用原股骨頭假體制備占位器治療髖關節置換術后感染

馬俊，黃澤宇，黃強，沈彬，康鵬德，周宗科，楊靜，裴福興

(四川大學華西醫院骨科，四川 成都 610041)

用原股骨頭假體制備占位器治療髖關節置換術后感染

馬俊，黃澤宇，黃強，沈彬，康鵬德，周宗科，楊靜，裴福興*

(四川大學華西醫院骨科，四川 成都 610041)

目的 介紹一種通過用原股骨頭假體制備萬古霉素骨水泥占位器的方法，總結其在髖關節置換術后感染二期翻修前，對感染的治療和關節功能保留的經驗，評價其臨床效果。方法 2011年11月至2012年7月因髖關節置換術后感染在本中心接受分期翻修治療的患者中，有11 例11 髖在一期感染病灶清除后，植入用原股骨頭假體制備的抗生素骨水泥臨時占位器，待感染治愈后接受了二期翻修。觀察使用這種占位器治療關節置換術后感染有效性以及并發癥，觀察患者一期和二期翻修術后的功能情況。結果 全部患者獲得隨訪，末次隨訪距二期翻修平均(12.6±2.5)個月。病灶清除術后患髖均能伸直0°，屈髖平均(89.1±6.3)°，外展平均(31.8±5.1)°。Harris評分由術前平均(40.5±9.9)分升至(79.3±4.5)分，二期翻修后末次隨訪時Harris評分達(91.7±2.6)分。所有患者末次隨訪時無感染復發征象。1 例患者一期翻修術后3周時出現髖關節占位器脫位，經兩次手法復位均失敗。1 例患者發生占位器柄斷裂。結論 保留原股骨頭假體制備的抗生素骨水泥占位器在治療髖關節置換術后感染的一期翻修術中，表現出操作簡單、感染控制滿意、保留關節功能好的特點，需要注意占位器柄斷裂、占位器脫位且難以復位的風險，通過改進方法后可以減少甚至避免這些并發癥發生。

髖；感染；關節成形術；翻修；占位器

關節置換術后感染被公認為災難性的并發癥，隨著髖關節置換的普及和數量的增加，這一并發癥愈發多見[1-2]。治療髖關節置換術后感染方法很多，但是取出原有假體，徹底清除感染病灶，使用抗生素骨水泥臨時占位器維持軟組織張力，為局部提供高濃度抗生素，待感染控制后再行第二期手術翻修的方法，是目前公認的治療“金標準”，已被廣為采納[3-4]。占位器的種類很多，目前認為關節型抗生素骨水泥占位器更具優勢，但國內目前尚無商品化的骨水泥占位器壓制模具，除少數關節外科中心自制模具[5-6]，多數則依靠徒手捏制，由于患者個體化差異以及對制備技巧要求高，效果往往差強人意，尤其在處理股骨頭和髖臼界面時難以做到恰當匹配。而且骨水泥界面粗糙，術后關節活動時摩擦系數高，活動度不滿意，患者感受欠佳。

盡管存在上述問題，但由于占位器的主要作用是控制感染，維持軟組織張力，且放置時間不長，通常數月后感染控制即可取出，臨床上仍普遍采用此方法。但能否以一種簡單易行的方法解決上述問題，且不增加設備成本和制備難度，不降低感染治療效果。筆者嘗試改良通行的抗生素骨水泥占位器制備方法，治療髖關節置換術后感染，取得了滿意的臨床療效，現報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 自2011年11月至2012年7月，作者改良占位器制備方法，使用保留原股骨頭假體的抗生素骨水泥占位器治療髖關節置換術后感染患者11 例11 髖。本組患者男7 例7 髖，女4 例4 髖，平均年齡(51.8±11.4) 歲。接受初次置換手術前的診斷分別為：股骨頭缺血性壞死3 例，類風濕性關節炎2 例，髖關節骨關節炎4 例，髖關節發育不良繼發重度骨關節炎2 例，均為初次置換術后慢性感染。

初次置換到出現臨床癥狀的間隔時間為(2.6±1.5)個月。初次置換到接受翻修的間隔時間為(8.2±4.6)個月。入院時所有患者血沉與C反應蛋白均顯著增高。血沉升高至正常的(4.4±1.2)倍，CRP升高至正常的(11.6±4.9)倍。11 例患者中7 例X線片顯示有骨溶解征象，不同程度假體松動移位，5 例X線片顯示股骨側骨皮質毛躁，骨膜反應明顯，1 例假體柄遠端穿透股骨外側皮質。每例患者術前均在彩超定位下髖關節穿刺抽液細菌培養。

1.2 治療方法 治療方法分為兩期，一期取出原來假體，徹底清創，植入臨時占位器，所有患者均使用保留原股骨頭假體的抗生素骨水泥占位器。

手術方法：暴露關節后，取關節腔內膿液或假體周圍炎性肉芽組織行細菌學培養，并分別取髖臼及股骨假體周圍軟組織術中快速冰凍切片，了解連續3個高倍視野下有核細胞數量。然后取出徦體，股骨頭假體使用碘伏紗布反復擦洗后，雙氧水和生理鹽水洗凈，再浸泡入碘伏中備用。同時清除骨水泥、壞死組織、肉芽組織與異物，用雙氧水、碘伏浸泡沖洗，然后脈沖槍生理鹽水沖洗，重新鋪單。徹底清創后，植入關節型抗生素骨水泥占位器。

植入臨時占位器時，骨水泥分兩次攪拌，第一次骨水泥攪拌制備髖臼側占位器，注意保持髖臼后上部分略高，并將浸泡入碘伏中備用的原股骨頭假體置入髖臼側骨水泥中，待骨水泥干固后取出，使髖臼側骨水泥中形成一個光滑、匹配良好的臼窩。第2次骨水泥攪拌制備股骨側占位器，為防占位器頸部因受剪切力而折斷，在骨水泥中央放入1根已折彎的鈦合金棒做為支架，此鈦合金棒取材于脊柱外科釘棒系統。在骨水泥干固前將股骨頭假體置于占位器近端，骨水泥干固后形成一個良好匹配的頭頸交界部分。

抗生素骨水泥使用DepuyCMWSmartset骨水泥(含1 g慶大霉素)外加400萬單位(4.0 g)萬古霉素配制而成，常規靜脈使用抗生素。術前穿刺或術中培養結果陰性，以及藥敏結果報告之前均經驗用藥，選擇萬古霉素50萬單位(0.5 g)Q 8 h，頭孢呋辛1 500 mg Q 12 h，之后根據藥敏結果調整[7-8]。每周復查血常規、血沉及C反應蛋白，根據情況至少靜脈用藥4周，后改口服抗生素至少2周，通常停藥2～4周后血常規、血沉及C反應蛋白無反彈，局部軟組織柔軟無腫脹行二期翻修。

2 結 果

2.1 一般結果 全部患者術后24 h內拔除引流管，均未采用灌注沖洗，8 例患者術后血沉及CRP進行性下降，術后4周時正常，改為口服抗生素。2 例患者靜脈用抗生素6周，1 例延長至8周。11 例患者全部在半年內進行了二期重建，并均獲得隨訪，末次隨訪距二期重建9～17個月，平均(12.6±2.5)個月。

2.2 培養及冰凍切片結果 4 例患者術前穿刺結果陽性，術后共9 例患者培養結果陽性。其中4 例表皮葡萄球菌感染，2 例金黃色葡萄球菌感染，2 例大腸桿菌感染，1 例糞腸球菌感染，2 例細菌培養結果陰性。本組表皮葡萄球菌、金黃色葡萄球菌及糞腸球菌均對萬古霉素敏感，大腸桿菌對慶大霉素敏感。

全部患者術中均取髖臼及股骨假體周圍軟組織行快速冰凍切片，9 例患者連續3個高倍視野下有核細胞數量大于10個，2 例患者5～10個之間。

2.3 關節功能和影像學評價 一期翻修術后患者生活均能自理，不扶拐或僅需單手杖平路行走，步態良好，輕松上下樓梯，出院時患髖均能伸直0°，屈髖平均(89.1±6.3)°，外展平均(31.8±5.1)°。Harris評分由術前平均(40.5±9.9)分升至(79.3±4.5)分，二期翻修后末次隨訪時Harris評分達(91.7±2.6)分。

末次隨訪時X線片示假體位置良好，牢固在位，軟組織無腫脹，無骨破壞表現。

2.4 典型病例 49 歲女性患者，左側大頭金-金全髖關節置換術后假體周圍感染，保留原股骨頭假體制備抗生素骨水泥占位器一期翻修后感染治愈，行占位器取出，全髖關節翻修術。手術前后影像學資料見圖1～3。

圖1 左側大頭金—金全髖關節置換術后1年X線片提示假體周圍感染

圖2 一期翻修術后X線片示假體位置良好

圖3 二期翻修術后X線片示假體位置良好，固定可靠

2.5 并發癥：感染、脫位與占位器斷裂 二期重建前全部患者髖關節局部軟組織柔軟，血常規、血沉及C反應蛋白均正常，二期翻修術中再進行冰凍切片檢查，觀察連續3個高倍視野下有核細胞數量均不大于5個。所有患者末次隨訪時無感染復發征象。

1 例患者一期翻修術后3周時出現髖關節占位器脫位，經兩次手法復位均失敗，行下肢皮牽引短暫制動后曠置，6個月后感染治愈行二期翻修術，臨床療效仍令人滿意，末次隨訪時Harris評分88分(見圖4～6)。

圖4 左全髖關節置換術后感染，一期翻修術后X線片示假體位置良好

圖5 一期翻修術后2周X線片示左髖關節后脫位

1 例患者一期翻修術后6周發生占位器柄斷裂，未進行特殊處理，扶拐行走，4個月后感染治愈行二期重建，末次隨訪時Harris評分96分，假體位置良好，牢固在位(見圖7～9)。

3 討 論

感染仍然是THA術后最難處理的并發癥之一。對于THA術后感染，可以選擇的治療方法有很多，包括抗生素治療并保留假體[9]、開放清創更換部分假體并置管沖洗、一期清創翻修等。但是，一期取出原來假體徹底清創，使用抗生素骨水泥臨時占位器維持軟組織張力，為局部提供高濃度抗生素，待感染治愈后再進行二期翻修的方法是目前公認的關節置換術后感染治療“金標準”，大量的研究也證明此方法感染控制率高，療效確切[10]。但是由于需要分期治療，且兩次手術之間的間隔時間長，通常需數月，甚至超過半年，在這間隔期內關節內將產生大量瘢痕。使用臨時占位器可以在一定程度上維持軟組織張力，減少瘢痕形成，可是受限于臨時占位器的制備工藝，即使有學者利用定制的關節型模具制備占位器，在處理股骨頭和髖臼界面時也難以做到恰當匹配，而且骨水泥界面粗糙，術后關節活動時摩擦系數高，同樣難以確保一期術后關節良好的活動度。由于活動度小，關節囊軟組織不可避免出現攣縮，以及廢用性骨量丟失，這都將導致二期置換困難，影響最終關節功能。而且在這間隔期內，患肢功能差，患者難以忍受。

圖6 二期翻修術后X線片示假體位置良好，固定可靠

圖7右THA術后感染，一期翻修術后X線片示假體位置良好

圖8一期翻修術后6周X線片示抗生素臨時占位器柄斷裂

圖9 二期翻修術后X線片示假體位置良好，固定可靠

3.1 臨時占位器制作與療效 本研究通過保留原股骨頭假體，在植入髖臼側骨水泥后，將洗凈滅菌后的股骨頭假體置入骨水泥中，待骨水泥完全干固后再將其取出，這樣在髖臼側骨水泥中就形成了1個光滑且匹配良好的臼窩。在制備股骨側占位器時，放入1根已折彎的鈦合金棒做為支架，在骨水泥干固前將股骨頭假體置于占位器近端，骨水泥干固后形成錐度良好匹配的頭頸交界部分。復位后，這樣的抗生素臨時骨水泥假體可以為患者提供一個相對較大的活動度。本組患者中，一期翻修術后生活均能自理，不扶拐或僅需單手杖平路行走，步態良好，輕松上下樓梯，出院時患髖均能伸直0°，屈髖平均(89.1±6.3)°，外展平均(31.8±5.1)°，能在兩次手術間隔獲得一個功能較好的關節，患者滿意度好，耐受性高，有足夠的耐心等待感染治愈，醫生選擇二期翻修的時機也更有彈性。更重要的是，較大的活動度可以減少甚至避免關節囊攣縮、周圍軟組織僵硬和黏連，以及廢用性骨量丟失等，減少了二期翻修時手術難度，提高了術后功能，本組患者末次隨訪時Harris評分平均達(91.7±2.6)分，優良率100%。

3.2 抗生素骨水泥制備 骨水泥中添加抗生素既可以由骨科醫生在臨用時加入，也有現成的抗生素骨水泥商品，不過臨用時再加入的絕大多數是粉劑的抗生素?？梢赃x用頭孢菌素類，青霉素G，氨基糖甙類和糖肽類，骨關節感染患者陽性球菌感染率較高，大多數對妥布霉素、萬古霉素、慶大霉素、克林霉素、先鋒霉素等敏感。但是國內尚無粉劑的妥布霉素，且有人在對比各種抗生素從骨水泥中釋放情況時發現，克林霉素、萬古霉素、妥布霉素向周圍的骨與肉芽組織釋放較多，對比萬古霉素與先鋒霉素對周圍成骨細胞的毒性時發現，萬古霉素的毒性更小[11]。因此我們選擇在慶大霉素骨水泥基礎上摻入萬古霉素制作占位器。另外我們使用的骨水泥商品含有1 g慶大霉素，對革蘭陰性菌也具有抗菌作用。臨床結果也證明這種慶大霉素骨水泥摻入萬古霉素的方案有效。

關于摻入萬古霉素劑量的問題，不同學者報道不一，大致每40 g骨水泥加入4～8 g[3-6]。不過有研究證實，只要每40 g骨水泥中加入超過3.6 g抗生素，即可確保局部持續釋放有效抗生素[12]。另外我們在實際臨床工作中發現，如果每40 g骨水泥中加入超過400萬單位萬古霉素(4.0 g)，骨水泥將呈細沙狀，黏度明顯下降，難以成團，而且其工作期時間明顯縮短，制作占位器難度變大。因此，我們選擇40 g慶大霉素骨水泥中加入400萬單位萬古霉素。

3.3 臨時占位器并發癥及處理 傳統方法制作抗生素骨水泥占位器時，股骨側占位器的頭較大，關節穩定性相對較好，本組研究采用保留原股骨頭假體的方法制作的占位器，股骨頭直徑相對較小，在使用此項技術的早期，1 例患者術后發生脫位，且難以手法復位，這是所謂的學習曲線。隨著經驗的增長，筆者總結制備髖臼側占位器時，應注意保持髖臼后上部分略高，鈦合金棒事先折彎成合適的頸干角和前傾角，之后的病例再無此類并發癥發生。 文獻常報道臨時占位器的另一并發癥便是假體斷裂。在使用此項技術的早期，1 例患者發生占位器頸部斷裂。此例骨水泥中植入的是2根克氏針，強度不夠，后改為脊柱外科釘棒系統中的鈦合金棒，強度大，耐疲勞，且鈦合金棒取材方便，可根據需要任意截取長短，避免太短導致支撐強度不足；脊柱外科有專用的折彎工具，方便處理頸干角和前傾角，避免了應力過度集中于頸部。之后未再觀察到占位器柄斷裂現象。

對于臨時占位器脫位，可以嘗試手法復位。若復位失敗，無論是采用傳統方法還是本研究提出的方法制備的，都不建議切開復位。對于占位器柄斷裂，仍不必處理，可以暫時予皮牽引短期制動后曠置，等待二期翻修后仍能獲得良好的臨床效果[5]。

3.4 不足與展望 本研究的初衷是設計一個簡單易行，股骨頭和髖臼界面良好匹配，一期翻修術后功能和舒適度均滿意的臨時占位器。從這方面來說，商品化的占位器或通過模具制作的占位器較有優勢，但是目前國內并不普及，且費用昂貴，國內除少數關節外科中心自制模具外[5-6]，多數仍依靠徒手捏制，幾乎不可能做到股骨頭和髖臼界面良好匹配。但研究表明，關節置換術后發生假體周圍感染時，細菌在假體表面大量繁殖，彼此交織成網，在多種糖蛋白和結構蛋白參與下共同形成一種復雜的空間結構——生物膜，它將細菌保護在一個免受抗生素攻擊的環境中，為細菌的生長、遷移創造便利的條件。因此，盡管經過碘伏紗布反復擦洗，雙氧水和生理鹽水洗凈，再浸泡入碘伏中，保留的原股骨頭假體，仍難免存在再次感染風險。不過從本組患者預后來看，均未采用灌注沖洗，術后血沉及CRP迅速下降，72.7%術后4周即正常，最長術后2個月也恢復正常，全部在半年內進行了二期重建，至末次隨訪時，無一例感染復發。筆者認為，可能由于股骨頭假體光滑且表面積小，經過碘伏紗布反復擦洗，雙氧水清洗后碘伏液浸泡，達到了滅菌再利用的要求，不影響感染治愈率。另外有學者針對骨水泥中摻入抗生素研究其阻止生物膜形成的程度發現，慶大霉素骨水泥比不加抗生素的骨水泥減少生物膜形成20%～25%[13]，而相比較單純慶大霉素骨水泥而言，摻入聯合抗生素的骨水泥能更好地抑制金黃色葡萄球菌生物膜[13]。因此，對于沒有商品化的占位器或壓模等工具，徒手制作抗生素骨水泥占位器有困難時，本方法也不失為一種選擇。當然，我們期待更簡單易行、費用低廉且型號多樣的關節型占位器或壓模商品更早更快普及，造福患者。

[1]Esa J msen，Ove Furnes，Lars B Engesaeter，etal.Prevention of deep infection in joint replacement surgery[J].Acta Orthopaedic，2010，81(6)：660-666.

[2]Huotari K，Lyytik inen O，Ollgren J，etal.Disease burden of prosthetic joint infections after hip and knee joint replacement in Finland during 1999-2004：capture-recapture estimation[J].J Hosp Infect，2010，75(3)：205-208.

[3]Scharfenberger A，Clark，Lavoie，etal.Treatment of an infected total hip replacem ent with the PROSTALAC system.Part 1 ：Infection resolution[J].Can J Surg，2007，50(1)：24-28.

[4]Walter G，Buhler M，Hoffmann R.Two-stage procedure to exchange septic total hip arthroplasties with late periprosthetic infection.Early results after implantation of a reverse modular hybrid endoprosthesis[J].Unfallchirurg，2007，110(6)：537-546.

[5]劉相成，周勇剛，王巖，等.自制關節型抗生素骨水泥占位器在人工髖關節置換術后感染二期翻修中的應用[J].中華外科雜志，2010，48(14)：1050-1054.

[6]閆韻飛，郭亭，周利武，等.含抗生素骨水泥占位器在髖關節置換后感染二期翻修中的應用[J].中國組織工程研究，2012，16(4)：673-678.

[7]Peel TN，Buising KL，Choong PF.Diagnosis and manage-ment of prosthetic joint infection[J].Curr Opin Infect Dis，2012，25(6)：670-676.

[8]Osmon DR，Berbari EF，Berendt AR，etal.Diagnosis and management of prosthetic joint infection：clinical practice guidelines by the infectious diseases society of america[J].Clin Infect Dis，2013，56(1)：1-25.

[9]Aslam S，Darouiche RO.Prosthetic joint infections[J].Curr Infect Dis Rep，2012，14(5)：551-557.

[10]翁繩健，李煒明，詹洋，等.人工髖關節翻修術的臨床分析，附32 例報告[J].中國骨與關節損傷雜志，2013，28(12)：1163-1164.

[11]William A，Jiranek Arlen D，Hanssen A.Replacement antibiotic-loaded bone cement for infection prophylaxis in total joint[J].J Bone Joint Surg(Am)，2006，88(11)：2487-2500.

[12]Penner MJ，Masri BA，Duncan CP.Elution characteristics of vancomycin and tobramycin combined in acrylic bone-cement[J].J Arthroplasty，1996，11(8)：939-944.

[13]van de Belt H，Neut D，Uges DR，etal.Surface roughness，porosity and wettability of gentamicin-loaded bone cements and their antibiotic release[J].Biomaterials，2000，21(19)：1981-1987.

[14]Neut D，de Groot EP，Kowalski RS，etal.Gentamicin-loaded bone cement with clindamycin or fusidic acid added：biofilm formation and antibiotic release[J].J Biomed Mater Res A，2005，73(2)：165-170.

Using The Antibiotic-Loaded Cement Articulating Spacer with the Original Femoral Head Prosthesis Remained in Treatment of Infected Hip Replacement

Ma Jun，Huang Zeyu，Huang Qiang，etal

(Department of Orthopaedic Surgery，West China Hospital of Sichuan University，Chengdu 610041，China)

Objective To describe a novel method of making antibiotic-loaded cement articulating spacer which keep the original femoral head prosthesis remained and to evaluate its efficiency in the two-stage revision of infected total hip arthroplasty(THA) and，summarize the clinical experience.Methods From November 2011 to July 2012，eleven patients with infected THA treated with two-stage revision protocol in our center were reviewed.All of them were debridement thoroughly and followed by implantation of an antibiotic-loaded cement articulating spacer with the original femoral head prosthesis.Two-stage revisions were not performed until the infection were controlled.Evaluations of the efficiency of infection control，occurrence of complications，the function and satisfaction of the patients were made at each follow-up time points.Results Full follow-up were achieved in all the patients.The mean follow-up time since the second-stage revision was 12.6±2.5 months.After the first-stage revision all the patients could extension the hip straightly，the mean flexion degree was(89.1±6.3)° and the mean abduction angle was(31.8±5.1)°.The Harris scores increasedfrom the preoperative(40.5±9.9) to the postoperative(79.3±4.5).After the second-stage revision it increased to 91.7±2.6.No signs of relapse of the infection were observed in all patients at the final follow-up.Dislocation of the original femoral head prosthesis was observed in one patient 3 weeks after the first-stage revision and manipulative reduction was failed twice in this patient.The broken of spacer was observed in one patient.Conclusion Using antibiotic-loaded cement articulating spacer with the original femoral head prosthesis remained in the first-stage revision can make the performance much easier，and its′efficiency of infection control is quite satisfactory.What is more，by doing so the patients can gained a better hip range of motion.However，cautions must be paid to it’s had reduction after dislocation and broken of spacer.By improving the method，these complication can be avoid.

hip；infection；arthroplasty；revision；spacer

1008-5572(2015)10-0873-06

國家衛生公益性行業科研專項基金(201302007)；四川省應用基礎研究計劃項目(2013JY0151)；

R63

B

2015-04-10

馬俊(1982- )，男，主治醫師，四川大學華西醫院骨科，610041。

*本文通訊作者：裴福興