嚴重髖臼骨缺損治療技術的應用進展

王聰聰，孫水

(山東大學附屬省立醫院，濟南 250021)

人工全髖關節置換術是治療老年股骨頸骨折及股骨頭缺血性壞死的有效療法，其所實施數目日益增加。但隨著我國老齡化問題的加重[1]，人工全髖關節翻修術的挑戰也隨之而來。髖關節翻修術中骨缺損的原因多樣，如感染、聚乙烯內襯磨損等，這些均可導致一定程度的骨質吸收與骨質缺損。而髖關節置換術中術前骨質缺損評估無論對于術式的選擇、術中的具體操作、患者預后均具有重要意義，臨床上對于髖臼骨缺損評估以Paporsky分型應用最為廣泛，為重建髖臼提供了一把“量尺”[2]。髖臼骨缺損按照Paporsky分型分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型[3,4]，目前對于Ⅰ、Ⅱ型骨缺損行單純行打壓植骨即可使假體有良好的初始穩定性，且該技術較為成熟，而對于Ⅲ型、Ⅳ型(嚴重髖臼骨缺損)的治療仍是一個難題，主流技術有Jumbo杯、鉭金屬臼杯、鉭金屬墊塊、生物型臼杯假體、Cup-cage技術、3D打印技術個性化填充等。現就嚴重髖臼骨缺損治療技術的應用進展情況綜述如下。

1 Jumbo杯

Jumbo杯由Dearbon和Harris提出，定義為大于初次置換平均臼杯直徑10 mm以上的髖臼杯，在國內一般認為直徑在54～56 mm[5]。Gustke KA等[6]運用Jumbo杯翻修196例髖臼骨缺損患者(ⅢA型17例、ⅢB型8例)，Harris髖關節評分從術前44分提高到術后72分，后行5次再翻修和2次關節切除術，失敗案例中包括兩例ⅢB型患者。吳浩波等[7]回顧性研究Jumbo杯治療48例髖臼骨缺損患者(47單髖1雙髖，ⅢA型18例、ⅢB型4例)，術后Harris評分較術前增加，隨訪1～11 a，其中2髖ⅢA型術后出現感染，1髖ⅢA型、1髖ⅢB型出現假體松動，均行翻修術；1髖ⅢB型出現放射學松動。ⅢA型失敗率達16.7%，ⅢB型達50%。Paprosky團隊[8]采用Jumbo杯聯合金屬骨小梁墊塊治療ⅢA型髖臼骨缺28例，隨訪3.1 a，僅1例發生失敗。Gustke等[9]對Jumbo杯重建髖臼骨缺損的196例患者隨訪10 a，16年假體生存率達96%。2017年AAOS髖關節翻修專場，Paprosky教授認為單純的Jumbo杯難以為Paprosky ⅢA型骨缺損提供足夠的支持性及穩定性。

2 鉭金屬

鉭金屬具有熔點高、蒸汽壓低、冷加工性能好、化學穩定性高、抗液態金屬腐蝕能力強、表面氧化膜介電常數大等一系列優異性能[10]。20世紀90年代后期，具有良好骨長人性能的鉭金屬骨小梁臼杯開始應用于臨床，之后又出現了鉭金屬加強塊系統[11]。鉭金屬骨小梁杯3 d空隙率70%～80%，與軟骨下骨有相似的彈性模量，能為植骨提供良好的重塑環境，在松質骨表面有更高的攀爬系數及更強的骨界面抗剪切強度[12]。杜銀橋等[13]應用鉭金屬加強塊重建PaproskyⅢ型骨缺損17例(17髖)，均使用鉭金屬加強塊或鉭金屬翻修杯去除鈦環后的鉭金屬臼杯作為加強塊，隨訪(16.2±5.4)個月，均未出現并發癥，末次隨訪Harris評分較術前增加。郭盛杰等[14]采用鉭金屬骨小梁杯聯合鉭金屬塊治療PaproskyⅢ型骨缺損23例(24髖)，隨訪16個月，術后近期效果良好；由于Ⅲ型骨缺損髖臼骨性環破壞較大，若無法重建可在骨性環三角形分布的三個支點上活得穩定支持。黃潤華等[15]回顧性研究28例PaproskyⅢ、Ⅳ型患者，末次隨訪時均無松動等并發癥的出現。研究表示，鉭金屬加強塊相對于同種異體結構性植骨更有優勢。Van Kleunen等[16]對多孔鉭棒及同種異體骨結構性植骨兩種RTHA進行了對比研究，結果發現前者的骨長入情況更為優秀。Moli?nik等[17]采用多孔鉭金屬墊塊治療RTHA患者25例，隨訪20.5個月，末次隨訪X線片提示24例(96%)患者未出現假體周圍透亮線，所有假體均未出現松動。

3 生物型臼杯假體

隨著生物型臼杯假體的出現，高位放置不僅應用于發育性髖關節發育不良的治療中，在翻修領域也得到較為理想的效果。高位放置雖然違背了恢復旋轉中心的原則，但通過重建位置的調整、摩擦界面的改善、假體的適當選擇、手術技術和理念的進步，生物型假體高位放置也可獲得良好的初始穩定性[18]。樸尚等[19]采用生物型臼杯假體高位放置治療髖臼骨缺損患者34例(35髖，其中ⅢA型17例、ⅢB型9例)，Harris評分有顯著性提高，其中6例應用特小杯極度高位放置(旋轉中心高度>5 cm)的PaproskyⅢB型患者的Harris評分由(26.65±13.46)分提高至末次隨訪(79.83±10.55)分；隨訪49.2個月，4 a后出現松動1例，予以翻修。

4 髖臼杯聯合髖臼加強環重建技術(Cup-cage技術)

Cup-cage技術最早由Hassen和Lewallen于2005年提出，主要用于重建有骨盆不連續的髖臼骨缺損。于真臼中打入有良好骨長入能力的金屬臼杯，將髖臼加強環置于臼杯中，使用骨水泥固定內襯。這種髖臼杯是連接骨盆不連續出的橋梁。髖臼杯與加強環相輔相成，為初始及長期穩定性提供了保證。穆文博等[20]回顧性研究了16例髖臼骨缺損患者(Ⅲ型16髖，1骨盆不連續5例)，Harris評分顯著提高，隨訪18.7月，其中1例術后5 d脫位，予以閉合復位，其余未發生各種并發癥。Rogers等[21]采用Cup-cage技術重建42例骨盆不連續患者，假體8年生存率達86.3%。研究發現，相對于使用單純髖臼加強環架體，使用Cup-cage技術重建后的生存率更高。對于PaproskyⅢB型骨缺損，尤其是伴有骨盆不連續患者使用Cup-cage技術進行翻修，對于重建旋轉中心、恢復髖關節活動及保證初始穩定性有良好的效果。

5 3d打印技術

2012年《經濟學人》報道全球工業正經歷第三次工業革命，其中3d打印正是其代表性技術。3d打印技術是基于三維CAD模型數據，通過增加材料逐層制造的方式，其包括CAD建模、測量、接口軟件、數控、精密機械、激光、材料等多學科的集成[22]。目前，3d打印中的材料在成分上包括塑料、樹脂、蠟等高分子材料、金屬和合金材料、陶瓷材料等[23]。金屬材料制作中選擇性激光熔融成型精度優于電子束熔融技術，但是成型效率較低，往往需要二次熱處理，更適用于小型、精度要求高的植人體的打印[24,25]。目前3d打印技術在髖臼骨缺損修復方面有一定的進展。因為常規臼杯或者Cage在髖臼周圍廣泛骨缺損患者中無法提供有效支撐，這需要一些特制的假體來處理。Li等[26]對25例輔助髖關節骨缺損患者通過打印等比例骨盆模型，確定骨缺損大小，輔助定制個性化Cage，并對個體化Cage匹配度進行術前驗證，保證其接觸面積，隨訪4.4 a，其中1例術后4 d脫位，其余患者末次隨訪無其他并發癥。Mao等打印制作了一種含有多孔羥基磷灰石的髖臼加強環，并且為22例(23髖，其中Paprosky ⅢA型髖臼骨缺損3髖、PaproskyⅢB型髖臼骨缺損20髖)髖關節翻修術的患者應用該假體，術后初始穩定性較好，HHS評分從術前39．6分提高到80.9分(末次隨訪)，且未發生其他等并發癥。劉陽等利用3d技術制造出3d多孔性支架，可人為控制其空隙率和孔尺寸，可為骨長入提供最優的空隙。Colen等利用激光燒結技術制作了一種三翼臼環，該假體應用于6例有嚴重髖臼骨缺損的髖關節翻修術患者，術后隨訪10～58個月顯示效果均較好，且無其他并發癥、手術失敗或需再次翻修者。劉珂等對11例PaproskyⅣ型骨缺損患者采集影像學數據，通過3d打印髖臼骨缺損模型模擬手術，同時講打印的活性肽填充塊修補髖臼，術后6個月Harris評分為(85.2±4.5)分，臨床效果滿意。Zerr等為1例因術后感染導致嚴重骨缺損的患者打印患者患側髖關節，通過術前模擬手術步驟，考慮關鍵步驟的注意事項，為該患者行二期髖關節翻修術，術后結果顯示未發生骨盆連續性中斷。3d打印技術1∶1模型的建立對于疾病的手術設計、手術步驟、手術中的注意事項起著極為重要的作用，打印成品在脊柱、創傷、骨腫瘤均有一定的使用，在關節外科的使用有待進一步發掘。

綜上所述，單純的Jumbo杯對于髖臼嚴重骨缺損的翻修失敗率較高。鉭金屬臼杯及鉭金屬墊塊、生物型臼杯假體、Cup-cage等技術雖然對殘余骨量有所破壞，但其中遠期效果是值得肯定的。3d打印技術目前仍處于發展階段，由于對于骨量的保存優勢，其在未來的發展潛力將更為巨大；但是運用3d打印技術行髖關節翻修術耗時久，經濟壓力大的缺點也無法忽視。相信隨著技術的進一步成熟及發展，其在髖關節翻修術中的重要性必將愈加顯著。