随着我国全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)患者数量的不断增加,因各种原因导致THA术后假体固定失败需要翻修的患者数量也存与日俱增。
髋臼翻修的主要原因有髋关节不稳、假体周围慢性感染、聚乙烯磨损后假体周围骨溶解和无菌性松动,而需要翻修的髋臼多存在不同程度的骨缺损。在髋关节翻修术中,髋臼骨缺损的处理是最具挑战性的难题之一。
成功的髋臼翻修要达到髋臼假体与髋臼骨面紧密接触,假体稳定固定,最大限度地降低假体与骨面间的微动,确保远期假体表面骨长入,同时具有稳定的力学构造,使应力能够分散在假体周围骨;重建的髋臼位置(前倾角、外展角)良好,能避免术后发生脱位的风险;重建髋关节解剖中心,恢复髋关节正常的生物力学环境。
术前对髋臼侧骨缺损进行精确评估及正确翻修假体足髋臼翻修重建成功的关键。本文就髋臼翻修术中骨缺损的评估及假体选择进行论述。
1.髋臼骨缺损的评估与分型
对疾病进行分型、分期的目的是评估疾病、指导治疗及判断预后,同时便于治疗方法和结果的比较、学术交流以及教育。对于髋臼骨缺损的评估及分型国外学者提出了不同的方法.其中目前最常采用的髋臼骨缺损分型系统有美国骨科医师学会(Amercan Academy of Orihopaedic Surgeons,AAOS)分型和Paprosky分型。髋臼骨缺损分型的主要目的是判断髋臼骨缺损的程度与部位,并指导髋臼重建。
1.1 AAOS分型
AAOS分型由美国医生D'Antonio等人于1989年提出,并于1992年将其进一步完善,是目前文献中采用最多的分型方法之一。AAOS分型的主要依据是髋臼骨缺损的模式,缺点是没有对骨缺失的量和位置进行评估。
AAOS分型将髋臼骨缺损分为五型。Ⅰ型为髋臼节段性、非包容性骨缺损,骨缺损累及髋臼环支撑结构或内侧壁;Ⅱ型为腔隙性、包容性骨缺损,骨缺损仅累及髋臼环内部而髋臼支撑结构未累及;Ⅲ型为髋臼腔隙性(包容性)骨缺损同时存在节段性骨缺损;Ⅳ型为累及髋臼前、后柱的严重骨缺损,髋臼连续性中断;Ⅴ型髋关节融合无法确定真臼。
Ⅳ型又分为三个亚型:Ⅳa型,髋臼连续性中断,轻度节段性或包容性骨缺损;Ⅳb型,髋臼连续性中断,中度或严重节段性或包容性骨缺损:Ⅳc型,髋臼连续性中断,髋臼既往接受过放射治疗。
AAOS分型仅仅依据骨缺损的类型,对骨缺损的范围、部位并未涉及。因此,尽管AAOS髋臼骨缺损分型被广泛采用,但这一分型方法无法对髋臼重建提供有价值的指导。
1.2 Paprosky分型
髋臼骨缺损Paprosky分型由美国医生Paprosky等人于1994年提出。此分型法对髋臼骨缺失程度、部位进行评估,有利于指导治疗、选择骨重建方式及髋臼假体。
Paprosky分型的主要标志是旋转中心七移程度、坐骨骨溶解、泪滴骨溶解及髋臼相对于Kohler线的位置变化。髋臼旋转中心上移提示骨缺损累及髋臼顶及前、后柱,坐骨骨溶解提示髋臼后柱骨缺损同时有髋臼后壁骨缺损,泪滴骨溶解和假体越过Kohler线提示髋臼内侧骨缺失。
Paprosky分型将髋臼骨缺损分为三型:Ⅰ型,髋臼环完整;Ⅱ型,髋臼环部分破坏,但髋臼锉磨后有足够的骨量保证非骨水泥髋臼假体能够获得稳定的初始稳定;Ⅲ型,髋臼环支撑结构破坏。
其中Ⅱ型、Ⅲ型又根据骨缺损部位及程度分为不同的亚型。在指导治疗方面,PaproskyⅢ型骨缺损通常需要大块结构植骨和(或)金属垫块、髋臼加强环或定制髋臼假体提供支撑以重建髋臼。此分型方法不仅可以预测髋臼骨缺损,对重建髋臼同样具有指导意义,因此Paprosky髋臼骨缺损分型同样被广泛应用。
AAOS和Papmsky髋臼骨缺损分型各有优缺点。AAOS分型只能判断骨缺损的模式,无法体现骨缺损的量及骨缺损部位;Paprosky分型可以对髋臼骨缺损的程度及部位进行判断。
临床可根据具体情况选择分型方法,便于进行治疗效果的比较。髋臼骨缺损Paprosky分型近年来逐渐被越来越多的关节外科医生所接受,故本文根据Paprosky分型来探讨髋关节翻修术中髋臼骨缺损的评估与重建。
2. 髋关节翻修术中的髋臼重建
髋臼翻修重建的目的是在髋臼残存骨的基础上获得髋臼假体的稳定固定,重建髋关节旋转中心,髋臼假体内下方接近并与泪滴平齐,使髋臼假体接近Kohler线,获得一个持久稳定固定及位置良好的髋臼。髋臼骨缺损的重建治疗取决于骨缺损的程度和位置以及是否采用生物固定。生物固定是指通过骨长入获得假体稳定重建髋臼,非生物固定是指不通过骨长入固定获得髋臼假体稳定固定。
2.1 生物固定重建还是非生物固定重建髋臼
生物固定重建髋臼通过假体表面骨长入获得远期的稳定固定;非生物固定采用的固定方法使假体获得力学稳定。但无法获得骨长入。翻修术中髋臼重建应首选生物固定。因生物固定可以获得较好的临床效果,但严重骨缺失时无法获得骨长入也就无法采用生物固定。绝大多数髋臼翻修可通过生物固定方法获得成功。生物固定获得骨长入稳定需要两个前提条件:
1. 假体获得稳定的初始固定,假体与骨界面有小于50 μm的微动才能保证并促进假体表面微孔骨长入。如果假体-骨界面微动范围大于150 μm,则可导致骨吸收及纤维组织形成,最终导致假体松动。
2. 髋臼有活性骨与假体之间有足够的接触,以确保远期骨长入。大多数医生认为,髋关节正位X线片上髋臼至少需要有50%的骨覆盖髋臼假体。而实际操作中髋臼假体与髋臼有活性骨接触面积较难估算,因为髋臼是一个环形结构而普通X线片为二维显像。此外假体大小,与假体接触髋臼骨的部位、质量,以及不同公司假体的表面处理技术,也是影响骨长入的因素。
髋臼存在严重骨缺损(如部分PaproskyⅢA型骨缺损和ⅢB型骨缺损,残存有活性骨与假体接触面积不足40%,无法保证足量骨长入假体表面获得远期稳定,或既往髋臼接受过放疗患者(放疗可导致髋臼骨坏死因而抑制骨长入),生物固定无法获得髋臼假体初始稳定,只能选择非生物固定法,包括髋臼cage、骨水泥臼杯、定制型假体等。
2.2 Paprosky Ⅰ、Ⅱ型髋臼骨缺损的重建
绝大多数情况下,髋臼骨缺损不明显、髋臼旋转中心上移小于3 cm时(Paprosky Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC)可选择半圆形非骨水泥臼杯重建髋臼。只要获得髋臼初始稳定且髋臼假体与宿主骨之间有足够的接触,即可获得假体表面骨长入及远期稳定。
在术前评估的基础上,术中取出髋臼假体、清除髋臼内纤维肉芽组织后,需要再次对髋臼骨缺损程度进行评估。根据实际骨性髋臼大小选择合适的髋臼锉对髋臼进行锉 磨处理。髋臼前方骨量通常相对较多,可适当多打磨一点。
如果需要适当扩大髋臼植入较大直径髋臼假体(如Jumbo杯)时,可适当向后锉磨髋臼后柱,但应注 意避免锉磨过多使髋臼连续性受到影响。有时髋臼内侧存在明显骨缺损但髋臼环结构完整,也不影响髋臼假体的稳定固定。同样,髋臼局部节段性骨缺损在髋臼环其 他部位完整的情况下,同样不会影响髋臼假体的稳定性。
锉磨髋臼后植入髋臼试模,测试髋臼的 稳定性及骨性覆盖程度。通常髋臼假体以外展40°、前倾15°植入,髋臼后上方会有5%-20%的髋臼假体不被骨覆盖。此时应切忌为了增加髋臼假 体骨性覆盖而增大髋臼假体外展角,增大髋臼假体外展角虽然可以增加髋臼假体骨性覆盖,但同样可增加术后关节脱位的风险。
最终植入髋臼假体大小通常较最后锉 磨髋臼的髋臼锉大2 mm,以获得压配固定和髋臼初始稳定。对于包容性骨缺损可以选择同种异体颗粒骨或人工骨打压植骨。翻修时通常选择多孔臼杯并以多枚螺钉辅助固定,最大程度 地减少髋臼微动、促进假体表面骨长入。应在髋臼后上方、髋臼下方坐骨处同时植入螺钉,以保持髋臼上下方应力均衡。
对于Paprosky Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC型髋臼骨缺损或AAOSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型骨缺损,在术中进行髋臼处理及髋臼锉打磨后,一般有一定量的活性宿主骨与髋臼假体接触。骨性髋臼 可以为髋臼假体提供足够的力学支撑,必要时在螺钉辅助下可以获得髋臼假体稳定固定。
即使在部分骨缺损相对明显的病例,只要髋臼前、后柱完整,髋臼宿主骨与 髋臼假体接触面积至少40%-50%,仍然可以选择非骨水泥髋臼假体或Jumbo臼杯(Mayo Clinic将Jumbo臼杯定义为男性≥66 mm,女性≥62 mm)。
此时应选择多孔髋臼假体,至少以3-4枚螺钉辅助固定。除髋臼顶植入螺钉外,同时要在髋臼下方坐骨和(或)耻骨处植入螺钉,使髋臼上、下方固定均 匀,避免术后负重时臼杯下方与骨界面间产生较大的分离、微动,影响骨长入固定。
对髋臼中度到重度骨缺损或髋臼广泛骨缺损可以通过Jumbo臼杯来获得髋臼重建。选用Jumbo臼杯可以获得髋臼假体稳定固定,增加髋臼骨面与髋臼假体表面接触面积,有利于骨长入从而获得远期稳定。
Lachiewicz和Soileau对采用Jumbo臼杯进行翻修的120例129髋进行回顾性分析,其中101例108髋获得随访,包括PaproskyⅠ型1髋、ⅡA型22髋、ⅡB型23髋、ⅡC型5髋、ⅢA型40髋、ⅢB型17髋。随访时间平均为8.1年,结果显示4髋(3.7%,4/108)因感染而再次翻修、4髋(3.7%,4/108)发生无菌性松动。
以无菌性松动或影像学松动需要臼杯翻修为终点计算Jumbo臼杯10年生存率为97.3%,15年假体生存率为82.8%;以各种原因导致的臼杯再次翻修为终点计算Jumbo臼杯10年假体生存率为93.8%,15年假体生存率为79.8%。他们认为,不同程度的髋臼骨缺损翻修时采用Jumbo臼杯结合螺钉固定均可获得较好的中远期临床疗效。
根据我们的经验,Paprosky Ⅰ、ⅡA、ⅡB、ⅡC型髋臼骨缺损通常相对较轻,术中取出髋臼假体、清除纤维组织后,对骨缺损进行再次评估,在进行锉磨处理后骨性髋臼有活性骨面通常大于50%;对髋臼上方骨缺损、髋臼上移1-2 cm者,可选择打压植骨并通过旋转中心适当上移来获得髋臼稳定固定。同种异体颗粒骨应植入骨缺损区,以保证髋臼有活性骨与髋臼假体最大限度地接触,促进骨长入。
2.3 PaproskyⅢA型髋臼骨缺损的重建
髋臼向近端及后侧上移超过3 cm时,单纯非骨水泥臼杯很难获得稳定固定。此类髋臼后上方节段性骨缺损重建方法包括同种异体结构植骨、Oblong臼杯、非骨水泥半球形髋臼结合骨缺损 区金属垫块植入或高旋转中心植入髋臼假体。
但高旋转中心植入髋臼假体存在许多缺点,如外展肌无力、植入小直径臼杯等;而采用Oblong臼杯通常不易获得 髋臼假体稳定固定,且髋臼假体安放位置角度较难调整。因此,对于这类骨缺损,绝大多数关节外科医生均建议在骨缺损区植入金属垫块,于真臼水平重建髋臼。
1. 半球形非骨水泥臼杯+金属垫块
在对髋臼后上方骨缺损进行评估、对髋臼进行打磨前,应先确定髋臼横韧带并在其下髋臼卵圆窝所在位置下方安放髋臼拉钩,以便准确判断髋臼下缘所在的位置。根据 初步判断进行髋臼锉磨,直至骨性髋臼大小合适,且髋臼试模可以获得一定程度的稳定。根据髋臼节段性骨缺损的形状,将金属垫块置于髋臼上方支撑,对类似腔隙 性骨缺损者可将金属垫块置于髋臼内顶部。
如金属垫块与最终植入的髋臼假体不完全匹配,可在植入髋臼试模情况下确定金属垫块安放角度,用螺钉将金属 垫块固定于髋臼宿主骨,并于金属垫块空隙内植入颗粒骨,金属垫块凹面(与髋臼假体接触面)不植骨保持原微孔状态。植入髋臼假体时在金属垫块与髋臼接触面之 间用骨水泥填充,髋臼假体植入后与骨性髋臼其他部位残存骨面接触获得压配固定。
为了获得髋臼假体最大限度地稳定固定,需要于不同方向植入螺钉辅助固定。有 时需要螺钉与臼杯内表面之间保持一定角度,螺钉尾端可能会无法完全沉入螺钉孔而影响髋臼内衬的植入,此种情况下可采用在臼杯内用骨水泥固定聚乙烯内村的方 法来解决。同样需要在不同的方向、部位植入多枚螺钉,以最大限度地提高髋臼假体的稳定性,使髋臼假体应力分布均衡。
2. 半球形非骨水泥臼杯+同种异体结构植骨
同种异体结构植骨多在年轻患者翻修时采用,目前已很少用于年龄较大的患者,因这种方法增加手术时间、软组织剥离广泛、容易发生远期骨吸收。操作时以常规方法确定真臼水平及进行髋臼锉磨。一旦决定采用同种异体结构植骨,应进行结构骨修整及髋臼宿主骨骨面的处理。
通常选用股骨远端异体结构骨,修整并植入髋臼后上方骨缺损部位,以3-4枚松质骨螺钉固定,然后用髋臼锉进行结构骨打磨,使之与臼杯外表面相匹配。最后锉磨髋臼的髋臼锉直径比实际植入髋臼假体小2 mm,使髋臼假体植入后获得压配固定。
PaproskyⅢA型髋臼骨缺损的髋臼上移达到3 cm或以上,Kohler线完整,坐骨处骨溶解,髋臼内侧壁及前、后柱通常完整。在清除髋臼内骨溶解病灶及髋臼锉磨后,髋臼骨结构一般能够为髋臼假体提供力学支撑和初始稳定,因为完整的前后柱为髋臼假体植入提供了一定的力学支撑,但髋臼顶部骨缺损区需要植骨或用金属垫块修复。
髋臼有活性骨残存>50%时,也可采用同种异体颗粒骨打压植骨后使用非骨水泥半球形多孔臼杯或Jumbo臼杯,以螺钉辅助固定,可获得髋臼初始稳定,并恢复髋关节正常旋转中心。打压植骨时,颗粒骨需要用比预计植入髋臼假体小2 mm的髋臼锉反转打压。植入非骨水泥臼杯后,采用多方向、多枚螺钉辅助固定。术后患侧肢体部分负重,至12同时逐渐过渡到完全负重。
对PaproskyⅢA型骨缺损,术前应精心计划、评估、准备,术中取出假体及清除纤维组织、完整显露髋臼后再次对髋臼骨缺损进行评估。
患者通常有一定量的骨结构,髋臼前后柱通常完整,在锉磨髋臼时应边锉磨边观察,逐渐依次扩大,必要时可将髋关节旋转中心适当上移以增加骨性接触,保证有不少于40%-50%的有活性髋臼骨面接触;在骨缺损区打压植骨,保证髋臼假体压配稳定,同时在髋臼假体上方、后下方植入螺钉辅助固定。
2.4 ⅢB型髋臼骨缺损的重建
PaproskyⅢB型髋臼骨缺损的髋臼向上 方、内侧移位>3 cm,髋臼顶部骨缺损同时伴有内侧壁缺损,此时采用半球形非骨水泥臼杯无法获得稳定固定。需要重建修复髋臼内上方节段性骨缺损,重建方法包括:异体结构骨 移植、定制型髋臼假体、半球形非骨水泥臼杯结合多孔金属垫块或髋臼加强环(cage)。
1. cage+骨水泥臼杯
对PaproskyⅢB型髋臼骨缺损,术中清除纤维组织后应再次评估骨缺损程度、部位。可采用颗粒骨打压植骨或结构植骨。确定结构骨移植部位及大小,植骨块 采用松质骨螺钉或重建钢板固定,用cage加强,将cage上、下方螺钉固定于髂骨、坐骨,确保髋臼cage稳定固定,形成异体结构骨和cage复合体。 将骨水泥臼杯或聚乙烯臼杯用骨水泥固定于cage异体结构骨复合体内,注意髋臼外展角、前倾角。
对PaproskyⅢB型骨缺损采用异体植骨结合cage重建髋臼可获得较满意的早中期翻修效果。我们的经验是,术前精心评估、计划、准备,包括假体选择, 术中取出假体、清除纤维组织,完整显露髋臼后再次对髋臼骨缺损进行评估,并再次确定骨缺损修复材料(颗粒骨或结构骨)及确定cage安放、固定位置。
宿主骨骨床的正确处理、一定量的活性骨及逐层打压植骨是保证中远期植骨成活的关键。应保证髋臼cage螺钉固定稳定,髋臼后上方、后下方均应有螺钉固定,保持 cage应力分布均匀。
2. 组配式髋臼——金属垫块
髋臼处理方法同前文所述。组配式髋臼金属垫块的主要作用是减小骨缺损导致的髋臼容积,重建髋臼环的完整性,保证翻修臼杯植入后获得稳定固定。组配式髋臼金属垫块目前临床应用有限,其疗效还有待进一步观察。
综上所述,髋关节翻修中髋臼骨缺损的重建是翻修术成功的关键因素。术前应结合病史、体格检查、影像学检查,仔细分析导致失败的原因、评估骨缺损程度、范围并 进行分型。在此基础上进行全面的术前准备,包括设计假体取出、髋臼骨缺损重建方式、方法及重建材料(自体骨、同种异体骨或微孔金属垫块)、髋臼假体的选择 (骨水泥或非骨水泥、是否采用Jumho臼杯及cage)。
术中取出髋臼假体、清除纤维组织后,再次对髋臼骨缺损进行全面评估。翻修时髋臼假体的固定主要 依靠髋臼前、后柱获得两点固定,因此术中要对前、后柱骨最进行仔细评估。术中对髋臼残存有活性骨量进行初步估计,通常髋臼有活性骨量在40%-50%以上 时,可选择半球形非骨水泥臼杯重建髋臼。
植骨采用打压植骨法,骨缺损区植骨时尽量使髋臼有活性骨面与髋臼假体直接接触,保证骨长入固定;翻修髋臼假体多选 用多孔臼杯,可在髋臼后上方、下方不同方向以多枚螺钉辅助固定,一方面使髋臼表面应力分布均匀,另一方面避免髋臼与骨面间产生微动影响骨长入。术后部分负 重,直至12周逐渐过渡到完全负重。
来源:中华骨科杂志