条件、生存时间、术者技术等因素选择髋关节假体类型，并注重相应的技术细节和并发症预防，以取得最佳的临床效果。