股骨头坏死的保髋治疗

李扬 陈晓东

中国股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)病人基数巨大,约占世界病人总数的四分之一,每年新发病人约10～20万,是致残率较高的骨科常见病[1]。ONFH的发病机制和病因构成复杂,主要包括创伤、激素和酒精性ONFH,还有近三分之一的病人没有明确的危险因素暴露史(特发性),病理过程表现为骨细胞进行性凋亡,骨质变性坏死,软骨下骨骨折,股骨头结构塌陷,进而引发髋关节加速退变的级联反应,病人在病程中髋部疼痛逐渐加重、髋关节畸形、僵硬、跛行甚至丧失下肢运动能力,导致残疾。

全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)是挽救终末期ONFH和老年病人的首选治疗手段,事实上,在中国经历THA手术的病人中,有约三分之一是ONFH病人。但由于ONFH多见于30～50岁病人,患病年龄轻,如果过早行关节置换,病人在有生之年必将经历一次或多次假体翻修手术的考验,不论对病人及其家庭,还是对国家的医疗资源和医疗保障系统而言,都是非常沉重的负担。因此,多数青年及中年病人的保髋愿望强烈,且与人工关节置换比较,行保髋治疗的病人内植物耗材的费用可大大降低。为了避免或推迟年轻病人的关节置换,先进的、有效的、标准化、可推广的ONFH保髋治疗技术的普及具有重要的临床价值和社会效益,也是我国骨科医生特别是关节外科医生急需掌握的关键技术之一。本文我们结合保髋治疗实践经验,梳理目前ONFH保髋技术的发展,总结各项技术的有效性和可行性。

一、ONFH保髋治疗的原则和理念

1.正确的诊断和分期是ONFH保髋的基础:ONFH诊断的“滥用”是我们在临床工作中经常遇到的问题,由于部分医务人员对ONFH疾病诊治的认识不足或部分医院检查手段的局限,髋关节退行性病变、股骨头应力性囊性病灶、股骨头颈部损伤、髋股撞击综合征、髋关节肿瘤等疾病偶尔会被初诊为ONFH。因此,当我们接诊病人时,务必亲自读片,不能仅凭影像报告或历史病历就先入为主的进入ONFH的临床诊疗路径。正确的诊断是保髋治疗的第一步。我们需要借助正确权威的疾病分期工具,对病人ONFH的病程做出客观判断,预判病人保髋治疗的可行性,选择与疾病分期相应的保髋治疗方式。通常来说,基于X线的Ficat分期和基于髋部MRI的Steinberg分期最为权威和普及,ARCO分期综合考虑了ONFH的诊断方法、坏死范围等因素,临床中非常实用。此外,日本ONFH 调查委员会(JIC分型)按照股骨头坏死灶在负重区的范围分型,有利于临床治疗特别是在保髋手术中的方案制定和预后判断,也是我们医院通常使用的分期分型方法之一。

2.严格把握ONFH保髋的适应证是合理应用保髋技术的前提:ONFH保髋治疗的手段繁多,保髋理念“百家争鸣”,也正是因为如此,急需尽快建立ONFH保髋规范化诊疗的临床路径,形成统一完善的循证医学诊疗指南,从而指导临床医生依据ONFH病程的不同阶段选择合适的保髋治疗方法,严格把握ONFH保髋治疗的适应证。我们依据所在单位的保髋治疗实践和文献回顾,具体经验性总结如下(需强调本文并非医疗指南,仅供读者在医疗工作中适当参考)。

ONFH早期(ARCO-Ⅰ/JIC-A):此时ONFH面积小,无塌陷,处于这一阶段的病人保髋愿望强烈,可使用的医疗手段也较多,如药物治疗(脂类代谢调节药物,前列环素,双磷酸盐)、低分子肝素、高压氧治疗、体外高能量震波(ESWT)、髓芯减压、干细胞移植、富血小板血浆(PRP)注射,SVF(stromal vascular fraction)注射等,必要时上述治疗手段可同时应用。

ONFH中期(ARCO-Ⅱ、ⅢA/JIC-B):这一阶段通常采取保髋手术治疗,术式以清除病灶后的自体植骨、同种异体植骨和生物材料(如钽棒)置入为主。我们所在单位对ARCO-Ⅱ期、ⅢA期,JIC-B型的病人常规使用髋关节外科脱位入路联合骨软骨移植手术治疗,取得了较好的短期和中期随访效果。

ONFH后期(ARCO-ⅢA、ⅢB/JIC-C):ONFH面积大、有较明显的塌陷,可以采用的术式有带血管蒂或肌蒂的骨瓣转移术或吻合血管游离骨移植术等,如果病人股骨头非负重区域仍有足够的健康骨质,即便负重区坏死范围较大,我们则尝试采用外科脱位入路改良股骨颈旋转截骨技术进行保髋治疗。处于终末期的ONFH,由于现有医疗手段不能逆转严重的髋关节退变,也无法挽救软骨大面积剥脱和严重塌陷畸形的股骨头,即便病人仍期望保髋,医生也应保持谨慎,充分对病人进行相关科普宣教,如果勉强施行保髋手术将给病人带来额外的手术风险。总体来说,保髋治疗的适应证是相对的,拟行保髋治疗的病人应具有较强的保髋意愿,且ONFH病程尚处于上述保髋治疗的“窗口期”,在治疗之前应同时客观评估保髋和置换能给病人带来的不同益处和风险,最终由病人决定是否接受相应的治疗。

二、ONFH的非手术保髋治疗

1.药物治疗:主要包括调节破骨细胞功能抑制骨吸收的二膦酸盐类(如阿仑膦酸钠)、调节脂类代谢异常药物(如阿托伐他汀)、调节凝血功能药物(如低分子肝素)、参与氧化应激类的药物(如维生素E)、部分中药等均对ONFH 有防治作用[2-3]。药物治疗对于Ficat Ⅰ/Ⅱ期或Steinberg Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ期ONFH具有一定的治疗作用,也可辅助其他保髋治疗方案综合治疗。

2.物理治疗:目前应用较广泛的生物物理治疗方式主要包括高压氧(HBO,缓解局部缺血,提高血氧饱和度)和体外高能震波(ESWT),此类非侵入性的治疗方式容易被病人接受,可作为较早期ONFH 的保髋治疗方式[4-6]。例如研究发现震波可以导致小梁微骨折、髓腔内少量出血,从而刺激新生血管形成、成骨细胞分化和骨愈合,还可能通过空腔效应,在局部对骨组织产生微力学作用,从而在细胞水平出现一系列生化反应,在ONFH早期的治疗有效率可达52%[7]。

三、ONFH的手术保髋治疗

1.髓芯减压术(core decompression,CD):ONFH病程中血管内凝血病变及脂肪组织的增生造成的血管外压迫不断加重,骨内压力增加,骨小梁血供减少,引起骨坏死。CD手术目的即为释放这种骨内压力,增加股骨头的血流量,从而防止ONFH的进展。它在ONFH早期(Ficat I期)效果较好,通过钻孔可去除软骨下死骨,促进血管的长入和再生。有效率高达83%,但手术的成功率随着分期提高逐步下降,在Ficat Ⅱ期,其成功率下降至47%～77%[8]。因此,目前的观点是在Ficat Ⅱ期后建议联合使用骨髓抽吸浓缩物(BMAC)、富血小板血浆(PRP)、骨形态发生蛋白(rhBMP-2和rhBMP-7)来提高其在进展期ONFH的疗效。同时近年也有一些研究试图在CD减压的同时应用髋关节镜进行关节内清理,镜下引导植骨,清除游离体及滑膜增生,修复骨软骨损伤,在坏死疗效和髋关节功能恢复方面获得了积极的初步随访结果[9]。

2.细胞移植治疗:骨髓来源的干细胞具有自我更新和分化为血管内皮细胞和成骨细胞的能力。此外,这些细胞还分泌多种细胞因子,帮助修复和重建股骨头的病变[10]。因此,在ONFH部位植入自体来源细胞(常用骨髓抽取物、骨髓来源的单核细胞和体外培养的骨髓间充质干细胞等),其进一步分化成为骨细胞可达到骨坏死修复的目的[11]。由于使用的细胞来源和特性不同,细胞处理方法需要标准化,进行前体细胞植入技术治疗特定的疾病,需要获得监管部门的许可。

除了建立包括细胞提取和细胞移植在内的标准化细胞治疗流程外,未来细胞治疗改进的另一个重要方面是改善股骨头的坏死环境以增加细胞存活。目前,CD是与细胞治疗相结合的最常见方法。股骨头内高压环境被认为不利于细胞存活。因此,CD可以缓解股骨头内的压力,使坏死组织得以清除,为移植细胞的存活创造有利条件。此外,提高细胞在骨腔内定植和存活的机会是另一个重要的研究方向,植入前将细胞接种在柱状骨上可能是一种理想的方法,可以帮助细胞在体外与骨黏附,并使细胞预适应骨环境[12]。

3.非结构性植骨手术:植入材料可包含自体松质骨、同种异体骨、骨替代物如生物陶瓷,复合生长因子的骨组织工程支架等。目的是填充坏死病灶清理后的空腔,支撑软骨下骨,促进骨再生。非结构性植骨技术既可单独应用,也可与其他治疗方法联合应用。我们单位采用髋关节外科脱位入路联合骨软骨移植手术治疗ARCO-Ⅱ期、ⅢA期和JIC-B型ONFH,该术式具有以下优点:(1)外科脱位入路在有效保护股骨头血供的同时提供了完整的股骨头颈部及髋臼侧清晰的手术视野,以便进行彻底的死骨清理及植骨;(2)该术式大粗隆截骨区有大量自体松质骨,无需另做切口就可以得到足够量的自体松质骨用于植骨;(3)该术式使用股骨头非负重区带有软骨下骨的健康软骨瓣进行植骨后的软骨表面移植修复,在提供了负重区软骨面的同时,软骨瓣的软骨下骨将与植骨的松质骨实现骨性愈合,最终实现植骨区域软骨和软骨下骨的全层修复,我们通过临床随访,发现髋关节外科脱位入路联合骨软骨移植手术治疗ARCO分期Ⅱ～Ⅲ期的创伤性或非创伤性ONFH可以取得良好的短期和中期临床疗效。此方法的远期疗效有仍有待于进一步随访。

4.不带血管的骨移植手术:对于塌陷程度较轻且坏死面积相对较小的病人,该术式有望获得理想的疗效。根据CJFH分型,无血管腓骨移植(avascular fibular grafting,AVFG)保髋成功率依次为M >C >L1 >L2 >L3,外侧柱坏死和大面积坏死是影响预后的主要因素[13]。不带血管的腓骨获取简易,通过建立骨隧道,在坏死病灶清除后,腓骨可以对坏死部位提供有力的支撑,恢复其力学稳定性,手术技术较吻合血管的游离腓骨移植术简单,并发症少,但由于腓骨无血运,与受区的相互愈合存在一定风险。

5.吻合血管游离骨移植手术:多指吻合血管的游离腓骨移植术(free vascularized fibular grafting,FVFG),该术式的目的是在阻止坏死的进展的同时促进血管生成。FVFG理论上不仅能提供结构支持,还能恢复血管供应,促进病灶愈合,改善股骨头内循环、提供有活力的骨形成细胞,起到骨诱导和骨发生的作用。这种手术方法的成功与以下因素有关:(1)是否充分的减压;(2)机械支持强度是否足够;(3)是否联合松质骨移植。现有的临床研究支持该术式应用于Ficat Ⅰ/Ⅱ期或Steinberg Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ期股骨头尚未塌陷时的窗口期保髋治疗[14],但不同报道间疗效差异较大。究其原因,这种差异可能是FVFG对显微外科技术要求较高,术者的操作差异和对手术适应证的把握造成了偏倚,另外需重视预防该术式腓骨供区可能产生的并发症[15]。

6.髋部截骨术:Sugioka等[16]首先提出转子间旋转截骨术(transtrochanteric rotational osteotomy,TRO),通过在髋部截骨,将健康的区域向前方旋转至髋关节负重区,同时将坏死区旋转至非负重区,这项技术要求健康股骨头面积不少于36%[17],TRO 能够缓解髋部疼痛,改善患髋功能,是保髋的有效方法之一,但由于股骨头颈部血管支持带的限制,其旋转的角度有限,通常不超过120°,且旋转时会增加血管支持带的张力,对股骨头血供产生影响。髋部内外翻截骨术应用于保髋治疗也有少数报道,但其仅适用于坏死面积较小的病人,长期疗效和手术适应证尚不明确。上述TRO术式的截骨平面在大小转子之间,截骨旋转角度存在一定限制,并且截骨后对股骨近端的解剖结构改变较大,颈干角,前倾角,外展肌的肌肉效能均受到较明显的影响。我们对TRO术式进行改良,使用外科脱位入路改良股骨颈旋转截骨技术(femoral neck rotational osteotomy,FNRO)治疗负重区较大面积的ONFH(ARCO-ⅢA期、ⅢB期/JIC-C型),取得了较好的短期随访结果[18]。具体来说,该术式通过对股骨头颈部的血管支持带袢的充分游离和松解,在保护血供的同时,使截骨平面移至股骨颈基底部,可以更加便利的根据需要向前或向后旋转股骨头颈部(旋转角度可接近170°～180°),且不会对股骨近端解剖结构造成明显变化,对于严重病例,为了使得旋转到负重区的健康骨质更有效的承重,术者往往适当给予股骨头颈10°左右的内翻然后再固定,虽然这可能会造成病人术侧肢体平均约1 cm的短缩,但对多数病人的术后康复、运动和生活无明显影响,我们单位还将继续对该术式的远期疗效进行随访。

7.多孔金属棒植入术:多孔金属生物材料可以替代坏死组织,植入后为关节面提供机械支持,临床常用钽棒,被应用于青壮年ONFH 的保髋治疗。钽种植体旨在通过其优异的骨诱导及骨传导能力为骨长入提供结构支架[19]。然而,钽移植的效果仍存在争议。Tanzer 等[20]通过散射扫描电子显微镜发现,15个钽回收标本中有13个(87%)存在骨长入,但骨长入的平均程度仅为1.9%(范围0 ～ 4.4%)。回收的种植体骨长入有限和软骨下骨的机械支撑不足有关,甚至有研究显示,钽棒的疗效并不优于CD,其应用应谨慎[21-22],或仅作为其他保髋技术的补充联合应用。

通过回顾文献和经验总结,我们发现在ONFH的保髋治疗方面,国内外每年都有大量的病例报道,不同的治疗策略同期存在,这首先说明大量青壮年ONFH病人具有强烈的保髋需求,另一方面也说明学术界还没有就规范化ONFH的保髋策略达成共识。这是因为不同国家、地区乃至医院和医生对ONFH分期治疗意见不统一、治疗方法和结果评估系统存在分歧。我们需要进一步从不同方面将ONFH的保髋治疗体系逐渐推向标准化和规范化,不默守陈规,积极探索先进的保髋技术。尽管在未来很长一段时期里,这一领域还将继续面临巨大挑战,但ONFH的保髋之路也必将随之充满希望。