人工髋关节置换新进展

2011-12-01 文章作者:shenjie 点击量:1302   我要说

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一、假体承重面的改进
人工关节失败的主要原因是假体的松动。假体松动可源于承重面磨损颗粒造成的骨溶解反应。
如何减少承重面的磨损和磨损颗粒导致的骨溶解是承重面设计的最重要考量因素。近年来承重面就出现了不同的组合设计以减少磨损的发生。
金属对金属是一种用钴-铬合金制成的金属负重面。新的设计使假体头臼间存在100~150μm 范围内的间隙,能在确保无"抱死"的情况下达到磨损量最小。虽然MoM 假体获得了良好的临床效果,但同样存在问题。一个热点是与金属-金属摩擦副相关的软组织假性肿瘤。有研究在金属假体周围可观察到Ⅳ型超敏反应,有大量巨噬细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞浸润,并发现细胞内金属磨屑。金属离子浓度的增高仍然是人们关注的问题之一。目前认为离子浓度增高与金属头-臼的边缘负荷有关。
早期的氧化铝陶瓷负重面也存在不可接受的高磨损。但通过近30 年的努力,氧化铝陶瓷的品质的提高使髋关节负重面的磨损率低于1~2um/年。但很好的陶瓷其抗张强度和碎裂韧度仍明显低于金属材料。氧化锆假体材料是近10 年来研制出的,它的主要优点是该材料的韧性要比Al2O3 好,可进一步降低陶瓷材料碎裂的发生率。BIOLOX® delta 是一种新型陶瓷复合材料,依靠氧化锆增韧效果结合增添的板状晶体,从而改善氧化铝基体的性质。使陶瓷材料具有更强的硬度、韧性和抗碎裂能力,使陶瓷在设计加工上更加灵活,可以使用更大的陶瓷头和更薄的陶瓷内衬以增加髋关节的稳定性。
第二代高交联UHMWPE 使用了诸多新技术。连续多循环辐射退火可有效维持最佳结晶粒度和机械特性,减少自由基和氧化而不需要复熔。在生产过程中加入抗氧化剂维生素E 能在材料氧化水平改善磨损特性。一项髋关节模拟研究显示,稳定掺入维生素E 的高交联UHMWPE 磨损率相比传统UHMWPE降低4~10 倍,其极限强度、屈服强度、延展性和疲劳抗性显著优于复熔高交联UHMWPE。在全髋置换中高交联聚乙烯的磨损远远低于超高分子聚乙烯,与MoM 和CoC 假体的耐磨水平接近。
近年来其它一些全新的承重面组合引起关注,为解决人工关节置换的承重面问题提供了新的思路。陶瓷对金属(CoM)的承重面报道较多,研究显示CoM 与MoM 相比具有更少的磨损和金属离子,结果与CoC 承重面相似。碳纤维复合材料的耐磨性能接近UHMWPE,其磨损颗粒没有细胞毒性,不会介导炎症反应诱发骨溶解。但由于液体渗透、低弹性模量、高界面剪切力、骨长入困难等因素,临床推广尚需进一步研究。
二、微创置换的进展
微创髋关节置换是过去十年髋关节置换的重要进步,微创髋关节置换经历了由切口小型化到不损伤肌肉的微创置换过程。经典的代表有Berger 的双切口入路,Roettinge 的OCM 入路等,近3 年来的改良入路包括,垂直前路,前外侧入路,以及Penenberg 的后路经皮辅助入路和新双切口等。
目前微创的主要的目的仍然在减小切口和减少损伤的情况下,强调对肌肉组织的保护,减少疼痛,加快康复进程。近年的文献也有对微创髋置换提出质疑,主要是针对双切口入路会增加手术时间和并发症发生几率,但大多数文献对微创置换仍持肯定的态度。我们自2002 年起开始微创置换的实践,通过十年的积累我们认为切口的大小并不重要,微创需要体现在手术的每个环节,正确使用和熟悉MIS 技术非常关节,同时要有正规的培训和特殊工具。在实践的初期必然会面临并发症的问题,因此对常规手术的熟悉程度和经验是保证微创手术成功的重要前提之一,但采用何种入路,仍应以手术者最熟习、最熟练的入路为宜。
近年来,微创置换的理念也在不断进步,微创的概念已经不再局限于软组织的微创,而逐步认识到对骨组织的微创和全身性的微创。这些概念进一步丰富了微创髋关节置换的内涵,也对微创髋关节置换提出了新的发展方向。
三、髋关节表面置换
近年来,髋关节表面置换术因材料设计的改进和良好的效果,而重新为关节外科的医生所接收。新型的表面置换有其共同的特征包括:①高含碳量的钴铬合金作为承重表面。②髋臼侧假体非骨水泥固定。③股骨侧假体骨水泥固定。手术成败的关键逐渐转移到骨科医师对适应证的正确掌握和手术技巧的熟练程度。现代髋关节表面置换应用范围已不再局限于骨关节炎等相对简单的髋关节疾病。其适应的疾病谱已扩展到髋关节发育不良、股骨头坏死、扁平髋、股骨头骨骺滑脱等。
髋关节表面置换的技术要点包括股骨颈周围的软组织需要尽量给于保留、正确植入中心定位导针、选择适当的头-臼匹配、股骨侧的假体轻度外翻植入以减轻股骨颈和股骨头外侧剪应力、髋臼良好的覆盖及可靠稳定的初始压配等。若术中发现条件不具备,不可勉强行表面置换,应及时变更为普通全髋关节置换术。降低手术后股骨颈骨折的发生率。
作为年轻患者高功能活动需求,髋关节表面置换再次回归具有重要意义。但表面置换的长期随访还缺乏人工全髋关节置换那样大量循证医学证据证实。也有部分现代表面置换的假体由于较高的失败率被招回。与全髋不同,由于保留股骨颈,并且使用金属-金属关节面,髋关节表面置换存在一些特有的并发症如股骨颈骨折、股骨头缺血坏死、股骨颈缩窄、金属离子水平增高、炎性假瘤和金属过敏等,需要引起重视。因此,手术者必需经过严格的培训, 规范地使用操作技术,严格掌握手术指证,谨慎的选择患者方能获得良好的结果。
四、镇痛和康复
围术期疼痛管理的进步和发展以及术后加速的康复措施被认为是近年来关节置换临床实践的重要进步之一。有效的镇痛不但改善病人的满意度,缩短住院时间,同时防止了因疼痛引起的神经病理变化。但PCA 泵引起的恶心,过度镇静和特异性反应越来越引起关注,硬膜外导管的留置也会改变DVT 预防的策略,引起尿潴留等问题。因此目前越来越多的关节置换中心倾向于采用多模式的镇痛方式,包括超前镇痛、术中局部药物注射、神经阻滞镇痛、椎管内脂质体吗啡应用及患者自控性镇痛的各种组合。有研究表明术中使用啰哌卡因,痛力克,肾上腺素和吗啡局部注射可以明显减少术后患者自控性镇痛的药物用量。但各种镇痛措施的应用都各有优势和缺点,需要在不断的实践中摸索针对各种不同临床状况的适当镇痛组合方式。
有于近年来大头金属关节和大头陶瓷关节的出现,髋关节的术后康复进程也出现较大的改变。特别是术后活动限制的要求,已经由于大头关节的出现而被颠覆。有研究表明,加速的康复运动不但使患者更早恢复工作,更早恢复驾驶,同时使患者有更好的睡眠。在保证髋关节置换质量的前提下,加速的康复进程已为越来越多的医生所接受。
五、打压植骨和金属钢网技术
全髋翻修术常常面临大量的骨缺损,随着病程的延长和假体松动情况的加重,骨缺损的程度也将不断加重。当骨缺损发展到非常严重的程度后,各种非骨水泥翻修技术都无法保证手术效果。近年的研究发现,无论是大块异体结构性植骨,还是基于颗粒植骨的髋臼特殊假体(RING 或CAGE)技术中远期效果都不理想。在这种情况下,打压植骨和金属钢网技术结合骨水泥假体的关节置换是完成髋关节翻修的最佳方法。
打压植骨结合金属钢网技术是基于植入的异体颗粒骨被新生的具有松质骨结构的宿主骨所替代的病理基础而开展的一项缺损骨重建技术,同时钢网被用于支撑植骨而非单纯支撑假体,因此在经过非负重期后的观察发现良好的骨整合和完整的钢网结构的保留。
打压植骨技术正在被越来越多的临床医生所熟悉。在接受全髋关节置换术的病人日益增多和年轻化的情况下,将面临数量众多的翻修病例,其中相当部分的骨缺损严重或可能还需要接受多次的翻修手术,打压植骨作为一项更符合生物学原则的技术,能重建髋臼和股骨的骨量,恢复髋关节的生物力学,应该是临床医生面对年轻和严重骨缺损病人时的良好选择。
但打压植骨是一项对手术技术要求较高的髋关节骨结构重建方法,不同医疗中心、不同的医生可能有效果完全不同的报道。熟悉这项技术的医生可能在面对最严重的髋关节骨缺损时仍能取得成功,而缺乏经验的医生即使面对轻度或中度骨缺损的病人都有可能出现假体移位失败等并发症。
要获得满意的疗效需要细致的手术技巧,手术中充分的暴露,耐心、充分的打压植骨,精确的使用骨水泥技术将假体植入到正确的位置是手术取得优良结果的重要因素。充分、稳定的植骨、翻修假体的可靠固定和假体的正确对位对线是假体取得长期生存的重要保证。打压植骨专用器械和该技术的进一步改进将使手术更为简单、精确,并能降低并发症的发生。
六、髋假体感染的处理
临床医生处理假体周围感染要考虑生物膜的概念,这一概念提供预防,诊断和治疗这一灾难性疾病的合理基础。在这一概念中,感染细菌作为浮游细胞在惰性材料表面形成的生物膜上迅速形成。
慢性的发展过程,无效的免疫反应,触发的炎症反应,对抗生素内在的抗药性,致病菌培养困难都是生物膜感染的特点。
目前假体周围感染已有明确的诊断标准,至少存在以下中的一项:假体周围组织的病理学检查有急性炎症;窦道与假体相通;关节腔存在脓液;关节腔穿刺或术中假体周围组织标本有2个或更多分离出相同细菌,分离出的细菌有一定的数量(例如总量400ml的超声裂解液体取10ml分离出的微生物≥20 CFU),或2者。
假体周围感染的诊断目前仍是一个挑战,特别是存在亚急性和低毒性感染的情况下。目前尚无可以普遍接受的诊断试验或其他方法对决定假体周围感染绝对精确或可靠。目前对假体周围感染的诊断有赖于临床资料,血清学和影像学检查。血清学检查,包括ESR和CRP,通常用于筛查全关节置换失败是无菌性还是感染引起,2者组合使用有较高的敏感性和特异性。近年有作者开始研究IL-6和降钙素元在感染诊断中的作用,同时基于关节液分析的假体周围感染的诊断指标也逐步被接受。X线平片对于感染即非特异也不敏感,其主要作用仅限于排除非感染性的病因。近年来,锝99m的三相核素扫描对感染的诊断有一定帮助。术中冰冻切片多用于术前怀疑感染而没有明确的证据也有作者将其用于假体再植入时感染是否控制的判别。组织标本的培养是非常重要,无论那种状态都需要取材作培养和药敏试验。手术中的标本培养分离出细菌仍是确立最终诊断的金标准。
感染治疗的方式需要考虑疾病的分类,病人的免疫状态和细菌的毒力等。感染治疗选择需要问三个问题:能否手术治疗;能否保留假体;能否再植入假体。常用的分类是改良的塚山分型。除了术中培养阳性和无法手术需抗生素抑制外,其他条件下都需要手术治疗。感染的手术治疗分为:清创保留关节假体;一期置换(同一次手术中取出感染的关节假体并植入新的假体);二期置换 (首次手术取出所有异物,彻底清创,经过一定间隔时间后,第二次手术再植入新的假体);为控制感染的其他手术 包括关节融合手术,关节切除的成形手术,甚至是截肢手术。感染症状、体征持续时间在3周以内,假体稳定性好,软组织条件尚好,明确病原体对药物敏感,保留假体有一定治愈机会,其他状态需要去除假体。如果细菌严重耐药,病人免疫功能缺陷,或植入假体无法改善功能则不考虑再植入假体。
 

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