人体髋关节表面置换技术临床运用研究进展

人体髋关节表面置换技术临床运用研究进展
吴永东;李万忠
【摘要】随着骨外科技术的不断成熟，其对于各种人体关节解剖力学研究的持续
深入，产生出很多新兴技术，对髋关节的研究就是其重点之一。

髋关节表面置换技术的核心就是对关节周围力学结构做到精准定位和力学重建，各个关节部位的吻合程度做到精确无误，患者在手术后关节活动几乎回复到正常水平，生活质量极大提高，而且降低了其反复多次手术的风险，运用前景广阔；但是此项技术也存在一些较大的风险和隐患，诸如骨膜血运障碍、骨关节坏死、关节部位骨折等等，影响了这项技术的大面积推广，其应对方法包括提高手术操作技术、植入假体材料的持续改进、手术患者的严格筛选等，而且其远期预后也值得进一步观察。

【期刊名称】《海南医学》
【年(卷),期】2014(000)011
【总页数】3页(P1641-1642,1643)
【关键词】髋关节;表面置换术;进展
【作者】吴永东;李万忠
【作者单位】张家口市第一医院骨科，河北张家口075000;张家口市康保县医院，河北张家口 076500
【正文语种】中文
【中图分类】R687.4
人体髋关节是人体较为重要的大关节之一，在各种严重关节损伤中，髋关节的损伤所占比重都在前列，而髋关节置换则是髋关节手术中较为常见的术式，传统手术是将全髋关节置换，但由于手术本身限制，其置换的结构力学吻合水平较低，患者术后关节功能恢复欠佳，生活质量受到影响[1-2]。

而人体髋关节表面置换技术的核心技术在于选用耐用的人工材料，运用仿生学做成人体髋臼帽、股骨头杯覆盖以及相应的关节面，从而最大程度的恢复患者的关节功能，同时达到生物力学的强吻合度，并且保持术后关节的持久耐用[3-4]。

20 世纪末，曾经选用聚乙烯材料制成人体髋臼，对应金属股骨头进行表面置换，但是因为材料选择上的先天不足以及替代关节力学结构的缺陷，导致许多患者手术后置换关节出现活动障碍或者材料断裂，使得这项技术尚未完全推广就给暂时画上了句号。

随着材料力学的进展以及髋关节周围解剖学研究的深入，这项技术又重新提起，并且逐步成为现代骨外科的先进技术之一，极大的解决了髋关节严重病变的替代问题，有学者甚至提出这是一项划时代的技术革新，具有里程碑效应[5]。

人体髋关节表面置换技术很早就有学者提出过，在五六十年前，随着人工制作假体技术的兴起和改进，这项技术也在持续进展中。

20世纪40年代末，史密斯医生建立了最原始的置换股骨模型，随后的几年中相继进行了数例髋关节表明置换。

关节面材料为特氟龙材料，但是由于材料的缺陷，导致置换关节的过度磨损，虽然后来许多学者对材料进行了持续改进，但是由于当时技术的缺陷以及解剖力学研究的局限[6]，很多置换的假体出现磨损、断裂等情况。

在20世纪80年代的时候，这项技术逐渐淡出人们的视野。

在20世纪末，一些研究发现金属关节的耐用性较强，而且置换关节周围骨质影响较小，逐渐开始兴起金属全髋关节表明置换的热潮，强调了材料选用的重要性，指出之前的置换关节磨损，断裂等的主要因素在于置入假体的材料选择失当，而这项技术本身是可行的，从而大量新型材料制作的假体应运而生[7-9]。

其中以瑞士祖
泽技术公司研发的碳钴金属合金材料最为出名，这种材料表现出极高的抗磨损性能，由此金属关节面的表面置换技术拉开帷幕。

随后的十年中，金属材料经过了数次改进，进一步加强了材料的抗磨性以及耐用性，而这种合金假体的生产开始几乎都由英国和美国公司进行[10-12]，然而随后随着市场的开放，越来越多的生产厂商掌
握了假体的生产技术，市场上供应空前繁荣。

这种假体均由金属与金属面相结合，运用碳钴合金，结合非聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制作的人体髋臼，以及PVP材料制作的人工股骨，最后将其混合加固，此外，还可以依据患者髋关节具体形态加用螺钉加固，至此，这项技术全面推广的材料学奠定了基础[13]。

2.1 这项技术高度符合人体解剖力学结构，具有良好的耐用性患者关节活动平稳，无论进行何种骨科手术，达到解剖对位和功能对位是手术的最高境界，而这项表面置换技术所追求的目标也就在于此。

人体髋关节表面置换技术的特性之一，就是可以保留患者原有的股骨颈，在这个基础之上，为之后的关节精准重建打下基础。

国际一项大规模试验研究提出[14]，进行全髋关节手术置换的患者，股骨偏心距与对侧误差4 mm者占比仅仅25%，对位的精准度不超过60%，而使用人体髋关节表面置换技术的患者中，股骨偏心距与对侧误差4 mm者占比57%，整体对位精准度占比86%，其优劣效果不言而喻。

使用人体髋关节表面置换技术的患者在解剖
结构力学方面也具有明显优势，其结构与正常人体结构接近，且可以使得周围骨组织吸收减少到最低，使得周围有效骨量保持最大化。

一项两年的跟踪随访研究显示[15]，采用人体髋关节表面置换技术的患者，测量其周围骨质密度明显高于传统手术患者，提示采用新技术的患者髋关节周围结构趋于正常人体，符合人体正常的力学分布状态，使得关节周围骨量得以最大保存，有利于患者后期的恢复。

此项技术中，患者得以保留的股骨颈与粗大的股骨头结合，其关节稳定性大大增强，有效的减少了传统手术中股骨代偿性的软组织张力。

影像学测量技术也进一步证实了此项技术的先进性，其植入假体的耐用性和平稳性均显著优于传统手术者，同时在限制
手术患者关节的平行移位方面具有先天优势[16]。

2.2 这项技术使得术后患者关节活动功能得以最大限度恢复，提高了患者的生活质量传统进行全髋关节置换手术后，多数医师会建议患者轻度、适度活动，并且避免一些较为剧烈的活动，诸如爬山、乒乓球、篮球、舞蹈等等可能会对置换关节产生撞击的运动。

而采取这项新技术的患者在这些剧烈运动方面却限制较小，一项近5年长期研究显示[17]，运用人体髋关节表面置换技术的患者其体育活动功能改善度为78%，自己穿鞋及袜子的功能改善度为83%，日常正常运动改善度为86%，爬楼梯功能改善度为87%，且患者术后步态的正常度改善率在90%，远高于传统手术的50%。

而新型金属假体的优秀抗磨损能力、神经自主感知度等等，对于患者术后的活动功能康复具有积极的作用。

同时良好的疼痛改善率使得患者的生活质量大大提高，精神状态和整体肢体协调状态处于良好状态，关节活动度极大提高，对于改善患者远期预后具有积极作用。

此外，人体髋关节表面置换技术的二次翻修率较低，而且翻修时，仅仅对患者髋关节相应软骨进行修整，而传统全髋关节置换就需要对股骨进行大量修整，对骨质影响较大。

此外整个人体髋关节表面置换技术操作创伤较小，并发症少，二次关节脱离几率较低，患者生存水平可以得到较高保证[3]。

2.3 人体髋关节表面置换技术的固有缺陷人体髋关节表面置换技术也存在一些传统手术固有的的缺陷，一些并发症也同时存在[6]，诸如在手术操作过程中会出现骨折情况、对周围血管神经的损伤、各种感染、血栓等等。

而且，这项技术在具体操作中，由于仅仅涉及髋关节表面，对关节侧位的骨量则没有涉及，导致其侧位骨质的密度优势不明显，在肢体长短纠正方面较传统手术不具有优势。

此外，还有一些特有的缺陷不足，如股骨颈骨折、骨坏死、血液重金属含量升高等，其他还有一些罕见但客观存在的问题，如置入假体中心稳定支架断裂、腰部肌肉膨大等等。

在这些常见的并发症中，股骨颈骨折是最为多见的，发生率一般不超过2%，一方面与
患者自身骨质条件有关，如并发糖尿病、骨质疏松、使用激素药物等等，另外一方面与手术操作有关，如置入金属假体位置未达到最佳、手术视野狭窄等等。

国外有研究提示人体髋关节表面置换技术的力学应力问题同样存在，容易导致股骨骨折的发生，而选择合适的手术入口就显得尤其重要[18]。

其次是股骨血供障碍的发生，手术操作中对血管的损伤是加重这一现象的重要原因，有研究推荐手术入口选择前外侧较为合适，可以有效减少股骨缺血情况的出现。

此外，还有患者可能出现血液重金属含量升高，如果是孕妇则会牵涉胎儿，而是否会导致恶性肿瘤的发生则还存在争论，但是如何界定金属含量含量高低尚缺乏国内外同意的标准，仍然需要更进一步的临床研究。

如果患者是年轻人，且喜爱运动，骨质质量良好，肝肾功能正常者，是人体髋关节表面置换技术的强适应证患者，虽然年龄并非这种技术的必要门槛，但是在临床实际运用时需要切实考虑一些问题，如关节畸形、骨质疏松、风湿性疾病、肝肾功能障碍等等。

总而言之，人体髋关节表面置换技术作为一项新兴技术，临床效果值得肯定，虽然缺乏大规模循证医学证据，但是作为年轻患者的首选术式，其前景是美好的，有理由相信随着材料技术的不断进步，人体髋关节表面置换技术终将代替传统全髋关节置换手术，为将来的进一步修整提供有效支持。

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