人工全髖關(guān)節(jié)置換的假體固定方式及摩擦界面的選擇

閆新峰，張 明

(山東省千佛山醫(yī)院，濟(jì)南 250014)

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(THA)是治療晚期股骨頭壞死、晚期髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎、髖臼發(fā)育不良并骨關(guān)節(jié)炎等引起的髖關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙，以及強(qiáng)直性脊柱炎引起的髖關(guān)節(jié)強(qiáng)直等髖關(guān)節(jié)疾病的最有效的手術(shù)治療方法。隨著材料科學(xué)的發(fā)展、人工假體設(shè)計(jì)的變化和外科技術(shù)的提高，人工髖關(guān)節(jié)的耐磨性能、假體固定的牢固程度及術(shù)后的恢復(fù)速度有了極大提高。人工髖關(guān)節(jié)假體的多樣化為手術(shù)的個(gè)體化創(chuàng)造了條件，同時(shí)也帶來(lái)了如何更好地選擇假體的問(wèn)題。人工全髖關(guān)節(jié)一般由四個(gè)部件組成:髖臼杯、內(nèi)襯、股骨頭、股骨柄。假體固定方式的選擇是對(duì)髖臼杯和股骨柄如何與骨牢固固定而言的;摩擦界面(軸承面)的選擇是對(duì)內(nèi)襯和股骨頭而言的。

1 假體固定方式的選擇

1.1 骨水泥固定和生物固定 骨水泥固定是在安裝時(shí)假體與骨床之間充填骨水泥，使骨水泥與骨面結(jié)合并形成骨水泥殼，將假體固定在水泥殼中。非骨水泥生物學(xué)固定是假體與骨床直接接觸，通過(guò)不同方式的結(jié)合達(dá)到固定目的。兩者的爭(zhēng)論貫穿于人工關(guān)節(jié)的發(fā)展全過(guò)程，但是不可否認(rèn)，骨水泥的應(yīng)用和金屬對(duì)聚乙烯界面的應(yīng)用是 Charnley對(duì)人工髖關(guān)節(jié)置換劃時(shí)代的兩大貢獻(xiàn)。骨水泥固定技術(shù)應(yīng)用早期，常常出現(xiàn)人工關(guān)節(jié)的松動(dòng)和骨溶解。后來(lái)的研究證明，聚乙烯的磨損顆粒在骨溶解中起到較大的作用，同時(shí)骨水泥技術(shù)也發(fā)展到股骨髓腔遠(yuǎn)端放置髓腔塞、骨床充分沖洗、骨水泥真空攪拌、骨水泥槍加壓灌注、假體中置等，骨水泥固定可以獲得即刻的假體穩(wěn)定。

生物固定也存在遠(yuǎn)期假體松動(dòng)和骨溶解現(xiàn)象，同樣主要是由磨損顆粒引起的。生物固定假體的初始穩(wěn)定是由假體和骨床緊密壓配提供的，經(jīng)過(guò) 1～3個(gè)月后假體與骨面通過(guò)不同方式結(jié)合在一起，提供長(zhǎng)期穩(wěn)定性。現(xiàn)在被普遍接受的觀點(diǎn)是年輕人選擇生物固定假體，中老年人選擇生物固定或骨水泥固定假體，嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的患者選擇骨水泥固定假體。由于骨水泥假體在松動(dòng)時(shí)骨溶解量較大，在考慮有可能需要翻修的患者，生物固定假體更具有優(yōu)勢(shì)。

選擇骨水泥固定假體時(shí)要使用第三代骨水泥技術(shù)，以保證骨水泥與骨面的牢固結(jié)合并形成 2～3 mm厚的完整的水泥殼，骨水泥過(guò)薄和過(guò)厚都會(huì)造成骨水泥斷裂，從而導(dǎo)致松動(dòng)。選擇生物固定假體時(shí)盡量選擇骨長(zhǎng)入好的假體，并且在安裝時(shí)做到緊密壓配，以保證牢固的初始穩(wěn)定并為骨與假體的結(jié)合創(chuàng)造條件。

生物固定假體植入后經(jīng)歷兩個(gè)階段:初始固定階段和繼發(fā)固定階段。初始固定是機(jī)械性的，主要依賴(lài)于假體的外形與骨床的緊密壓配;繼發(fā)固定階段是在假體與髓腔緊密相配的基礎(chǔ)上，骨骼借助其骨小梁生長(zhǎng)骨化的生物固有特性，與假體間緊密結(jié)合，繼發(fā)固定提供長(zhǎng)期穩(wěn)定性。假體的表面處理決定了假體與骨的結(jié)合方式從而決定了繼發(fā)固定的牢固程度。假體的表面處理可大致分為表面微孔和表面涂層兩種。表面微孔是由鈦珠燒結(jié)、鈦絲燒結(jié)、鉭金屬骨小梁等獲得的，它們?cè)诮饘俦砻嫘纬?.2～0.5 mm的網(wǎng)狀空隙，可以使骨小梁長(zhǎng)入其中從而使假體與骨牢固結(jié)合。表面涂層主要有鈦噴涂粗糙面、羥基磷灰石(HA)涂層、鈦噴涂 +HA雙涂層等。其中雙涂層與骨結(jié)合最好;HA涂層假體能與骨通過(guò)化學(xué)鍵和生物結(jié)合兩種方式結(jié)合，也能夠提供良好的繼發(fā)穩(wěn)定;粗糙面假體不能提供骨長(zhǎng)入，只有“骨長(zhǎng)上”現(xiàn)象，且結(jié)合面積明顯少，因此繼發(fā)固定效果較差。對(duì)髖臼發(fā)育不良的患者，髖臼杯選擇能與骨結(jié)合良好的假體非常重要。

1.2 近端固定與遠(yuǎn)端固定 生物固定的股骨柄假體有近端固定和遠(yuǎn)端固定的不同。近端固定的假體只在近端約 1/3的長(zhǎng)度上有微孔表面，而全長(zhǎng)都有表面微孔的假體則屬于遠(yuǎn)端固定假體。一般來(lái)說(shuō)，近端固定假體由于能夠避免應(yīng)力遮擋，術(shù)后大腿疼痛的現(xiàn)象更為少見(jiàn)，因此如果股骨近端沒(méi)有骨缺損，能夠提供良好的假體初始固定，則盡量選擇近端固定假體。當(dāng)股骨近端不能提供良好的假體初始固定時(shí)則應(yīng)當(dāng)選擇遠(yuǎn)端固定假體。高位的髖關(guān)節(jié)脫位需要進(jìn)行股骨截骨短縮時(shí)同樣需要遠(yuǎn)端固定股骨柄。嚴(yán)重骨質(zhì)疏松的老年粗隆間骨折，為了盡早恢復(fù)活動(dòng)，股骨頭置換也漸漸被接受，此時(shí)股骨柄選用加長(zhǎng)的水泥型假體同樣可以獲得遠(yuǎn)端固定的效果。

2 假體摩擦界面的選擇

2.1 不同股骨頭與內(nèi)襯搭配 全髖關(guān)節(jié)的股骨頭主要由金屬(M)和陶瓷(C)兩種材料制成，內(nèi)襯材料主要由高分子聚乙烯(PE)、高交聯(lián)聚乙烯(X-PE)、陶瓷(C)、金屬(M)制成，除了金屬股骨頭不能和陶瓷內(nèi)襯搭配外，共能形成 7種搭配。如果 CoC(即陶瓷股骨頭對(duì)陶瓷內(nèi)襯)的磨損量為 1，則CoXPE和 MoM的磨損為 10倍，MoXPE為 20倍，MoPE為200倍。而且PE和X-PE的磨損顆粒引起周?chē)M織反應(yīng)最強(qiáng)，容易引起骨溶解，M的磨損顆粒次之，C磨損顆粒組織反應(yīng)最弱。因此 CoC界面應(yīng)為最好的選擇，但是有 1～4/萬(wàn)的碎裂率，MoM不會(huì)碎裂，而且同樣直徑的臼杯可以使用比其它搭配更大的股骨頭，因此曾經(jīng)被認(rèn)為是年輕患者的首選，近年來(lái)的臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)MoM搭配有大約 9/1 000的金屬粒子過(guò)敏反應(yīng)發(fā)生率;伴有腎功能不全的患者、孕婦或者有生育要求的女性要避免使用。

2.2 大直徑股骨頭與小直徑股骨頭 股骨頭的直徑越大則人工關(guān)節(jié)的脫位率越低，關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍也越大，能夠更好地滿(mǎn)足年輕人的要求。從關(guān)節(jié)的磨損上看，隨著股骨頭直徑的增加，關(guān)節(jié)的線(xiàn)性磨損率由于壓強(qiáng)的減小而略有降低，而容積磨損率則逐漸升高，骨溶解的程度與容積磨損率呈`正相關(guān)，因此大直徑股骨頭的骨溶解會(huì)略多;假體的松動(dòng)不僅與骨溶解有關(guān)，還與假體撞擊導(dǎo)致的剪力有關(guān)，大直徑股骨頭更少發(fā)生撞擊，二者相抵，大直徑股骨頭對(duì)活動(dòng)較多的年輕人仍有明顯優(yōu)勢(shì)，特別是大直徑的陶瓷對(duì)陶瓷假體。