引用本文： 黃曉楠, 張勇, 王奇. 第三代陶瓷關節假體人工全髖關節置換術中長期療效觀察. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(6): 669-672. doi: 10.7507/1002-1892.20140148 復制
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是通過人工股骨頭和髖臼杯重建損壞的髖關節，使其恢復正常髖關節功能。既往THA術中多使用聚乙烯假體，但術后遠期可能發生骨溶解和髖臼杯松動，縮短了假體使用壽命[1-2]。研究表明骨溶解與聚乙烯磨屑有關，為了避免該問題，學者們設計了陶瓷關節假體[2-4]。20世紀70年代初，第1代氧化鋁陶瓷關節假體開始應用于臨床，但由于制作工藝的制約，氧化鋁陶瓷純度較差，晶體顆粒直徑大、密度低，陶瓷材料脆性大，術后假體破碎發生率較高。為此，學者們對制作工藝進行了改良，第2代氧化鋁陶瓷關節假體通過降低晶體顆粒直徑、改善排列、增加密度，使陶瓷材料性能獲得顯著改善，但假體破損率仍高達3.4%[5]。目前應用于臨床的是第3代陶瓷關節假體，經過高溫和高壓處理，具有光滑和極高密度的表面，進一步改善了陶瓷機械強度，理論上可避免陶瓷脆性大、易破碎等缺點[1-2]。目前關于第3代陶瓷關節假體中長期療效報道較少，為此現回顧分析2001年5月－2005年5月于我院采用第3 代陶瓷關節假體行THA的142例（148髖）患者臨床資料，觀察假體磨損、骨溶解、陶瓷碎裂等發生情況，為臨床選擇合適假體提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 初次THA患者；② 手術由同一組醫生完成；③ 臨床資料完整。排除標準：① 股骨頸病理性骨折者；② 隨訪時間＜ 5年；③ 發生假體周圍骨折者。
2001年5月－2005年5月，共160例（169髖）于我院采用第3代陶瓷關節假體行THA，其中9例（10髖）失訪，4例（5髖）發生假體周圍骨折，5例（6髖）于術后2～5年死亡；共142例（148髖）納入本研究。本研究獲菏澤市市立醫院倫理委員會批準。
1.2 一般資料
本組男78例，女64例；年齡23～81歲，中位年齡57.2歲。單髖136例，其中左髖95例，右髖41例；雙髖6例。股骨頭缺血性壞死73例（77髖），Ficat分期：Ⅲ期21髖、Ⅳ期56髖；病程2～5年，平均3.4年。退行性骨關節炎35例（36髖）；病程4～9年，平均5.8年。股骨頸骨折18例（18髖），Garden分型：Ⅱ型2髖、Ⅲ型5髖、Ⅳ型11髖；受傷至手術時間2～7 d，平均3.5 d。類風濕性關節炎14例（15髖）；病程9～25年，平均13.6年。化膿性髖關節后遺癥2例（2髖），病程分別為7、11年。患者術前髖關節功能Harris評分為（58.3 ± 12.9）分。
1.3 手術方法
本組采用的髖臼杯為美國強生公司DURALOC杯；陶瓷股骨頭及髖臼內襯為德國CeramTec公司第3 代氧化鋁陶瓷關節（Biolox@forte），股骨頭直徑28 mm；股骨柄為意大利Zimmer公司生物型SPH C2柄。全麻下，采用前外側手術入路，逐層切開暴露髖關節，脫位股骨頭，于股骨小轉子上1.0～1.5 cm處行股骨頸截骨，切除關節盂唇及圓韌帶，以外展45°、前傾15°打磨髖臼至點狀出血，放置髖臼杯和內襯。再以前傾15°行股骨擴髓，安放合適尺寸股骨柄假體。復位髖關節，并檢查關節穩定性，縫合切口。髖臼和股骨柄假體初始穩定均為壓配穩定，必要時附加2～3 枚螺釘固定。
術后第1天即開始股四頭肌鍛煉，1周內扶拐部分負重行走，3個月內完全負重。
1.4 療效評價指標
1.4.1 臨床療效評估
記錄術后并發癥發生情況。采用Harris評分評價髖關節功能，評分＞ 90分為優、80～89分為良、70～79分為可、＜ 70分為差。觀察患者術后腹股溝痛及大腿痛發生情況，并采用疼痛視覺模擬評分（VAS）評價疼痛情況，其中0分無痛、1～2 分輕度疼痛、3～4分中度疼痛，5～10分重度疼痛[6]。
1.4.2 影像學評估
患者均攝骨盆正位、患側髖關節側位X線片檢查，觀察髖臼假體及股骨柄有無松動、下沉、骨溶解等。髖臼假體松動指髖臼杯傾斜角變化＞ 3°或縱向和橫向移位＞ 2 mm。根據DeLee和Charnley[7]髖臼分區描述髖臼假體周圍透亮線、新生骨及骨溶解。股骨柄假體松動指股骨柄出現內翻或外翻＞ 3°或下沉＞ 2 mm。根據Gruen等[8]股骨分區描述股骨柄周圍透亮線、骨溶解及骨內膜成骨。
1.5 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 臨床療效
術后患者切口均Ⅰ期愈合，無感染、下肢深靜脈血栓形成等早期并發癥發生。患者均獲隨訪，隨訪時間7～12年，平均8.8年。末次隨訪時，髖關節Harris評分為（92.5 ± 10.2）分，較術前顯著提高，比較差異有統計學意義（t= -25.29，P=0.00）；其中獲優110髖、良36髖、可2髖，優良率達98.6%。末次隨訪時，4例（4髖）出現腹股溝部疼痛，VAS評分為1～2分，平均1.3分；6例（6髖）發生大腿疼痛，VAS評分為1～2分，平均1.3分；根據VAS評分標準均為輕度疼痛；以上10例患者均無因假體松動或骨溶解導致疼痛。2例因跛行需借助手杖行走；3例因身體虛弱需扶助行器或雙拐行走；其余患者均恢復正常步態。
術后6例（6髖）出現與陶瓷股骨頭及髖臼內襯假體有關的并發癥。其中術后6個月及13個月各1例發生髖臼假體無菌性松動，行翻修手術，末次隨訪時患者髖關節功能達優。術后1個月及72個月時各1例發生髖關節脫位，經閉合復位單髖“人”字形石膏外固定2個月后，無再脫位發生。術后62個月時1例陶瓷股骨頭碎裂，為短頸股骨頭，經再次手術清除陶瓷碎屑，并更換陶瓷股骨頭和髖臼內襯后，末次隨訪時患者髖關節功能獲優（圖 1）。術后84個月時1例在髖關節屈曲時出現陶瓷異響，無臨床癥狀，繼續隨訪中。以任何原因進行的翻修為終點，本組假體翻修率為1.35%（3/148）。
圖1
患者，男，65歲，因右側股骨頭缺血性壞死（Ficat Ⅳ期）采用第3代陶瓷關節假體行THA X線片 ? 術前 ? 術后3 d ? 術后62個月陶瓷股骨頭碎裂 ? 二次手術更換陶瓷股骨頭及髖臼內襯后2年
Figure1.
X-ray films of a 65-year-old male patient with avascular necrosis of the right femoral head (Ficat stage IV),who underwent 3rd-generation ceramic-on-ceramic THA ? Before operation ? At 3 days after operation ? At 62 months after operation,showing ceramic head fracture ? At 2 years after femoral head and liner revision
2.2 影像學評價
末次隨訪時，2髖出現髖臼假體松動；4髖發現不連續透亮線，其寬度分別為0.5、0.9、0.6、1.2 mm，其中Ⅱ區3髖、Ⅲ區1髖。88髖可見骨長入，其中Ⅰ區64髖、Ⅱ區60髖、Ⅲ區72髖，其中新骨形成分布1個區域14髖，2個區域43髖，3個區域32髖。
25髖在股骨柄假體周圍觀察到不連續透亮線，其寬度均＜ 2 mm，均涉及多個區域；其中Ⅰ區23髖、Ⅱ區4髖、Ⅲ區2髖、Ⅳ區8髖、Ⅴ區12髖、Ⅵ區2髖、Ⅶ區7髖。95髖觀察到骨長入，均涉及多個區域；其中Ⅰ區1髖、Ⅱ區68髖、Ⅲ區44髖、Ⅳ區10髖、Ⅴ區48髖、Ⅵ區80髖、Ⅶ區8髖。2髖出現皮質骨肥大，均在Ⅵ區和Ⅶ區。 股骨柄假體力線良好，9髖發生股骨柄假體下沉，但下沉均未超過2 mm。由于X線片很難分辨出陶瓷內襯和股骨頭的界面，因此未測量假體磨損程度。
3 討論
中遠期假體無菌性松動是金屬-聚乙烯關節界面假體THA術后翻修的主要原因。既往研究表明，聚乙烯髖臼內襯易產生大量聚乙烯磨屑和組織超敏反應，引發一系列生物學反應，發生骨溶解，并最終導致假體無菌性松動[9]。為了減少這些并發癥，有學者建議采用高交聯聚乙烯、金屬對金屬關節、陶瓷對陶瓷關節等替代普通聚乙烯。但臨床研究表明，高交聯聚乙烯關節假體在防止骨溶解及無菌性松動方面與普通聚乙烯之間無顯著差異[10-11]。Geerdink等[12]對48例THA患者進行7年以上隨訪，結果發現高交聯聚乙烯髖臼假體周圍骨溶解率和假體無菌性松動率分別高達12%和39%。此外，使用金屬對金屬關節置換后，患者體內金屬離子水平明顯增高，金屬離子的細胞毒性會增加癌變風險[13]。為彌補上述材料的不足，陶瓷對陶瓷關節應運而生。隨著制作工藝的改進，陶瓷關節假體已更新至第3、4代。目前常用的第3代陶瓷關節假體具有極佳的耐磨性能、抗碎裂強度、低摩擦系數、吸濕性及生物相容性[1, 14-16]。本組術后無骨溶解發生，僅2髖發生髖臼假體松動。
采用陶瓷對陶瓷關節假體行THA后的主要并發癥之一是陶瓷股骨頭和內襯的碎裂。相較于第1、2 代陶瓷關節假體，第3代陶瓷關節假體由于采用高溫聯合高壓處理，陶瓷表面光滑致密，機械強度明顯改善，陶瓷股骨頭和髖臼內襯碎裂發生率也顯著下降。Willmann[17]報道其碎裂發生率僅為0.004%。Koo等[18]報道了367例使用28 mm陶瓷股骨頭行THA，術后5 例發生碎裂，這些患者均采用短頸股骨頭，因此他們認為碎裂原因可能與短頸股骨頭的外表面太薄有關。本組1例發生陶瓷股骨頭碎裂的患者也是采用短頸股骨頭，因此我們認為選擇陶瓷關節假體時盡量避免短頸股骨頭，以免術后發生陶瓷股骨頭碎裂。
陶瓷異響是陶瓷對陶瓷關節假體THA術后另一常見并發癥，發生率為0.3%～20.9%[19-20]。目前，多數學者認為造成關節異響的因素較多，如患者因素、假體設計及手術因素[21-22]。Walter等[21]報道異響在年輕、高大及肥胖患者中更常見。Baek等[22]報道年輕人、活動量大及亞洲人在下蹲動作時容易發生異響。Keurentjes等[19]報道短頸股骨頭易引起異響。Mai等[23]報道短頸股骨頭異響的發生是標準頸的2.2倍。Taylor等[24]報道條帶狀磨損與異響有關，而條帶狀磨損往往發生在邊緣高負荷的情況下。而異響常發生在髖關節屈曲時，這可能是由于髖關節屈曲時，過小的前傾角致使陶瓷股骨頭覆蓋不全，引起邊緣超負荷。McCollum等[25]建議陶瓷對陶瓷關節置換術中最佳髖臼杯外展角和前傾角為20～40°。Walter等[21]認為髖臼以前傾15～35°和外展35～45°放置可顯著降低關節異響發生。本組術后1髖發生異響，經影像學檢查其前傾角為10°。THA術后發生關節異響患者，多數無臨床癥狀，一般無需再次手術處理。
綜上述，采用第3代陶瓷關節假體行THA治療髖關節終末期疾病中長期療效較好，假體周圍無骨溶解發生。
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）是通過人工股骨頭和髖臼杯重建損壞的髖關節，使其恢復正常髖關節功能。既往THA術中多使用聚乙烯假體，但術后遠期可能發生骨溶解和髖臼杯松動，縮短了假體使用壽命[1-2]。研究表明骨溶解與聚乙烯磨屑有關，為了避免該問題，學者們設計了陶瓷關節假體[2-4]。20世紀70年代初，第1代氧化鋁陶瓷關節假體開始應用于臨床，但由于制作工藝的制約，氧化鋁陶瓷純度較差，晶體顆粒直徑大、密度低，陶瓷材料脆性大，術后假體破碎發生率較高。為此，學者們對制作工藝進行了改良，第2代氧化鋁陶瓷關節假體通過降低晶體顆粒直徑、改善排列、增加密度，使陶瓷材料性能獲得顯著改善，但假體破損率仍高達3.4%[5]。目前應用于臨床的是第3代陶瓷關節假體，經過高溫和高壓處理，具有光滑和極高密度的表面，進一步改善了陶瓷機械強度，理論上可避免陶瓷脆性大、易破碎等缺點[1-2]。目前關于第3代陶瓷關節假體中長期療效報道較少，為此現回顧分析2001年5月－2005年5月于我院采用第3 代陶瓷關節假體行THA的142例（148髖）患者臨床資料，觀察假體磨損、骨溶解、陶瓷碎裂等發生情況，為臨床選擇合適假體提供參考。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 初次THA患者；② 手術由同一組醫生完成；③ 臨床資料完整。排除標準：① 股骨頸病理性骨折者；② 隨訪時間＜ 5年；③ 發生假體周圍骨折者。
2001年5月－2005年5月，共160例（169髖）于我院采用第3代陶瓷關節假體行THA，其中9例（10髖）失訪，4例（5髖）發生假體周圍骨折，5例（6髖）于術后2～5年死亡；共142例（148髖）納入本研究。本研究獲菏澤市市立醫院倫理委員會批準。
1.2 一般資料
本組男78例，女64例；年齡23～81歲，中位年齡57.2歲。單髖136例，其中左髖95例，右髖41例；雙髖6例。股骨頭缺血性壞死73例（77髖），Ficat分期：Ⅲ期21髖、Ⅳ期56髖；病程2～5年，平均3.4年。退行性骨關節炎35例（36髖）；病程4～9年，平均5.8年。股骨頸骨折18例（18髖），Garden分型：Ⅱ型2髖、Ⅲ型5髖、Ⅳ型11髖；受傷至手術時間2～7 d，平均3.5 d。類風濕性關節炎14例（15髖）；病程9～25年，平均13.6年。化膿性髖關節后遺癥2例（2髖），病程分別為7、11年。患者術前髖關節功能Harris評分為（58.3 ± 12.9）分。
1.3 手術方法
本組采用的髖臼杯為美國強生公司DURALOC杯；陶瓷股骨頭及髖臼內襯為德國CeramTec公司第3 代氧化鋁陶瓷關節（Biolox@forte），股骨頭直徑28 mm；股骨柄為意大利Zimmer公司生物型SPH C2柄。全麻下，采用前外側手術入路，逐層切開暴露髖關節，脫位股骨頭，于股骨小轉子上1.0～1.5 cm處行股骨頸截骨，切除關節盂唇及圓韌帶，以外展45°、前傾15°打磨髖臼至點狀出血，放置髖臼杯和內襯。再以前傾15°行股骨擴髓，安放合適尺寸股骨柄假體。復位髖關節，并檢查關節穩定性，縫合切口。髖臼和股骨柄假體初始穩定均為壓配穩定，必要時附加2～3 枚螺釘固定。
術后第1天即開始股四頭肌鍛煉，1周內扶拐部分負重行走，3個月內完全負重。
1.4 療效評價指標
1.4.1 臨床療效評估
記錄術后并發癥發生情況。采用Harris評分評價髖關節功能，評分＞ 90分為優、80～89分為良、70～79分為可、＜ 70分為差。觀察患者術后腹股溝痛及大腿痛發生情況，并采用疼痛視覺模擬評分（VAS）評價疼痛情況，其中0分無痛、1～2 分輕度疼痛、3～4分中度疼痛，5～10分重度疼痛[6]。
1.4.2 影像學評估
患者均攝骨盆正位、患側髖關節側位X線片檢查，觀察髖臼假體及股骨柄有無松動、下沉、骨溶解等。髖臼假體松動指髖臼杯傾斜角變化＞ 3°或縱向和橫向移位＞ 2 mm。根據DeLee和Charnley[7]髖臼分區描述髖臼假體周圍透亮線、新生骨及骨溶解。股骨柄假體松動指股骨柄出現內翻或外翻＞ 3°或下沉＞ 2 mm。根據Gruen等[8]股骨分區描述股骨柄周圍透亮線、骨溶解及骨內膜成骨。
1.5 統計學方法
采用SPSS20.0統計軟件進行分析。數據以均數±標準差表示，組間比較采用配對t檢驗；檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 臨床療效
術后患者切口均Ⅰ期愈合，無感染、下肢深靜脈血栓形成等早期并發癥發生。患者均獲隨訪，隨訪時間7～12年，平均8.8年。末次隨訪時，髖關節Harris評分為（92.5 ± 10.2）分，較術前顯著提高，比較差異有統計學意義（t= -25.29，P=0.00）；其中獲優110髖、良36髖、可2髖，優良率達98.6%。末次隨訪時，4例（4髖）出現腹股溝部疼痛，VAS評分為1～2分，平均1.3分；6例（6髖）發生大腿疼痛，VAS評分為1～2分，平均1.3分；根據VAS評分標準均為輕度疼痛；以上10例患者均無因假體松動或骨溶解導致疼痛。2例因跛行需借助手杖行走；3例因身體虛弱需扶助行器或雙拐行走；其余患者均恢復正常步態。
術后6例（6髖）出現與陶瓷股骨頭及髖臼內襯假體有關的并發癥。其中術后6個月及13個月各1例發生髖臼假體無菌性松動，行翻修手術，末次隨訪時患者髖關節功能達優。術后1個月及72個月時各1例發生髖關節脫位，經閉合復位單髖“人”字形石膏外固定2個月后，無再脫位發生。術后62個月時1例陶瓷股骨頭碎裂，為短頸股骨頭，經再次手術清除陶瓷碎屑，并更換陶瓷股骨頭和髖臼內襯后，末次隨訪時患者髖關節功能獲優（圖 1）。術后84個月時1例在髖關節屈曲時出現陶瓷異響，無臨床癥狀，繼續隨訪中。以任何原因進行的翻修為終點，本組假體翻修率為1.35%（3/148）。
圖1
患者，男，65歲，因右側股骨頭缺血性壞死（Ficat Ⅳ期）采用第3代陶瓷關節假體行THA X線片 ? 術前 ? 術后3 d ? 術后62個月陶瓷股骨頭碎裂 ? 二次手術更換陶瓷股骨頭及髖臼內襯后2年
Figure1.
X-ray films of a 65-year-old male patient with avascular necrosis of the right femoral head (Ficat stage IV),who underwent 3rd-generation ceramic-on-ceramic THA ? Before operation ? At 3 days after operation ? At 62 months after operation,showing ceramic head fracture ? At 2 years after femoral head and liner revision
2.2 影像學評價
末次隨訪時，2髖出現髖臼假體松動；4髖發現不連續透亮線，其寬度分別為0.5、0.9、0.6、1.2 mm，其中Ⅱ區3髖、Ⅲ區1髖。88髖可見骨長入，其中Ⅰ區64髖、Ⅱ區60髖、Ⅲ區72髖，其中新骨形成分布1個區域14髖，2個區域43髖，3個區域32髖。
25髖在股骨柄假體周圍觀察到不連續透亮線，其寬度均＜ 2 mm，均涉及多個區域；其中Ⅰ區23髖、Ⅱ區4髖、Ⅲ區2髖、Ⅳ區8髖、Ⅴ區12髖、Ⅵ區2髖、Ⅶ區7髖。95髖觀察到骨長入，均涉及多個區域；其中Ⅰ區1髖、Ⅱ區68髖、Ⅲ區44髖、Ⅳ區10髖、Ⅴ區48髖、Ⅵ區80髖、Ⅶ區8髖。2髖出現皮質骨肥大，均在Ⅵ區和Ⅶ區。 股骨柄假體力線良好，9髖發生股骨柄假體下沉，但下沉均未超過2 mm。由于X線片很難分辨出陶瓷內襯和股骨頭的界面，因此未測量假體磨損程度。
3 討論
中遠期假體無菌性松動是金屬-聚乙烯關節界面假體THA術后翻修的主要原因。既往研究表明，聚乙烯髖臼內襯易產生大量聚乙烯磨屑和組織超敏反應，引發一系列生物學反應，發生骨溶解，并最終導致假體無菌性松動[9]。為了減少這些并發癥，有學者建議采用高交聯聚乙烯、金屬對金屬關節、陶瓷對陶瓷關節等替代普通聚乙烯。但臨床研究表明，高交聯聚乙烯關節假體在防止骨溶解及無菌性松動方面與普通聚乙烯之間無顯著差異[10-11]。Geerdink等[12]對48例THA患者進行7年以上隨訪，結果發現高交聯聚乙烯髖臼假體周圍骨溶解率和假體無菌性松動率分別高達12%和39%。此外，使用金屬對金屬關節置換后，患者體內金屬離子水平明顯增高，金屬離子的細胞毒性會增加癌變風險[13]。為彌補上述材料的不足，陶瓷對陶瓷關節應運而生。隨著制作工藝的改進，陶瓷關節假體已更新至第3、4代。目前常用的第3代陶瓷關節假體具有極佳的耐磨性能、抗碎裂強度、低摩擦系數、吸濕性及生物相容性[1, 14-16]。本組術后無骨溶解發生，僅2髖發生髖臼假體松動。
采用陶瓷對陶瓷關節假體行THA后的主要并發癥之一是陶瓷股骨頭和內襯的碎裂。相較于第1、2 代陶瓷關節假體，第3代陶瓷關節假體由于采用高溫聯合高壓處理，陶瓷表面光滑致密，機械強度明顯改善，陶瓷股骨頭和髖臼內襯碎裂發生率也顯著下降。Willmann[17]報道其碎裂發生率僅為0.004%。Koo等[18]報道了367例使用28 mm陶瓷股骨頭行THA，術后5 例發生碎裂，這些患者均采用短頸股骨頭，因此他們認為碎裂原因可能與短頸股骨頭的外表面太薄有關。本組1例發生陶瓷股骨頭碎裂的患者也是采用短頸股骨頭，因此我們認為選擇陶瓷關節假體時盡量避免短頸股骨頭，以免術后發生陶瓷股骨頭碎裂。
陶瓷異響是陶瓷對陶瓷關節假體THA術后另一常見并發癥，發生率為0.3%～20.9%[19-20]。目前，多數學者認為造成關節異響的因素較多，如患者因素、假體設計及手術因素[21-22]。Walter等[21]報道異響在年輕、高大及肥胖患者中更常見。Baek等[22]報道年輕人、活動量大及亞洲人在下蹲動作時容易發生異響。Keurentjes等[19]報道短頸股骨頭易引起異響。Mai等[23]報道短頸股骨頭異響的發生是標準頸的2.2倍。Taylor等[24]報道條帶狀磨損與異響有關，而條帶狀磨損往往發生在邊緣高負荷的情況下。而異響常發生在髖關節屈曲時，這可能是由于髖關節屈曲時，過小的前傾角致使陶瓷股骨頭覆蓋不全，引起邊緣超負荷。McCollum等[25]建議陶瓷對陶瓷關節置換術中最佳髖臼杯外展角和前傾角為20～40°。Walter等[21]認為髖臼以前傾15～35°和外展35～45°放置可顯著降低關節異響發生。本組術后1髖發生異響，經影像學檢查其前傾角為10°。THA術后發生關節異響患者，多數無臨床癥狀，一般無需再次手術處理。
綜上述，采用第3代陶瓷關節假體行THA治療髖關節終末期疾病中長期療效較好，假體周圍無骨溶解發生。
