后外侧入路髋关节翻修术中发现聚乙烯内衬磨损断裂1例并文献复习

曹 逊,夏天卫,孙家豪,刘金柱,张志广,李志鹏,张富城,沈计荣△

(1.南京中医药大学附属医院,江苏 南京 210029;2.常州市中医院骨伤科,江苏 常州 213000)

全髋关节置换术(THA)是用人工生物材料替代与重建病损的髋关节,是治疗股骨头缺血性坏死、骨关节炎、类风湿关节炎、先天性髋关节发育不良和股骨颈骨折等髋关节疾病的一项外科技术[1-2]。其可显著减轻关节疼痛感,重建髋关节功能,提高生活质量。但在髋关节初次置换术后,由于感染、假体使用期限和运动限制,长期使用或不当受力造成的假体松动、内衬磨损等原因,很多患者需要再次接受髋关节翻修、重建[3-4]。本次案例记录了1例右侧THA后疼痛患者,经综合诊断后,予行右髋关节翻修术,手术成功。术中发现聚乙烯内衬磨损、断裂。通常在进行由于聚乙烯内衬磨损断裂行髋关节翻修手术时,为了手术效果,保证患者术后生物力学稳定性和行走功能恢复,都要将股骨头、内衬和髋臼侧假体全部更换,但本案例患者髋臼臼杯骨长入良好,异常牢固,于是采取打磨臼杯内面,植入聚乙烯内衬,用骨水泥固定的方法进行翻修。术后患者下肢负重站立及行走良好,疼痛减轻,症状明显好转,复查X线片提示假体位置良好,未见感染迹象,经康复训练,恢复正常生活,治愈出院。2个月后复查恢复良好。该患者术前采用AIHIP系统行术前规划,提升手术效率,提高治疗效果,旨在为临床提供数据参考。

1 临床资料

1.1一般资料 患者,男,年龄71岁,因“右髋关节疼痛伴活动不利1个月余”为主诉,于2023年5月30日收入住院。患者1个月前无明显诱因下开始出现右侧髋关节疼痛,活动后加重,休息后稍缓解,未予特殊治疗。8年前,患者右侧髋关节疼痛,摄片提示:右侧酒精性股骨头坏死;休息后难以缓解,遂于南京中医药大学附属医院行右侧THA。4年前,患者左髋关节疼痛,摄片提示:左侧酒精性股骨头坏死。休息后难以缓解,遂于南京中医药大学附属医院行左侧THA。现患者右侧髋关节疼痛伴活动受限,下肢有轻微肿胀感,严重影响生活,为求进一步治疗,至南京中医药大学附属医院门诊就诊,门诊拟“右侧髋关节置换术后疼痛”收住入院。

患者脊柱生理弧度正常,无压痛,无叩击痛,肩肘关节活动可,双髋无明显肿胀、畸形,肤色肤温正常;右髋后外侧可见一处长约15 cm陈旧性手术瘢痕,左髋前外侧可见一处长约10 cm陈旧性手术瘢痕,右侧大转子处未触及压痛,腹股沟中点压痛(+),直腿抬高试验(-),骨盆分离挤压试验(-),右侧髋关节关节活动范围:屈曲80°,后伸0°,外展15°,内收10°,左髋关节活动无明显受限;双膝活动尚可,无明显压痛。双下肢肌肉未见萎缩,双下肢末梢血运、感觉好,足趾活动可。腰部疼痛,左脸不自主抽搐,精神尚可,体力正常,食欲正常,睡眠正常,体重无明显变化,大便正常,排尿正常。

1.2辅助检查 血细胞分析:红细胞计数 3.41×1012/L,血红蛋白 109 g/L,中性粒细胞百分比 75.0%,淋巴细胞百分比12.3%,单核细胞百分比11.6%,淋巴细胞绝对值 0.65×109/L,红细胞比积0.336,血小板平均体积12.1 fL;糖化血红蛋白测定:糖化血红蛋白6.4%;免疫8项:C反应蛋白25.20 mg/L;凝血七项:纤维蛋白原(FIB) 5.51 g/L,D-二聚体(D-D) 0.95 mg/L;肝、肾功能、血脂全套:天冬氨酸氨基转移酶 40 U/L,丙氨酸氨基转移酶 450 U/L,谷胱甘肽还原酶 92 U/L,谷氨酸脱氢酶 9 U/L,乳酸脱氢酶 299 U/L,α-轻丁酸 211 U/L,尿素9.46 mmol/L,血清碳酸氢盐 29.1 mmol/L,尿酸 453 μmol/L,镁 1.08 mmol/L,脂蛋白(a) 586 mg/L;B型钠尿肽、血清肌钙蛋白Ⅰ、甲状腺功能7项、肿瘤标志物6项、输血前筛查未见异常。右下肢深静脉血管超声:乏式试验时股总静脉、股浅静脉、股深静脉可见显著反向血流信号。提示瓣膜功能不全。术前DR腰椎正侧位片、DR骨盆正位片及三维重建检查提示:双侧腰椎退行性改变;腰5椎体稍不稳;双侧人工髋关节置换术后,人工髋关节在位,未见松动及滑脱;双侧骶髂关节在位,关节间隙未见明显增宽或狭窄;右髋前缘软组织少量积气。见图1。

注：A.CT冠状位;B.术前蛙位;C.术前正位;D.术前三维重建。

1.3术前规划 根据患者的术前影像学检查、实验室检查和查体综合诊查,准备对患者行右侧髋关节髋臼衬垫和股骨头翻修术。术前进行AIHIP系统辅助下的手术规划,显示患者适合使用Pinnacle 56号髋臼杯,BIOLOX(36-56)内衬,Corail 13.5股骨柄,BIOLOX(36,+5)球头其基本流程见图2。

注：A.三维重建;B.右侧髋臼三维重建;C.右侧髋臼杯二维视图:PINNACLE 56号,前倾角20°,外展角40°,覆盖率96%;D.右侧髋臼杯三维视图;E.右侧股骨柄三维视图Corail 13.5号;F.尖肩距测量参数22 mm;G.规划后股骨前倾角17°。

1.4诊疗 手术过程:手术取右髋后外侧切口,长约20 cm依次切开皮肤,皮下组织,阔筋膜张肌,保护坐骨神经,沿大粗隆后缘切开部分外旋肌群,腹腔拉钩推开后,暴露关节囊。切开右髋关节的后关节囊,显露右髋关节,屈曲内旋脱位右髋关节,见右髋关节内涌出大量深褐色液体。予彻底清除髋关节假体周围增生的肉芽组织及磨损碎屑。送检纤维组织中见少量慢性炎细胞浸润、组织细胞聚集伴色素沉积,部分区胶原变性,局部纤维素样坏死。检查见髋臼聚乙烯内衬磨损碎裂、松动,陶瓷球头与金属臼杯亦有稍许磨损,以骨刀取出原陶瓷球头。接着用Kocher钳尝试取髋臼臼杯,发现髋臼臼杯骨长入良好,异常牢固,无须更换。遂用生理盐水冲洗关节后,以钨钢钻在臼杯内面适当打磨使臼杯内面毛糙,植入48 mm高交联聚乙烯内衬,内衬及臼杯间填充骨水泥固定。更换32+1mm带袖套陶瓷头植入,复位。检查关节活动度良好,各方向无脱位趋向,生理盐水反复冲洗后,依次缝合短外旋肌群、阔筋膜张肌、皮下、皮肤。术毕,手术顺利。术中送检纤维组织中见少量慢性炎细胞浸润、组织细胞聚集伴色素沉积,部分区胶原变性,局部纤维素样坏死。

术后抬高患肢,丁字鞋外固定,予患者术侧关节冰敷帮助消肿,予泮托拉唑40 mg静脉滴注每天1次保护胃黏膜,氨奥索30 mg静脉滴注每天1次,防止全身麻醉后呼吸道并发症发生,迈之灵片0.15 g口服每日2次消除水肿,氟比洛芬酯100 mg 静脉滴注每12小时1次镇痛治疗,头孢硫脒2 g静脉滴注每12小时1次预防感染。复查X线片示:右髋关节假体固定在位(图3),疼痛减轻,症状明显好转,未见感染迹象,切口愈合良好,未见红肿、漏液,经康复训练,治愈出院。

注：A.术后侧位片;B.术后正位片。

2个月后患者来院复查,下肢负重站立及行走良好,疼痛明显减轻,恢复良好,下肢肿胀感消退,切口愈合良好,恢复正常生活。

2 讨 论

2.1术前诊断 近些年来,随着人工髋关节置换术在临床的广泛应用及患者的年轻化趋势,需进行人工髋关节翻修手术的患者数量呈逐渐上升趋势[5]。但全髋臼侧翻修有很多缺点,如手术创伤大、操作复杂、围手术期并发症发生率高、治疗费用昂贵等[6]。因此部分金属髋臼稳定性良好的患者会选择只更换内衬治疗。造成聚乙烯内衬磨损的原因主要是患者的年龄、运动量、骨质,其次是植入的内衬厚度、灭菌方法不当,最后是医生外科手术的技术不熟练、经验不足[7]。此案例患者术前影像学检查发现,其髋臼杯存在一定角度,这会使人工股骨头与髓臼关节面的接触应力发生相应的改变,致使髋关节活动受限,使内衬磨损加剧。结合术前实验室检查和患者的查体及术前AI 3D建模参数,准备行右侧髋关节髋臼衬垫和股骨头翻修术。

2.2术中发现 术中发现聚乙烯内衬磨损、断裂、松动,陶瓷头与金属臼杯亦有稍许磨损,髋臼臼杯骨长入良好,异常牢固。遂仅予以更换内衬及陶瓷头。术中送检纤维组织中见少量慢性炎细胞浸润、组织细胞聚集伴色素沉积,部分区胶原变性,局部纤维素样坏死。传统的聚乙烯内衬和股骨球头之间的微动摩擦产生的磨损颗粒会导致周围骨质溶解,造成THA术后假体无菌性松动[8],因而需要进行人工髋关节翻修术,将股骨头、内衬和髋臼侧假体全部更换。但本次案例患者髋臼臼杯骨长入良好,异常牢固,无须更换,所以采用打磨臼杯内面,植入聚乙烯内衬的方法进行翻修。临床上更换内衬的方式分为单纯聚乙烯内衬更换和骨水泥聚乙烯内衬置换两种。如果患者髋臼杯的外展角及前倾角不处于安全区域内,单纯更换内衬后存在骨性撞击,可发生假体脱位。如果使用骨水泥聚乙烯内衬技术则可以改变髋臼角度,提高假体稳定性,降低术后脱位风险[9-10]。

骨水泥内衬技术,即用骨水泥把一个外径比原内衬稍小的新的高交联聚乙烯内衬固定于原金属髓臼内,是一种相对简单可靠的方法[11]。该患者髋臼杯假体位置不佳,采用单纯更换内衬的方法可能造成术后脱位而再次翻修。而骨水泥内衬更换技术,可根据原金属髋臼位置调整新植入内衬的外展角和前倾角,使其位于安全的角度内,从而降低术后关节脱位的风险,并且不会影响其固定强度[12-13]。此外骨水泥内衬技术更换超高交联聚乙烯内衬(与传统聚乙烯材料相比,超高交联聚乙烯内衬具有更好的耐磨性,抗氧化性,能够提高假体的生存率[14],界面磨损率降低、骨溶解进展明显减缓、局部磨损颗粒下降、恢复髓臼周围骨量,相对于全髋臼翻修具有手术创伤小、时间短、风险低的特点[11]。因此采用骨水泥固定的方法进行此次翻修,来修正内衬角度,提高患者术后康复效果,达到更好的疗效。

2.3断裂原因及治疗分析 目前研究认为聚乙烯内衬的磨损分为两个过程,一个是因关节面相互摩擦而导致聚乙烯总量的减少,称之为真磨损;另一个是聚乙烯内衬在应力的作用下发生形变,称之为内衬的蠕变[15]。这两个过程一般同时发生,无法精确区分,故统称为磨损。而球头在髋臼内活动会使内衬磨损,产生的磨损颗粒会进一步加剧内衬的磨损,并且会诱发体内免疫反应造成骨溶解,而骨溶解是假体松动的最主要原因之一[16-17],进而需要将股骨头、内衬和髋臼侧假体全部更换进行翻修。据了解该患者在THA后恢复正常生活,坚持每天走步锻炼,导致聚乙烯内衬磨损加速,磨损颗粒在关节假体内积累,导致髋臼与球头之间形成夹角,加剧内衬的磨损,最终断裂。但其并未造成关节假体松动,故选择仅更换聚乙烯内衬进行翻修。

2.4术后康复 髋关节翻修术较初次人工髋关节置换术难度更大,术后关节功能恢复和维护更加困难,容易产生术后感染,髋关节脱位、下肢深静脉血栓等并发症[18]。采用丁字鞋外固定,避免由于患肢屈曲内收造成的关节脱位;定期观察患肢皮肤的颜色、温度、肿胀等问题,给予使用三七、桃仁、红花、丹参等制成的中药外用洗剂对患肢进行擦洗,配合针灸推拿等治疗预防深静脉血栓;使用抗生素,定期清理伤口,保持清洁预防感染。指导患者进行康复训练,恢复患肢功能,该患者术后恢复良好,术后第2天即可在助行器辅助下行走,2个月后患者来院复查,右髋疼痛感消失,下肢负重站立及行走良好,肿胀感消退,切口愈合良好,恢复正常生活。

2.5AIHIP系统 医生的术前评估、手术材料的选择、手术操作经验的不足及术中操作不当也是造成人工髋关节术后出现问题需要进行翻修的另一部分原因。而利用AIHIP系统进行术前设计规划可以有效降低这些问题的发生率。AIHIP这种术前规划方式,可更加精准、高效地完成对翻修髋关节CT影像的分割,精准重建除去假体三维髋关节模型,翻修髋关节的解剖结构特征及原有假体情况;在对髋关节骨质实现精准分割的基础上,还可实现骨质与假体边缘的分割,有效解决了对不规则股骨头或者假体分割的问题;在确保分割精度的前提下,大幅降低分割耗时,有效提升临床工作效率,增加髋关节翻修手术的成功率及精准度,有效指导手术操作,减少术中错误,具有较高的实用性和临床应用价值[19-20]。对于本次案例,利用AIHIP系统进行术前设计规划稍有偏差。在术中发现,本例患者髋臼臼杯骨长入良好,异常牢固,无须更换。于是采取打磨臼杯内面,仅植入聚乙烯内衬,用骨水泥固定的方法进行翻修,并未将股骨头,内衬和髋臼侧假体全部更换。但其术前3D建模数据参数准确,对手术材料选择有一定的指导意义,节省了手术时间,提高了手术效率,术中结合医生的经验判断,为患者带来最好的治疗效果。

2.6总结 人工髋关节翻修术是针对患者进行人工髋关节置换术之后出现的并发症进行治疗的最常用手段。而造成人工髋关节出现问题的原因也是多方面。有研究表明,假体无菌性松动、髋关节脱位、假体周围骨折是导致人工髋关节出现问题的三大主要因素;其次假体周围感染、聚乙烯内衬磨损、骨水泥游离等均是造成THA后翻修的原因[21-22]。本例患者由于髋关节置换术后长期的大量活动,导致聚乙烯内衬磨损加剧,使用周期缩短,最终断裂。通常在进行由于聚乙烯内衬磨损断裂行髋关节翻修手术时,为了手术效果,保证患者术后生物力学稳定性和行走功能恢复,都要将股骨头,内衬和髋臼侧假体全部更换,但内衬断裂并未造成髋关节假体进一步松动,髋臼杯十分牢固,所以对其采用打磨臼杯内面,植入聚乙烯内衬,用骨水泥固定的方法进行翻修,手术顺利,术后恢复良好,患者恢复正常生活。本例患者在临床较为特殊,故进行报道,为临床提供数据参考。