人體髖關節表面置換技術臨床運用研究進展

吳永東，李萬忠

（1.張家口市第一醫院骨科，河北張家口 075000；2.張家口市康保縣醫院，河北張家口 076500）

·綜述·

人體髖關節表面置換技術臨床運用研究進展

吳永東1，李萬忠2

（1.張家口市第一醫院骨科，河北張家口 075000；2.張家口市康保縣醫院，河北張家口 076500）

隨著骨外科技術的不斷成熟，其對于各種人體關節解剖力學研究的持續深入，產生出很多新興技術，對髖關節的研究就是其重點之一。髖關節表面置換技術的核心就是對關節周圍力學結構做到精準定位和力學重建，各個關節部位的吻合程度做到精確無誤，患者在手術后關節活動幾乎回復到正常水平，生活質量極大提高，而且降低了其反復多次手術的風險，運用前景廣闊；但是此項技術也存在一些較大的風險和隱患，諸如骨膜血運障礙、骨關節壞死、關節部位骨折等等，影響了這項技術的大面積推廣，其應對方法包括提高手術操作技術、植入假體材料的持續改進、手術患者的嚴格篩選等，而且其遠期預后也值得進一步觀察。

髖關節；表面置換術；進展

人體髖關節是人體較為重要的大關節之一，在各種嚴重關節損傷中，髖關節的損傷所占比重都在前列，而髖關節置換則是髖關節手術中較為常見的術式，傳統手術是將全髖關節置換，但由于手術本身限制，其置換的結構力學吻合水平較低，患者術后關節功能恢復欠佳，生活質量受到影響[1-2]。而人體髖關節表面置換技術的核心技術在于選用耐用的人工材料，運用仿生學做成人體髖臼帽、股骨頭杯覆蓋以及相應的關節面，從而最大程度的恢復患者的關節功能，同時達到生物力學的強吻合度，并且保持術后關節的持久耐用[3-4]。

20 世紀末，曾經選用聚乙烯材料制成人體髖臼，對應金屬股骨頭進行表面置換，但是因為材料選擇上的先天不足以及替代關節力學結構的缺陷，導致許多患者手術后置換關節出現活動障礙或者材料斷裂，使得這項技術尚未完全推廣就給暫時畫上了句號。隨著材料力學的進展以及髖關節周圍解剖學研究的深入，這項技術又重新提起，并且逐步成為現代骨外科的先進技術之一，極大的解決了髖關節嚴重病變的替代問題，有學者甚至提出這是一項劃時代的技術革新，具有里程碑效應[5]。

1 人體髖關節表面置換技術歷史沿革

人體髖關節表面置換技術很早就有學者提出過，在五六十年前，隨著人工制作假體技術的興起和改進，這項技術也在持續進展中。20世紀40年代末，史密斯醫生建立了最原始的置換股骨模型，隨后的幾年中相繼進行了數例髖關節表明置換。關節面材料為特氟龍材料，但是由于材料的缺陷，導致置換關節的過度磨損，雖然后來許多學者對材料進行了持續改進，但是由于當時技術的缺陷以及解剖力學研究的局限[6]，很多置換的假體出現磨損、斷裂等情況。在20世紀80年代的時候，這項技術逐漸淡出人們的視野。

在20世紀末，一些研究發現金屬關節的耐用性較強，而且置換關節周圍骨質影響較小，逐漸開始興起金屬全髖關節表明置換的熱潮，強調了材料選用的重要性，指出之前的置換關節磨損，斷裂等的主要因素在于置入假體的材料選擇失當，而這項技術本身是可行的，從而大量新型材料制作的假體應運而生[7-9]。其中以瑞士祖澤技術公司研發的碳鈷金屬合金材料最為出名，這種材料表現出極高的抗磨損性能，由此金屬關節面的表面置換技術拉開帷幕。隨后的十年中，金屬材料經過了數次改進，進一步加強了材料的抗磨性以及耐用性，而這種合金假體的生產開始幾乎都由英國和美國公司進行[10-12]，然而隨后隨著市場的開放，越來越多的生產廠商掌握了假體的生產技術，市場上供應空前繁榮。這種假體均由金屬與金屬面相結合，運用碳鈷合金，結合非聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制作的人體髖臼，以及PVP材料制作的人工股骨，最后將其混合加固，此外，還可以依據患者髖關節具體形態加用螺釘加固，至此，這項技術全面推廣的材料學奠定了基礎[13]。

2 技術特性和當前固有缺陷

2.1 這項技術高度符合人體解剖力學結構，具有良好的耐用性患者關節活動平穩，無論進行何種骨科手術，達到解剖對位和功能對位是手術的最高境界，而這項表面置換技術所追求的目標也就在于此。人體髖關節表面置換技術的特性之一，就是可以保留患者原有的股骨頸，在這個基礎之上，為之后的關節精準重建打下基礎。國際一項大規模試驗研究提出[14]，進行全髖關節手術置換的患者，股骨偏心距與對側誤差4 mm者占比僅僅25%，對位的精準度不超過60%，而使用人體髖關節表面置換技術的患者中，股骨偏心距與對側誤差4 mm者占比57%，整體對位精準度占比86%，其優劣效果不言而喻。使用人體髖關節表面置換技術的患者在解剖結構力學方面也具有明顯優勢，其結構與正常人體結構接近，且可以使得周圍骨組織吸收減少到最低，使得周圍有效骨量保持最大化。一項兩年的跟蹤隨訪研究顯示[15]，采用人體髖關節表面置換技術的患者，測量其周圍骨質密度明顯高于傳統手術患者，提示采用新技術的患者髖關節周圍結構趨于正常人體，符合人體正常的力學分布狀態，使得關節周圍骨量得以最大保存，有利于患者后期的恢復。此項技術中，患者得以保留的股骨頸與粗大的股骨頭結合，其關節穩定性大大增強，有效的減少了傳統手術中股骨代償性的軟組織張力。影像學測量技術也進一步證實了此項技術的先進性，其植入假體的耐用性和平穩性均顯著優于傳統手術者，同時在限制手術患者關節的平行移位方面具有先天優勢[16]。

2.2 這項技術使得術后患者關節活動功能得以最大限度恢復，提高了患者的生活質量傳統進行全髖關節置換手術后，多數醫師會建議患者輕度、適度活動，并且避免一些較為劇烈的活動，諸如爬山、乒乓球、籃球、舞蹈等等可能會對置換關節產生撞擊的運動。而采取這項新技術的患者在這些劇烈運動方面卻限制較小，一項近5年長期研究顯示[17]，運用人體髖關節表面置換技術的患者其體育活動功能改善度為78%，自己穿鞋及襪子的功能改善度為83%，日常正常運動改善度為86%，爬樓梯功能改善度為87%，且患者術后步態的正常度改善率在90%，遠高于傳統手術的50%。而新型金屬假體的優秀抗磨損能力、神經自主感知度等等，對于患者術后的活動功能康復具有積極的作用。同時良好的疼痛改善率使得患者的生活質量大大提高，精神狀態和整體肢體協調狀態處于良好狀態，關節活動度極大提高，對于改善患者遠期預后具有積極作用。此外，人體髖關節表面置換技術的二次翻修率較低，而且翻修時，僅僅對患者髖關節相應軟骨進行修整，而傳統全髖關節置換就需要對股骨進行大量修整，對骨質影響較大。此外整個人體髖關節表面置換技術操作創傷較小，并發癥少，二次關節脫離幾率較低，患者生存水平可以得到較高保證[3]。

2.3 人體髖關節表面置換技術的固有缺陷人體髖關節表面置換技術也存在一些傳統手術固有的的缺陷，一些并發癥也同時存在[6]，諸如在手術操作過程中會出現骨折情況、對周圍血管神經的損傷、各種感染、血栓等等。而且，這項技術在具體操作中，由于僅僅涉及髖關節表面，對關節側位的骨量則沒有涉及，導致其側位骨質的密度優勢不明顯，在肢體長短糾正方面較傳統手術不具有優勢。此外，還有一些特有的缺陷不足，如股骨頸骨折、骨壞死、血液重金屬含量升高等，其他還有一些罕見但客觀存在的問題，如置入假體中心穩定支架斷裂、腰部肌肉膨大等等。在這些常見的并發癥中，股骨頸骨折是最為多見的，發生率一般不超過2%，一方面與患者自身骨質條件有關，如并發糖尿病、骨質疏松、使用激素藥物等等，另外一方面與手術操作有關，如置入金屬假體位置未達到最佳、手術視野狹窄等等。國外有研究提示人體髖關節表面置換技術的力學應力問題同樣存在，容易導致股骨骨折的發生，而選擇合適的手術入口就顯得尤其重要[18]。其次是股骨血供障礙的發生，手術操作中對血管的損傷是加重這一現象的重要原因，有研究推薦手術入口選擇前外側較為合適，可以有效減少股骨缺血情況的出現。此外，還有患者可能出現血液重金屬含量升高，如果是孕婦則會牽涉胎兒，而是否會導致惡性腫瘤的發生則還存在爭論，但是如何界定金屬含量含量高低尚缺乏國內外同意的標準，仍然需要更進一步的臨床研究。

3 人體髖關節表面置換技術臨床運用前景

如果患者是年輕人，且喜愛運動，骨質質量良好，肝腎功能正常者，是人體髖關節表面置換技術的強適應證患者，雖然年齡并非這種技術的必要門檻，但是在臨床實際運用時需要切實考慮一些問題，如關節畸形、骨質疏松、風濕性疾病、肝腎功能障礙等等。

總而言之，人體髖關節表面置換技術作為一項新興技術，臨床效果值得肯定，雖然缺乏大規模循證醫學證據，但是作為年輕患者的首選術式，其前景是美好的，有理由相信隨著材料技術的不斷進步，人體髖關節表面置換技術終將代替傳統全髖關節置換手術，為將來的進一步修整提供有效支持。

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2013-11-27)

吳永東。E-mail：383750767@qq.com