人工全髋关节置换术中髋臼骨缺损的研究进展

人工全髋关节置换术中髋臼骨缺损的研究进展
人工全髋关节置换术（Total hip arthroplasty，THA）被誉为20世纪最成功的手术之一，也是目前治疗髋关节疾病最有效方法之一。

全美目前每年行初次THA约20～30万例，翻修4～5万例，估计到2030年，全美每年初次THA将达到57万例，翻修9.6万例[1]。

在THA术中，髋臼骨缺损的处理是临床骨科医师需要面临的一大挑战，也是能否获得良好的初始稳定性以及影响假体寿命的重要因素。

术前对髋臼侧骨缺损进行精确评估及正确翻修假体足髋臼翻修重建成功的关键。

本文就THA术中髋臼骨缺损的原因，分型和治疗方法做一综述，以期为临床治疗髋臼缺损提供一定的指导。

1 THA术中髋臼骨缺损的常见原因分析
临床中髋臼骨缺损的最常见于THA术后假体松动、磨损或者感染引起的骨溶解；骨质疏松以及体重过重、人工股骨头置换后假体对髋臼骨质的过度磨损；翻修手术中在取出前次假体或骨水泥时损伤髋臼周围骨质[2]；初次THA术中髋臼侧骨质磨挫过多，尤其是已经接受过一次表面置换或是髋臼翻修；由于髋臼骨折或者髋臼本身发育不良已经存在的缺损，而初次THA手术中未修复等所致。

另外，先天性髋关节发育不良（Developmental dysplasia of the hip，DDH）；类风湿性关节炎，髋关节骨性关节炎；髋臼内突病（OTTO病）；创伤；肿瘤；代谢性骨病、骨质疏松等均可导致髋臼骨缺损。

需要特别指出的是初次THA时若是使用骨水泥假体，在翻修时常常会把骨水泥假体以及部分髋臼骨床同时带出，因此不可避免的会造成髋臼骨缺损，以及髋臼假体无菌性松动伴周围骨溶解最为常见和重要。

在骨溶解的过程中，由于假体磨损后，不可避免产生的微粒碎屑可以启动由巨噬细胞介导、破骨细胞、成骨细胞以及成纤维细胞等多种细胞参与的炎性反应，并释放肿瘤坏死因子（TNF-а）、白介素1（IL-1）、白介素6（IL-6）等多种溶骨因子。

由此导致假体周围的骨溶解，进一步使假体发生松动。

2 术前的评估与计划
术前的临床评估和计划是髋关节翻修手术的成功关键因素。

2.1病史和查体术前详细了解病史，包括初次置换的原因、详细的手术记录以及所使用假体的具体厂家及型号、术后功能锻炼情况如下地活动时间、是否扶拐及负重情况，术后是否发生并发症，尤其是否发生过感染及髋关节假体脱位等。

如果初次THA术后早期即发生髋部疼痛、发热等症状，则要警惕早期假体不稳定、感染、撞击等可能。

如果症状是发生在术后较长的一段时间后，则要考虑无菌性松动、骨溶解、感染等可能。

详细询问病史，了解疼痛发生的部位、程度，是否与活动有关，以及缓解方式，仔细查体：如果疼痛主要发生在腹股沟区，尤其是在起步行走时疼痛，持续一段时间后疼痛有所缓解，则主要考虑为髋臼假体松动所导致。

如果有静息痛或夜间痛，则提示有可能发生感染，伴有发热等感染症状则支持感染。

查体时需要观察皮肤条件、肌肉是否萎缩、髋关节活动度、肌力、肢体长度等情况。

2.2辅助检查目前X线片是发现和评估髋臼骨缺损最基本及标准的方法，但是仅能够大致的判断，而无法准确评估骨缺损的大小，往往会低估骨缺损的情况，同时也很难发现较小的骨缺损。

而相比于X线来说，三维CT成像检查可以更准确地判断假体位置以及评估髋臼骨缺损的范围及大小。

判断是否为假体感染所导致的松动需要进行一系列实验室检查，如血常规的白细胞计数、C反应蛋白及血沉、降钙素原，如果条件允许，则应进行髋关节穿刺，并取穿刺液做白细胞计数以及细菌培养和药敏。

还可进行全身骨扫描，了解患髋是否有明显的放射性浓聚。

3 髋臼缺损的分型
THA术前和术中对髋臼缺损的大小和现有骨量的估计是手术成功的关键，对髋臼缺损大小的估计依赖于髋臼缺损的分型系统，选择一个合适的分型系统也有利于骨科医师之间的学术交流。

髋臼缺损的分型目前国内外主要有6种，包括美国骨科医师学会（AAOS）分型，Paprosky分型，Engh-Glassman分型，Gross 分型，Gustilo&Pasternak分型和重庆髋臼骨缺损分型。

其中运用最广泛的是AAOS 分型和Paprosky分型。

3.1 AAOS分型由D’Antonio[3，4]等人于1989年提出，随后得到AAOS组织的推荐，根据髋臼缺损的形态和位置进行分类，既适用于髋臼发育异常，也适用于翻修时髋臼骨缺损的情况，其主要分为节段性和空腔性两大类，然后再细分为5类（表1）。

节段性骨缺损是指组成髋臼半球形的四周壁结构的部分缺损。

空腔性骨缺损是指髋臼四周壁结构无缺损，其内在的骨小梁、松质骨的缺损，导致髋臼内陷、变深，而臼缘完整。

根据缺损的部位，节段性骨缺损和空腔性骨缺损又可分为前方、上方、后方或中央型等亚型。

AAOS分型分为5型（表1）。

虽然AAOS分类法为髋臼骨缺损以精确地命名，简单好记而被广泛的采用，但是由于没有涉及髋臼骨缺损的量及范围，无法很好地反映缺损的程度以及残留髋臼对假体的支撑能力，故对手术采取何种办法进行髋臼重建的指导意义不大。

3.2 Paprosky分型Paprosky分型[5，6]是由美国医生Paprosky等人于1994年提出。

此分型方法对髋臼缺损进行了更详细的分类，涉及到稳定实验、术中情况以及影像学评估，以期为临床治疗提供更具体的指导[7]。

髋臼假体的初始稳定性取决于残留髋臼的骨性支持结构，Paprosky分型系统术中稳定实验：在装入髋臼假体试模后推动其边缘或进行复位实验，如果没有发生位移说明髋臼假体的初始稳定性很好（稳定），否则髋臼假体试模的初始稳定性一般（部分稳定）；如
果在打入髋臼假体后取下植入器手柄时即发生位移说明髋臼假体试模没有初始稳定性（不稳定）。

Paprosky分型系统结合术中情况髋臼缺损分为三型：Ⅰ型髋臼缺损仅有轻微骨量丢失，髋臼边缘和前后柱支撑结构完整，术中稳定；Ⅱ型髋臼骨缺损包括三个亚型，每个亚型术中稳定实验均有一定移位，但不影响髋臼结构性支撑；Ⅲ型髋臼骨缺损有两个亚型，髋臼支撑性结构不完整，术中稳定实验只有部分初始稳定性或没有初始稳定性。

见表2。

Paprosky分型系统依据骨盆X线平片测量规定了四个标准：髋臼旋转中心上移、坐骨溶解、以Kohler线为基准的髋臼中心内移和泪滴溶解，其着重强调髋臼缘、臼顶、前后壁及前后柱的稳定性。

当髋臼旋转中心上移则提示骨缺损累及到髋臼顶及前、后柱，坐骨骨溶解则提示髋臼后柱骨缺损，同时伴有髋臼后壁的骨缺损，若假体越过Kohler线和泪滴溶解则提示髋臼内侧骨缺损。

根据这四个标准分为三个亚型（表2）。

此分型法能够对髋臼骨缺损程度、部位进行比较全面而且准确地评估，对于术中选择何种重建方式、髋臼假体等具有一定的指导价值，有利于术前和术后的比较与评价，其缺点就是该分类方法相对比较复杂，记忆较困难。

3.3 Engh-Glassman分型根据髋臼缘骨缺损的量以及是否存在空腔性缺损分为轻、中、重三型。

轻型：髋臼缘基本完整，有极少的空腔性缺损；中型：髋臼缘存留较多，有较少的空腔性缺损；重型：髋臼缘缺损较多，空腔性缺损也较多。

此种分型方法较为简单，而且比较容易记忆和应用，但是它并不能表示出整个骨骼的变化，而且骨缺损的情况也无法量化，故缺乏足够的特异性。

3.4 Gross分型将髋臼的骨缺损类型分为包容型、非包容型骨缺损两种类型。

Ⅰ型为包容型，即空腔性缺损，髋臼壁以及髋臼柱是完整的；Ⅱ型则为非包容性的缺损，其中再进一步可以分ⅡA和ⅡB二种亚型。

ⅡA型为髋臼顶或者部分的髋臼柱的缺损，髋臼缘的部分缺损，但是髋臼壁的缺失面积不应超过髋臼面积的50%。

ⅡB型为髋臼柱的缺损，指一个或者二个髋臼柱的缺损，同时合并有髋臼壁的缺损，而且缺损的面积大于髋臼面积的50%。

该分类方法对手术中如何决定重建方案有较大的参考实用价值。

3.5 Gustilo&Pasternak分型根据髋臼壁的缺损情况分为四种类型，I型：有少量骨缺损，髋臼壁轻度扩大，骨水泥-臼假体界面松动，但是不影响假体再次植入；Ⅱ型：髋臼壁和股骨髓腔明显扩大、变薄，但无骨缺损，骨水泥一臼假体界面松动；Ⅲ型：指有1/4臼壁缺损，位于前、后、上或中心，影响假体再次植入；而Ⅳ型：指大块缺损或球面坍陷，或髋臼骨缺损在1/2以上。

对于以上分型方法，各自都具有一定的优缺点，尚没有完全统一的标准。

AAOS分型和Paprosky分型是目前国际上运用较多的分型系统。

AAOS分型较简单，将髋臼缺损分为节段性和空腔性两大类，方便记忆，但不能较准确地评估骨缺损量的大小，故其指导价值有限；Paprosky分型系统准确的描述了髋臼缺损的位置和稳定性，描述了髋臼周围重要的结构变化，对术前制定手术计划和术中选择手术方案提供了指导，但其分型相对较复杂，不便于记忆。

4 THA治疗髋臼缺损策略及结果
THA术中髋臼重建的目的是将髋关节的旋转中心恢复至解剖位置；建立正常的关节活动机制；重建髋臼的结构完整性；牢固的植骨将新假体充分环抱，从而将髋臼假体牢固固定在宿主骨上[2]。

髋臼假体与宿主骨之间的接触是复杂的三维关系，因此详细的术前计划和评估，根据影像学和术中情况评估缺损类型，选择个性化的手术方式和假体是获得手术成功的关键。

进一步根据术中所见髋臼骨缺损的情况选择不同的重建方式，而髋臼翻修假体的初始稳定性是手术翻修成功的关键因素。

应尽可能采用生物型固定，通过骨长入使髋臼假体与髋臼之间获得整合而使假体稳定。

4.1常规THA置换术空腔型缺损是髋臼缺损中最容易处理的类型，髋臼中心无移位，髋臼骨量丢失少，假体植入后稳定，一般按照初次置换处理，使用常规髋臼假体。

对于翻修病例，仅出现髋臼周围骨溶解，无明显的临床症状，这类患者翻修是仅需翻修髋臼内衬，防止骨溶解进一步加重，必要时结合植骨，以恢复髋臼骨量储备[7]。

毛远清[8]等对14例较小的缺损用髋臼挫磨平缺损后，按照初次置换的方法选用较大直径的假体，获得了理想的效果。

另外，Bozek[9]等对缺损较小的DDH患者使用标准的髋臼假体修复髋臼缺损，取的了较好的结果。

4.2生物型髋臼假体的运用节段性缺损累及或不累及髋臼周缘，宿主骨与髋臼假体接触面积大于50%，髋臼支撑结构完整，假体植入后稳定。

对于这类缺损生物型髋臼假体是较理想的选择，如果髋臼假体植入后，髋关节的活动中心已恢复，就不需要结构性植骨，如果髋臼旋转中心未恢复，则需要适当的植骨和合适的固定以恢复髋臼旋转中心。

术中根据不同的缺损选用不同的生物型髋臼杯，结合适当的植骨和多枚螺钉固定，可以完成髋臼重建。

使用多枚螺钉固定生物型髋臼有助于臼杯的早期固定，可以防止早期假体的微动，有利于骨组织的长入，从而获得假体的长期稳定。

Wedemeyer[10]等运用超大髋臼杯，即Jumbo杯，结合适当的植骨，修复PaproskyⅡA到ⅢA，AAOSⅡ到Ⅲ型缺损取得了满意效果。

Nwankwo[11]通过计算机模型分析发现Jumbo杯可能导致髋臼旋转中心上移和髋臼前壁突出，因此适当增加股骨头的长度可以中和这种效应。

第二代多孔涂层髋臼假体的运用，使假体与宿主骨的接触更紧密，增加骨长入。

研究表明多孔金属钽可以假体可以为成骨细胞提供合适的粘附、生长和分化的场所，从而初进骨长入[12]。

另外，骨小梁金属杯增加了宿主骨与髋臼假体的摩擦系数，能够获得更好的初始稳定性，可用于修复宿主骨与髋臼假体接触面积50%以内的髋臼缺损[13]。

4.3打压颗粒植骨的运用自体或异体颗粒打压植骨即可用于骨水泥型髋臼假体，也可用于生物型髋臼假体，通过打压植骨可以恢复髋臼的骨量，恢复髋臼的旋转中心，同时有利于新生骨长入和血管长入，增加宿主骨量的保留，修复髋臼缺损。

Schreurs[14]等通过异体打压颗粒植骨联合骨水泥型髋臼假体修复髋臼
缺损，随访20～25年，髋臼假体20年的生存率为79%，如果排除2例无菌性松动，髋臼假体20年的生存率为87%。

Philippe[15]等运用打压颗粒植骨加髋臼加强杯修复12例PaproskyⅡ和83例PaproskyⅢ髋臼缺损，14年的假体生存率为77.9%，且获得良好的功能。

4.4金属骨垫块的运用当出现节段性缺损宿主骨与髋臼假体的接触面积小于50%，假体无法完全获得稳定的支撑时可考虑金属骨垫块的运用，从而获得髋臼稳定的支持结构，修复髋臼骨缺损，且可获得良好的初始稳定性。

Gehrke[16]等运用钽金属骨垫块联合打压植骨修复28例PaproskyⅡB 和18例PaproskyⅢA髋臼缺损，随访46月，除两例行早期翻修外，其余均获得稳定的骨长入。

Siegmeth[17]等运用小梁骨垫块结合生物型髋臼假体修复PaproskyⅡA 4例，PaproskyⅡB 2例，PaproskyⅡC 1例，PaproskyⅢA 19例，PaproskyⅢB 8例，随访2年，影像学检查款就稳定，功能较术前明显提高。

4.5重建钢板和金属钛网的运用当髋臼缺损大，术中假体植入无法获得稳定性，或骨盆连续性中断时，单纯植骨或联合金属垫块无法获得满意固定时，可考虑使用重建钢板或金属钛网重建骨盆，恢复骨盆连续性，增加髋臼负重面积从而获得初始稳定性。

但是单纯的重建钢板或金属钛网植入只能获得短期的稳定，无法获得良好的假体骨长入，导致假体松动。

因此，重建钢板或金属钛网往往需要联合打压植骨才能获得理想的效果[18]。

国内赵建宁等运用金属钛网联合打压植骨，治疗23例AAOSⅡ型和Ⅲ型髋臼骨缺损，平均随访3.9年，无一例翻修，获得良好功能[19]。

Hansen等回顾性分析了骨水泥型髋臼假体+金属钛网+打压植骨或骨小梁垫块治疗PaproskyⅢ型髋臼缺损，其中有13例骨盆不连续，22例骨盆连续，平均随访59月，获得了良好的效果[20]。

刘志宏[21]等运用颗粒打压植骨+髋臼重建钢板治疗10例严重髋臼缺损的患者，获得了良好的骨长入和近期效果。

4.6定制型髋臼假体的运用髋臼缺损情况各不相同，不同的病例有不同的修复需求，通过计算机辅助，定制型假体较易满足不同缺损的修复需求，同时还能给手术者带来方便，减低手术难度。

戴尅戎[22]等在国内较早开展了定制型假体修复严重髋臼缺损的技术，根据患者的具体情况运用计算机定制了加侧翼假体、双层金属网罩、髋臼增强环罩、双球面假体、带嵴假体和马鞍型假体，结合正确的植骨，获得了良好的初始稳定性和中长期随访效果。

Zhang，Y[23]等运用计算机辅助定制型假体修复DDH导致的严重髋臼缺损，获得了良好的髋关节旋转中心，降低了手术的难度，且获得良好的功能。

综上所述，髋臼骨缺损是THA术中面临的难题之一，术前必须有充分的评估及准备，术中实际所见的骨缺损往往比术前估计的要大，术前准备几种不同的重建方案是非常必要的。

随着翻修手术的增多，高能损伤的增加，严重DDH的增加，骨盆肿瘤等的增多，髋臼缺损在临床上愈发常见。

修复髋臼缺损的方法很多，没有一种方法或假体能够使用与所有的髋臼缺损，因此根据不同的缺损类型，选用不同的修复方法或者联合运用多种方法从而达到良好的初始稳定性和假体骨长入，从而获得良好的长期稳定性是髋臼缺损修复的关键。

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