全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)后發(fā)生股骨柄假體斷裂2例報(bào)告

董路玨，肖楸鈳

(重慶市中醫(yī)院骨傷科，重慶 400000)

人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(total hip arthroplasty，THA)是股骨頭壞死、骨關(guān)節(jié)炎、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、先天性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良等終末期髖關(guān)節(jié)病變的有效治療方法。據(jù)報(bào)道，2005—2030年期間美國(guó)初次THA數(shù)量將增加174%，達(dá)到每年57.2萬(wàn)例，髖關(guān)節(jié)翻修數(shù)量增加137%[1]。隨著我國(guó)髖關(guān)節(jié)置換數(shù)量的不斷上升，全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)(revision total hip arthroplasty，RTHA)數(shù)量也將越來(lái)越多。由于骨量的減少，自發(fā)性骨折在翻修術(shù)后比初次THA術(shù)后更常見(jiàn)[2]。有研究提示，翻修術(shù)后假體周?chē)钦鄣陌l(fā)生率約為初次THA術(shù)后假體周?chē)钦鄣?倍，為每年每10萬(wàn)人中908人發(fā)生假體周?chē)钦踇3]。作者收集2例全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)后發(fā)生假體柄斷裂患者，并針對(duì)假體斷裂原因及其對(duì)策進(jìn)行總結(jié)分析，現(xiàn)報(bào)告如下。

病例一為77歲男性患者，1992年10月滑倒致左股骨頸骨折，于1993年3月行左人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。2008年因左全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后假體松動(dòng)(見(jiàn)圖1)，在我院行左全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)。術(shù)中見(jiàn)左股骨矩部分骨質(zhì)吸收，肉芽組織填充，股骨柄假體骨水泥固定牢固，骨水泥型髖臼假體固定松動(dòng)，髖臼骨質(zhì)被侵蝕，骨量丟失嚴(yán)重，后方骨質(zhì)丟失明顯，髖臼底部與盆腔相通，人工關(guān)節(jié)采用美國(guó)Smith-Nephew系列陶瓷型。術(shù)后恢復(fù)良好(見(jiàn)圖2)。2014年1月患者無(wú)外傷史情況下出現(xiàn)左髖關(guān)節(jié)疼痛，伴活動(dòng)受限，拍片提示假體松動(dòng)，假體柄中上1/3處外側(cè)緣見(jiàn)一裂縫，2014年3月3日行X線(xiàn)片提示“左側(cè)人工關(guān)節(jié)松動(dòng)，假體斷裂”(見(jiàn)圖3)。2014年3月18日在我院行左全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)，術(shù)中見(jiàn)關(guān)節(jié)假體髖臼側(cè)無(wú)明顯磨損，假體柄上段斷裂，股骨上段及粗隆部骨質(zhì)纖維連接，骨質(zhì)分離，缺損較多，股骨上段腔內(nèi)含有部份增生肉芽組織及假膜組織。術(shù)中材料：施樂(lè)輝公司3號(hào)260 cm多孔涂層柄、四代陶瓷股骨頭、八爪粗隆爪、捆綁鋼纜3條、捆綁帶1條、異體骨板2塊(150 mm×25 mm)。術(shù)后3個(gè)月復(fù)查X片示翻修術(shù)后假體位置良好，八爪粗隆爪、捆綁鋼纜、異體骨板對(duì)股骨假體有良好的內(nèi)外側(cè)支撐作用(見(jiàn)圖4)。

病例二為34歲女性患者，1993年因紅斑狼瘡行激素治療后發(fā)生雙側(cè)股骨頭壞死在外院行左側(cè)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，術(shù)后恢復(fù)較好，能自行行走。2009年8月患者因左全髖置換術(shù)后假體松動(dòng)(見(jiàn)圖5)，入住我院行左全髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)。術(shù)程順利，術(shù)后功能恢復(fù)好，左髖無(wú)疼痛，病情穩(wěn)定出院，術(shù)后2個(gè)月可自行行走(見(jiàn)圖6)。2010年8月患者在無(wú)明顯外傷史下出現(xiàn)左髖部疼痛不適，4 d后左髖疼痛加重伴不能行走，攝X線(xiàn)提示：左全髖置換翻修術(shù)后假體柄斷裂(見(jiàn)圖7)。術(shù)中切開(kāi)后見(jiàn)斷裂近端股骨假體柄存在旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定及內(nèi)外方向不穩(wěn)定，假體柄斷裂，股骨上端假體周?chē)鸀殚L(zhǎng)斜行粉碎骨折，斷裂遠(yuǎn)端假體骨長(zhǎng)入良好未見(jiàn)松動(dòng)。取出的股骨頭未見(jiàn)明顯磨損，髖臼杯未見(jiàn)松動(dòng)，內(nèi)襯未見(jiàn)明顯磨損，植入德國(guó)Link組合式加長(zhǎng)翻修假體柄。3年后假體位置良好，患者無(wú)明顯不適(見(jiàn)圖8)。

圖1 翻修術(shù)前X線(xiàn)片示假體松動(dòng) 圖2 翻修術(shù)后3個(gè)月X線(xiàn)片示股骨矩部分骨質(zhì)吸收 圖3 翻修術(shù)后5年X線(xiàn)片示股骨柄中上1/3處出現(xiàn)裂縫，2個(gè)月后假體斷裂 圖4 二次翻修術(shù)后3個(gè)月X線(xiàn)片示假體位置良好

圖5 翻修術(shù)前X線(xiàn)片示假體松動(dòng) 圖6 翻修術(shù)后6 d X線(xiàn)片示股骨矩部分骨量缺失 圖7 翻修術(shù)后1年X線(xiàn)片示假體柄斷裂 圖8 二次翻修術(shù)后3年X線(xiàn)片示假體位置良好

2 討 論

THA術(shù)后可發(fā)生股骨柄假體斷裂，股骨柄假體斷裂在一代不銹鋼假體、鑄造鈷鉻合金假體上發(fā)生較多，根據(jù)股骨柄設(shè)計(jì)不同，其發(fā)生率0.23%～11.00%不等[4]。20世紀(jì)80年代后隨著高強(qiáng)度的鈦合金、鈷鉻鉬合金代替不銹鋼用于關(guān)節(jié)假體鑄造和臨床應(yīng)用，以及股骨柄假體設(shè)計(jì)的改進(jìn)，股骨柄假體斷裂的發(fā)生越來(lái)越少[5-6]。有限元分析顯示，在股骨柄中段1/3的外側(cè)面發(fā)生應(yīng)力集中，也是股骨柄斷裂的好發(fā)部位[7]。由于RTHA的復(fù)雜性，股骨端骨質(zhì)和骨量的下降，更容易發(fā)生斷柄事件。據(jù)研究報(bào)道[8]，股骨柄假體斷裂發(fā)生可能由以下一種或多種因素共同作用引起：(1)患者體重大和高水平的活動(dòng)，或者假體偏小；(2)近端骨支撐或固定不夠；(3)應(yīng)力遮擋存在；(4)柄內(nèi)翻；(5)股骨柄自身由于設(shè)計(jì)欠佳或者加工過(guò)程缺陷。

在大多數(shù)斷柄案例的報(bào)道中，體重超重經(jīng)常被討論[8-11]，所有斷柄患者的身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)都顯示為超重(BMI為25～30 kg/m2)或肥胖(BMI>30 kg/m2)，斷柄患者的平均BMI與沒(méi)有斷柄患者的相比較有明顯差異。

斷柄的發(fā)生與股骨柄的初始穩(wěn)定有關(guān)，特別是當(dāng)股骨遠(yuǎn)端固定牢固而股骨近端缺乏骨支撐時(shí)，易發(fā)生斷柄[11]。Murphy和Rodriguez[12]報(bào)道，通過(guò)隨訪(fǎng)45例有股骨缺損的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的患者2～10年，認(rèn)為如果有良好的遠(yuǎn)端固定，近端不需要異體骨支撐。然而一項(xiàng)有限元研究分析顯示，近端股骨缺損，未愈合的股骨截骨術(shù)、假體周?chē)钦鄣葘?dǎo)致應(yīng)力的局部集中，從而導(dǎo)致假體應(yīng)力疲勞斷裂[13]。另有研究結(jié)果顯示，應(yīng)高度重視骨支撐的缺失導(dǎo)致的假體柄斷裂，而導(dǎo)致其發(fā)生的主要因素是轉(zhuǎn)子截骨術(shù)、骨質(zhì)溶解或假體偏小[1]。本文2個(gè)案例中亦都出現(xiàn)大粗隆部骨折，股骨近端骨支撐作用明顯受到影響。股骨近端的良好骨支撐對(duì)于股骨柄起到保護(hù)作用，可防止股骨柄斷裂。

股骨柄變形和斷裂由間歇性負(fù)荷引起。股骨柄承受的壓力負(fù)荷來(lái)自壓縮和彎曲，假體內(nèi)的彎應(yīng)力最具有侵害性，彎曲在外側(cè)產(chǎn)生張應(yīng)力，這種張應(yīng)力能導(dǎo)致延伸裂痕并造成斷裂。其中最常見(jiàn)的原因是近端1/3缺乏骨或骨水泥的支持，從股骨頭傳遞來(lái)的壓應(yīng)力就集中于柄的局部位置，因?yàn)楸木植渴芰Γ渌蟛糠譀](méi)有骨或骨水泥的對(duì)抗，柄內(nèi)發(fā)生應(yīng)力集中，假體內(nèi)產(chǎn)生的彎矩和應(yīng)力大于假體及股骨矩間有接觸情況下產(chǎn)生的彎矩和應(yīng)力，假體外側(cè)因承受相當(dāng)大的張應(yīng)力導(dǎo)致金屬疲勞，甚則可能發(fā)生假體柄斷裂。Hampton等[13]研究發(fā)現(xiàn)在股骨柄的中段1/3的外側(cè)假體表面有最大的張應(yīng)力，而在其內(nèi)側(cè)的假體表面有最大的壓應(yīng)力，故在應(yīng)力集中的部位(中段1/3位置)容易發(fā)生假體柄斷裂。假體的斷裂一般經(jīng)歷裂源的產(chǎn)生、裂紋的擴(kuò)展和最終瞬斷三個(gè)過(guò)程，前兩個(gè)過(guò)程均是張應(yīng)力作用于假體外側(cè)并產(chǎn)生金屬疲勞的結(jié)果，而患者超重或肥胖、柄內(nèi)翻則更進(jìn)一步增加了股骨柄承受的壓力負(fù)荷，容易引起假體疲勞斷裂[14-15]。

本研究病例一術(shù)中見(jiàn)到左股骨矩部分骨質(zhì)吸收，有肉芽組織填充，且術(shù)后X線(xiàn)片提示假體柄上段的固定欠牢固，說(shuō)明此時(shí)股骨柄上段沒(méi)有與周?chē)敲芮薪佑|，股骨矩沒(méi)有足夠的骨量來(lái)負(fù)荷從股骨頭傳遞過(guò)來(lái)的壓應(yīng)力。反之，如果假體的負(fù)荷有一部分分散在股骨矩上，雖然股骨矩的壓力增加，由于距臂減短，假體柄的外側(cè)張應(yīng)力也會(huì)減少，股骨矩的骨量和其對(duì)股骨柄的支撐作用對(duì)于預(yù)防股骨柄斷裂顯得尤其重要。最理想的狀態(tài)是圍繞假體柄的骨或骨粘固劑整個(gè)界面都保留，有利于將應(yīng)力盡可能分散得更加廣泛，否則應(yīng)力的沖擊就會(huì)由股骨矩承擔(dān)。病例二全髖置換術(shù)后發(fā)生假體松動(dòng)，股骨近端骨質(zhì)疏松明顯，假體周?chē)琴|(zhì)溶解，翻修術(shù)后大粗隆骨折塊固定欠牢固，股骨矩部分骨量缺失，其斷裂原理跟病例一非常相似，發(fā)生斷裂的位置在大粗隆骨折塊下緣與遠(yuǎn)端固定牢固區(qū)臨界區(qū)域的應(yīng)力集中部位，間歇性負(fù)荷的反復(fù)作用下，股骨柄變形、產(chǎn)生裂源、裂紋擴(kuò)展并最終瞬斷。

綜上所述，在復(fù)雜的髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)中，由于假體周?chē)墓侨芙?，許多患者股骨近端可有程度不同的腔隙性骨缺損，松質(zhì)骨量明顯減少，甚至可只剩皮質(zhì)骨，沒(méi)有足夠的骨質(zhì)來(lái)固定假體，因此在重建股骨側(cè)骨缺損時(shí)常常需要較大的植骨量，除了使用植骨恢復(fù)股骨骨量，再結(jié)合遠(yuǎn)端固定假體或組配假體固定外，還可選用顆粒性打壓植骨、自體+異體骨混合植骨等方法來(lái)保證股骨假體柄應(yīng)力分散，避免局部應(yīng)力集中造成假體金屬疲勞而斷裂。