引用本文: 劉予豪, 周馳, 陳雷雷, 孫友強, 何偉. 基于股骨頭壞死圍塌陷期理論的保髖術式總結. 中國修復重建外科雜志, 2017, 31(8): 1010-1015. doi: 10.7507/1002-1892.201611084 復制
1738 年 Munro 教授首次描述了股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)。ONFH 是股骨頭內血供受損或中斷,引起骨細胞死亡與修復交替,繼發頭內微骨折、軟骨下骨折,出現應力集中、“頭內不穩定”狀態[1],導致股骨頭關節面塌陷,并發骨關節炎。ONFH 是造成青壯年髖關節功能障礙或喪失的常見疾病之一[2]。臨床上約 59.0% 無癥狀性 ONFH 最終會進展為關節面塌陷、骨關節炎[3]。目前,臨床對 SARS、系統性紅斑狼瘡等疾病納入前瞻性研究[4-5],或者單側 ONFH 患者的對側肢體,常規行髖關節影像學檢查,如發生 ONFH 可以早期或超早期診斷,進行非手術治療;但大部分 ONFH 患者為出現髖部疼痛后檢查確診,疼痛往往提示股骨頭已呈“頭內不穩定”或塌陷狀態,病變已進展至國際骨循環協會(ARCO)Ⅱ期或Ⅲ期[6],從而失去非手術保髖治療的最佳時機。
盡管國內外多家機構組織編寫了 ONFH 診療指南[7-8],但各種保髖術式的適應證尚無統一標準,臨床對治療時機及術式的選擇也不一致,導致保髖治療效果也存在差異[9-10]。基于 20 余年 ONFH 保髖治療經驗及相關實驗室研究結果,國內何偉教授于 2003 年提出了 ONFH 圍塌陷期理論,并得到了國內骨壞死專家的廣泛認可[11],該理論的提出為保髖手術時機和術式的選擇,提供了一定理論參考。現就 ONFH 圍塌陷期理論作一簡要敘述,并基于該理論總結分析各保髖術式特點,以期為臨床治療提供參考。
1 ONFH 圍塌陷期理論
ONFH 圍塌陷期包括尚未塌陷(塌陷前期)[1]和已塌陷(塌陷后早期)[12]兩個階段,相當于 ARCO Ⅱ期/Ficat Ⅱ期[壞死區累及股骨頭前外側壁或者日本骨壞死研究會(JIC)C1 型],至 ARCO ⅢB 期/Ficat Ⅲ期(塌陷≤4 mm,硬化帶不明顯者)[13];且臨床出現髖部疼痛時間一般少于 6 個月。股骨頭塌陷的本質是壞死修復的啟動導致骨吸收多于骨形成,股骨頭力學性能下降,頭內出現多向骨折的生物力學不穩定,即“頭內不穩定”,而壞死灶的生物學修復需要長期穩定的內環境,因此是否存在有效力學支撐,對于塌陷的發生以及塌陷后的修復至關重要。根據 Wolff 定律,股骨頭前外側部分是股骨頭頸內壓應力傳導的主要路徑,是股骨頭主要力學支撐,因此也是保髖手術時機選擇的關鍵。對于病程進展至 ARCOⅡ期或ⅢB 期(塌陷≤4 mm),但股骨頭前外側壁保留者,中醫藥保守治療可獲得較好療效[14-15];嚴重累及股骨頭前外側壁者,建議手術治療,恢復其力學支撐,以達到“頭內穩定”狀態,促進壞死修復和塌陷糾正。同時,臨床上應注意塌陷前期中的“不穩定型”ARCOⅡ期[16-17],即 X 線片未見股骨頭形態改變,但常伴有明顯髖部疼痛癥狀時期,此時必須行 CT 評估。CT 掃描常見頭內骨小梁骨折或者軟骨下骨骨折,已呈“頭內不穩定”狀態;對于負重區髖關節間隙相對增寬,而 X 線片未見明顯塌陷跡象者,往往已處于塌陷后早期,同樣應進行 CT 評估。另外,本研究團隊發現,髖部疼痛時間反映了關節軟骨退變程度,而且成正相關[18]。研究以疼痛 6 個月為界限,發現當疼痛時間<6 個月時,關節軟骨未破壞或者雖已破壞但可修復,可選擇保髖手術治療。但應注意疼痛時間界定是相對的,它只是關節軟骨退變程度的間接反映。
2 ONFH 保髖術式
ONFH 保髖術式主要分為生物學修復、力學修復以及二者聯合應用。現圍繞 ONFH 圍塌陷期理論,以分期分型為切入點,從生物學及力學修復角度對臨床常用的保髖術式進行總結。
2.1 生物學修復
生物學修復術式主要是以骨細胞壞死的生物學修復與再生為基礎,通過減壓、吻合血管及植入骨形成活性物質等,促進壞死組織修復,從而重建股骨頭血供及骨質,達到預防或糾正塌陷的目的。目前,生物學修復術式以股骨頭髓芯減壓術(core decompression,CD)為主,或以其為基礎聯合應用分子生物學技術。
CD 是 Ficat 和 Arlet 于 1962 年提出,主要用于治療 Ficat Ⅰ、Ⅱ期 ONFH[19]。它的理論基礎是 ONFH 骨內高壓靜脈淤滯學說,采用直徑 8~10 mm 克氏針鉆孔減壓來降低股骨頭內局部壓力,為新生血管長入提供空間,同時鉆孔刺激釘道周圍微血管形成,增強壞死區骨組織爬行替代[20]。Ficat 等[21]對 144 例(156 髖)Ficat Ⅰ、Ⅱ期 ONFH 患者行單純 CD,其中 121 例(133 髖)獲隨訪,隨訪時間達平均 9 年 6 個月,結果顯示Ⅰ、Ⅱ期患者中分別有 93.9%、83.3% 療效達優,因此他們認為 CD 是治療早期 ONFH 的最有效方法。隨后有研究發現,傳統粗通道鉆孔破壞了大量正常骨小梁結構,降低了股骨頭頸的力學性能[22],可能造成醫源性塌陷,因此發展了小直徑多孔減壓術(multiple drilling,MD)。Al Omran[23]對 94 例(94 髖)分別行 CD、MD 的 ONFH 患者進行回顧性分析,其中 Ficat Ⅰ期 19 髖、ⅡA 期 39 髖、ⅡB 期 36 髖,患者均獲隨訪 2 年以上。結果顯示,兩組Ⅰ期患者 Harris 評分均較術前明顯提高,影像學表現無進展,且兩組間無明顯差異;ⅡA 期患者中分別有 20.0%(5 髖)、21.4%(3 髖)進展至Ⅲ期或Ⅳ期;ⅡB 期患者中分別有 47.8%(11 髖)、46.1%(6 髖)進展至Ⅳ期,其中 11 例接受人工全髖關節置換術(total hip arthropla-sty,THA)。該研究認為,CD、MD 治療早期 ONFH 均能明顯緩解關節疼痛,但在阻止股骨頭塌陷進展方面無明顯優勢,且隨著臨床分期增加,塌陷幾率越大。目前 CD 仍是治療 Ficat Ⅰ期 ONFH 的金標準,但關于減壓通道直徑的選擇仍存在爭議[24]。
CD 在鉆孔減壓的同時,形成了骨隧道,這為植骨術提供了基礎[25]。隨著分子生物學技術的發展,植入材料的種類也呈多樣化,常用植入材料主要為前體細胞,包括骨髓抽取物以及 BMSCs。研究發現,CD 術后出現的股骨頭塌陷與 BMSCs 減少及活力降低相關[26]。1993 年,Hernigou 和 Beaujean 首次將 CD 聯合 BMSCs 植入用于 ONFH 治療[27],在一定程度上將 CD 保髖適應證擴大至圍塌陷期。Philippe 等[28]報道了一項中長期(5~10 年)隨訪的前瞻性研究結果,以接受 THA 為觀察終點,ARCO Ⅰ 期和Ⅱ期、ⅢA 期、ⅢB 期及ⅢC 期保髖失敗率分別為 6.2%(9/145)、41.7%(5/12)、62.5%(20/32)。Zhao 等[29]進行了一項隨機對照試驗,以接受二次手術(帶血運骨瓣移植術)或 THA 為觀察終點,發現 CD 聯合 BMSCs 組中僅有 3.8%(2/53)需接受帶血運骨瓣移植術,且 ARCO ⅡB 期及 ⅡC 期患者治療效果均明顯優于 CD 組同期患者(P<0.05)。對于 CD 治療 ARCO ⅢA 期的療效,孫偉等[30]的一項短期(1 年)隨訪研究結果顯示,有 66.7%(6/9)患者股骨頭塌陷呈進展趨勢。
綜上述,以 CD 為主的生物學修復術式為壞死區提供了充足的生物學基礎,但因缺乏有效的力學支撐,使其在 ONFH 圍塌陷期患者中的應用受到限制。對圍塌陷期(尤其是塌陷后早期)患者,應慎重選擇 CD 聯合 BMSCs 植入進行保髖治療。
2.2 力學修復
力學修復術式主要是以生物力學及機械力學為基礎,通過轉變股骨頭負重區,或者為股骨頭重建有效的力學支撐,糾正“頭內不穩定”狀態,為壞死修復提供良好內環境,從而延緩或糾正股骨頭塌陷,達到保髖目的。臨床常用力學修復術式有截骨術、不帶血運的自體/同種異體骨移植術以及多孔金屬植入術,后兩者是在 CD 基礎上發展而來。
2.2.1 截骨術 1978 年日本 Sugioka 醫生首先介紹了經轉子旋轉截骨術 (transtrochanteric rotational osteotomy,TRO)治療 ONFH,其原理是將股骨頭負重區壞死或塌陷部分轉移至非負重區,使正常骨結構作為新負重區起到力學支撐作用,從而延緩甚至避免關節面塌陷,并改善頭臼不匹配狀態。臨床應用的截骨術式很多,但仍以 TRO 為主。Sugioka 等[31]報道 TRO 保髖成功率較高,但手術成功的前提是保證負重區股骨頭關節面完整率>36%。張念非等[32]對 19 例(23 髖)接受 TRO 治療的 ONFH 患者進行了平均 54 個月的隨訪,其中 Ficat Ⅱ期 8 髖、Ⅲ期 15 髖;結果顯示,Ⅱ期患者中有 5 髖(62.5%)進展至Ⅲ~Ⅳ期,Ⅲ期中有 3 髖(20.0%)進展至Ⅳ期。張念非等認為 TRO 可以選擇性用于治療負重區出現壞死的 ONFH,但手術難度較大且學習曲線較長。Sonoda 等[33]隨訪了 28 例(28 髖)接受 TRO 治療的 ONFH 患者,其中 ARCO ⅢA 期 10 髖、ⅢB 期 14 髖、ⅢC 期 2 髖、Ⅳ期 2 髖,最終各有 1 髖(10.0%)、2 髖(28.6%)、1 髖(50.0%)、2 髖(100%)接受 THA,提示 TRO 對于 ONFH 塌陷早期患者具有良好保髖效果。有研究顯示,TRO 改變了股骨近端的解剖結構,易并發骨折[34],出現關節前方不穩及骨贅形成,這可能影響 TRO 長期療效[35-36]。但也有學者持相反觀點[37-38]。因為操作難度及并發癥等原因,TRO 在臨床應用受到限制,目前主要應用于 Perthes 病的治療[39]。
另外,本研究團隊臨床觀察發現,部分圍塌陷期(如 JIC-C1 型)患者骨盆向患側傾斜而頭臼關系仍匹配,其骨盆傾斜間接改變了股骨頭的負重區(圖 1),此改變與 TRO 手術目的一致,在一定程度上起到了保髖作用。

2.2.2 不帶血運的自體或同種異體骨移植術 骨移植術的原理是在頭內減壓清除壞死骨組織的同時,采用松質骨打壓填充、皮質骨支撐,為股骨頭關節面負重區提供穩定的力學支撐,另外自體松質骨還可起到骨誘導作用[40]。1930 年 Phemister 首先提出使用不帶血運的腓骨移植(non-vascularized fibular grafting,FG)治療 ONFH,之后這項技術得到逐步改進,各種自體或同種異體骨(如髂骨瓣、大轉子部松質骨)也用于臨床。何偉等[41]采用改良術式腓骨移植治療圍塌陷期 ONFH 患者,平均隨訪 36.4 個月,保髖成功率達 82.2%。Wang 等[42]采用股骨頸開窗減壓+病灶清除+自體髂骨移植方式治療 94 例(138 髖)ONFH 患者,以接受 THA 為觀察終點,平均隨訪 25.3 個月;結果顯示,ARCO ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅢA 期患者保髖成功率分別為 100%(4/4)、93.3%(28/30)、90.1%(30/33)、88.7%(63/71),他們認為該術式適用于壞死區未累及外側柱以及塌陷<2 mm 者。
關于是否需要行病灶清除[43-44]以及自體或同種異體骨植骨的選擇,臨床也存在爭議。Zhou 等[45]進行了生物力學研究,認為清除病灶后植骨可以提供更穩定的力學支撐,但也存在關節損傷等風險。打壓支撐植骨術在恢復股骨頭形態的同時,為負重區提供了穩定的力學支撐,重視頭內及關節整體的穩定性,是中醫整體觀念的有效應用[46]。臨床研究顯示,自體或同種異體腓骨支撐治療 ONFH 均可取得良好中期療效,且療效相當[47]。這可能與打壓植骨為骨壞死修復提供了穩定的內環境有關。另外,近兩年來本研究團隊結合髖關節外科脫位技術[48]治療圍塌陷期 ONFH 患者 80 余例,壞死區在短期內均呈現較好的修復現象[6]。
2.2.3 多孔金屬植入術 多孔金屬植入術是基于 CD、FG 理論提出的,臨床以多孔鉭棒應用較廣。研究認為,該類金屬具有良好的生物相容性,彈性模量接近于正常骨骼,且具有類似于松質骨的蜂窩狀結構,能夠在提供穩定力學支撐的同時,利于骨長入[49]。1997 年 Pedersen 等[50]首次提出鉭棒植入術(tantalum rod implantation,TRI)治療 ONFH,Tsao 等[51]最早開展了該項臨床研究,國內于 2008 年引入 TRI。Liu 等[52]對 130 例(138 髖)接受 TRI 治療的 ONFH 患者進行了平均 38.4 個月的短期隨訪,以接受 THA 為觀察終點;結果顯示,根據中日友好醫院(CJFH)分型標準為 A、B、C1、C2、3 型的患者,保髖成功率分別為 96.6%(28/29)、94.9%(56/59)、50.0%(11/22)、0(0/28),提示股骨頭外側壁的厚度對 TRI 保髖療效至關重要,塌陷前期保髖效果較好。Buckley 等[53]肯定了 TRI 的力學支撐效果,但用于塌陷后早期患者需謹慎選擇。Ma 等[54]對 90 例(ARCO Ⅲ 期及 CJFH C3 型)接受 TRI 的患者平均隨訪 42 個月,發現 TRI 無明顯糾正塌陷的效果,最終需接受 THA 者高達 47.1%(49/104)。有學者對 TRI 保髖失敗后的股骨頭進行了組織病理學觀察,發現正常骨結構區的鉭棒內骨長入緊密,而壞死區(尤其是負重區)缺乏骨長入,這可能是圍塌陷期保髖失敗的原因[55]。最新研究發現,新型鎂金屬顆粒有促進骨折修復的作用[56],目前可吸收鎂釘也已用于 ONFH 臨床試驗[57],其在 ONFH 圍塌陷期保髖效果有待大樣本、多中心及長期臨床檢驗。
2.3 生物學聯合力學修復
單純打壓支撐植骨術可使髖關節獲得局部與整體的穩定性,為壞死區的生物學修復提供基礎,但初始修復的強度難以達到力學支撐效果。因此有學者在打壓支撐植骨基礎上,發展了吻合血管、重建血運等生物學修復,從而擴大了保髖術式適應證,提高圍塌陷期保髖療效,甚至有個案報道成功應用于塌陷晚期[58]。該類術式結合了生物學和力學修復的優勢,發展出了吻合血管骨瓣移植、各種帶血管髖周骨瓣移植及其他“混合式”術式。
1978 年,Judet 等首先應用吻合腓骨動靜脈-旋股外動靜脈進行 FG(free vascularized FG,FVFG)治療 ONFH,患者平均獲隨訪 18 年,結果顯示 40 歲以下 Marcus Ⅱ、Ⅲ期患者的保髖成功率為 80%[59-60]。Eward 等[61]也對 FVFG 應用于塌陷前期的 10 年保髖療效予以了肯定。Yin 等[62]進行了一項平均隨訪 3.3 年的研究,顯示 FVFG 治療 Steinberg Ⅱ 、Ⅲ、Ⅳ期患者的保髖成功率均為 100%。有研究對 FG、FVFG 應用于 Ficat ⅡA~Ⅲ期的保髖療效進行比較,發現二者在短期療效無明顯差異,但 FVFG 組術后患者臨床癥狀改善更明顯[63];而因為游離、吻合血管技術難度較高,FG 組在手術時間及術后康復方面優于 FVFG 組。
目前臨床應用的髖周骨瓣主要為髂骨及大轉子骨瓣。Zhao 等[64]報道應用帶血管蒂大轉子骨瓣移植術治療 Ficat Ⅱ~Ⅳ期患者,平均隨訪 8 年,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者保髖生存率分別為 100%、96.8%、4.8%,認為該術式可選擇性治療中度塌陷患者。也有學者將髂骨、大轉子骨瓣聯合應用治療 ARCO Ⅲ期患者(ⅢA 期 16 髖、ⅢB 期 22 髖、ⅢC 期 26 髖),以接受 THA 為觀察終點,最長隨訪達 60 個月,平均 35.8 個月[65];Zhao 等[58]采用相同術式治療 3 例 ARCO Ⅲ期 ONFH 患者,保髖成功期限更長達 20 年。Chen 等[66]應用帶血運髂骨瓣對 32 例(33 髖)ARCO ⅢA、ⅢB 期患者進行保髖治療,保髖成功期限分別為 85、35 個月,但不同分期患者的股骨頭生存率相比較,差異具有統計學意義(P=0.016)。
生物學聯合力學修復相關術式的探索,開闊了圍塌陷期(尤其是塌陷后早期)的保髖手術治療思路,并取得了一定療效,但缺乏大樣本、多中心數據支持,臨床療效還有待進一步觀察。
綜上述,ONFH 圍塌陷期理論強調股骨頭前外側壁的存留及“頭內穩定”狀態對保髖的重要性;國內外學者對保髖術式的選擇,現已逐漸傾向于以力學修復為主,兼顧生物學修復,并獲得較好療效,這與圍塌陷期理論強調生物力學穩定對壞死區修復的重要性相一致。另外,圍塌陷期是 ONFH 發生發展過程中的一個病理階段,該理論與既往的 ONFH 分期分型并不矛盾,而且是它們在指導臨床治療方面的一個重要補充。圍塌陷期理論的提出與廣泛應用,對 ONFH 保髖手術治療時機的選擇具有指導意義,是保髖治療的理論依據之一。
1738 年 Munro 教授首次描述了股骨頭壞死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)。ONFH 是股骨頭內血供受損或中斷,引起骨細胞死亡與修復交替,繼發頭內微骨折、軟骨下骨折,出現應力集中、“頭內不穩定”狀態[1],導致股骨頭關節面塌陷,并發骨關節炎。ONFH 是造成青壯年髖關節功能障礙或喪失的常見疾病之一[2]。臨床上約 59.0% 無癥狀性 ONFH 最終會進展為關節面塌陷、骨關節炎[3]。目前,臨床對 SARS、系統性紅斑狼瘡等疾病納入前瞻性研究[4-5],或者單側 ONFH 患者的對側肢體,常規行髖關節影像學檢查,如發生 ONFH 可以早期或超早期診斷,進行非手術治療;但大部分 ONFH 患者為出現髖部疼痛后檢查確診,疼痛往往提示股骨頭已呈“頭內不穩定”或塌陷狀態,病變已進展至國際骨循環協會(ARCO)Ⅱ期或Ⅲ期[6],從而失去非手術保髖治療的最佳時機。
盡管國內外多家機構組織編寫了 ONFH 診療指南[7-8],但各種保髖術式的適應證尚無統一標準,臨床對治療時機及術式的選擇也不一致,導致保髖治療效果也存在差異[9-10]。基于 20 余年 ONFH 保髖治療經驗及相關實驗室研究結果,國內何偉教授于 2003 年提出了 ONFH 圍塌陷期理論,并得到了國內骨壞死專家的廣泛認可[11],該理論的提出為保髖手術時機和術式的選擇,提供了一定理論參考。現就 ONFH 圍塌陷期理論作一簡要敘述,并基于該理論總結分析各保髖術式特點,以期為臨床治療提供參考。
1 ONFH 圍塌陷期理論
ONFH 圍塌陷期包括尚未塌陷(塌陷前期)[1]和已塌陷(塌陷后早期)[12]兩個階段,相當于 ARCO Ⅱ期/Ficat Ⅱ期[壞死區累及股骨頭前外側壁或者日本骨壞死研究會(JIC)C1 型],至 ARCO ⅢB 期/Ficat Ⅲ期(塌陷≤4 mm,硬化帶不明顯者)[13];且臨床出現髖部疼痛時間一般少于 6 個月。股骨頭塌陷的本質是壞死修復的啟動導致骨吸收多于骨形成,股骨頭力學性能下降,頭內出現多向骨折的生物力學不穩定,即“頭內不穩定”,而壞死灶的生物學修復需要長期穩定的內環境,因此是否存在有效力學支撐,對于塌陷的發生以及塌陷后的修復至關重要。根據 Wolff 定律,股骨頭前外側部分是股骨頭頸內壓應力傳導的主要路徑,是股骨頭主要力學支撐,因此也是保髖手術時機選擇的關鍵。對于病程進展至 ARCOⅡ期或ⅢB 期(塌陷≤4 mm),但股骨頭前外側壁保留者,中醫藥保守治療可獲得較好療效[14-15];嚴重累及股骨頭前外側壁者,建議手術治療,恢復其力學支撐,以達到“頭內穩定”狀態,促進壞死修復和塌陷糾正。同時,臨床上應注意塌陷前期中的“不穩定型”ARCOⅡ期[16-17],即 X 線片未見股骨頭形態改變,但常伴有明顯髖部疼痛癥狀時期,此時必須行 CT 評估。CT 掃描常見頭內骨小梁骨折或者軟骨下骨骨折,已呈“頭內不穩定”狀態;對于負重區髖關節間隙相對增寬,而 X 線片未見明顯塌陷跡象者,往往已處于塌陷后早期,同樣應進行 CT 評估。另外,本研究團隊發現,髖部疼痛時間反映了關節軟骨退變程度,而且成正相關[18]。研究以疼痛 6 個月為界限,發現當疼痛時間<6 個月時,關節軟骨未破壞或者雖已破壞但可修復,可選擇保髖手術治療。但應注意疼痛時間界定是相對的,它只是關節軟骨退變程度的間接反映。
2 ONFH 保髖術式
ONFH 保髖術式主要分為生物學修復、力學修復以及二者聯合應用。現圍繞 ONFH 圍塌陷期理論,以分期分型為切入點,從生物學及力學修復角度對臨床常用的保髖術式進行總結。
2.1 生物學修復
生物學修復術式主要是以骨細胞壞死的生物學修復與再生為基礎,通過減壓、吻合血管及植入骨形成活性物質等,促進壞死組織修復,從而重建股骨頭血供及骨質,達到預防或糾正塌陷的目的。目前,生物學修復術式以股骨頭髓芯減壓術(core decompression,CD)為主,或以其為基礎聯合應用分子生物學技術。
CD 是 Ficat 和 Arlet 于 1962 年提出,主要用于治療 Ficat Ⅰ、Ⅱ期 ONFH[19]。它的理論基礎是 ONFH 骨內高壓靜脈淤滯學說,采用直徑 8~10 mm 克氏針鉆孔減壓來降低股骨頭內局部壓力,為新生血管長入提供空間,同時鉆孔刺激釘道周圍微血管形成,增強壞死區骨組織爬行替代[20]。Ficat 等[21]對 144 例(156 髖)Ficat Ⅰ、Ⅱ期 ONFH 患者行單純 CD,其中 121 例(133 髖)獲隨訪,隨訪時間達平均 9 年 6 個月,結果顯示Ⅰ、Ⅱ期患者中分別有 93.9%、83.3% 療效達優,因此他們認為 CD 是治療早期 ONFH 的最有效方法。隨后有研究發現,傳統粗通道鉆孔破壞了大量正常骨小梁結構,降低了股骨頭頸的力學性能[22],可能造成醫源性塌陷,因此發展了小直徑多孔減壓術(multiple drilling,MD)。Al Omran[23]對 94 例(94 髖)分別行 CD、MD 的 ONFH 患者進行回顧性分析,其中 Ficat Ⅰ期 19 髖、ⅡA 期 39 髖、ⅡB 期 36 髖,患者均獲隨訪 2 年以上。結果顯示,兩組Ⅰ期患者 Harris 評分均較術前明顯提高,影像學表現無進展,且兩組間無明顯差異;ⅡA 期患者中分別有 20.0%(5 髖)、21.4%(3 髖)進展至Ⅲ期或Ⅳ期;ⅡB 期患者中分別有 47.8%(11 髖)、46.1%(6 髖)進展至Ⅳ期,其中 11 例接受人工全髖關節置換術(total hip arthropla-sty,THA)。該研究認為,CD、MD 治療早期 ONFH 均能明顯緩解關節疼痛,但在阻止股骨頭塌陷進展方面無明顯優勢,且隨著臨床分期增加,塌陷幾率越大。目前 CD 仍是治療 Ficat Ⅰ期 ONFH 的金標準,但關于減壓通道直徑的選擇仍存在爭議[24]。
CD 在鉆孔減壓的同時,形成了骨隧道,這為植骨術提供了基礎[25]。隨著分子生物學技術的發展,植入材料的種類也呈多樣化,常用植入材料主要為前體細胞,包括骨髓抽取物以及 BMSCs。研究發現,CD 術后出現的股骨頭塌陷與 BMSCs 減少及活力降低相關[26]。1993 年,Hernigou 和 Beaujean 首次將 CD 聯合 BMSCs 植入用于 ONFH 治療[27],在一定程度上將 CD 保髖適應證擴大至圍塌陷期。Philippe 等[28]報道了一項中長期(5~10 年)隨訪的前瞻性研究結果,以接受 THA 為觀察終點,ARCO Ⅰ 期和Ⅱ期、ⅢA 期、ⅢB 期及ⅢC 期保髖失敗率分別為 6.2%(9/145)、41.7%(5/12)、62.5%(20/32)。Zhao 等[29]進行了一項隨機對照試驗,以接受二次手術(帶血運骨瓣移植術)或 THA 為觀察終點,發現 CD 聯合 BMSCs 組中僅有 3.8%(2/53)需接受帶血運骨瓣移植術,且 ARCO ⅡB 期及 ⅡC 期患者治療效果均明顯優于 CD 組同期患者(P<0.05)。對于 CD 治療 ARCO ⅢA 期的療效,孫偉等[30]的一項短期(1 年)隨訪研究結果顯示,有 66.7%(6/9)患者股骨頭塌陷呈進展趨勢。
綜上述,以 CD 為主的生物學修復術式為壞死區提供了充足的生物學基礎,但因缺乏有效的力學支撐,使其在 ONFH 圍塌陷期患者中的應用受到限制。對圍塌陷期(尤其是塌陷后早期)患者,應慎重選擇 CD 聯合 BMSCs 植入進行保髖治療。
2.2 力學修復
力學修復術式主要是以生物力學及機械力學為基礎,通過轉變股骨頭負重區,或者為股骨頭重建有效的力學支撐,糾正“頭內不穩定”狀態,為壞死修復提供良好內環境,從而延緩或糾正股骨頭塌陷,達到保髖目的。臨床常用力學修復術式有截骨術、不帶血運的自體/同種異體骨移植術以及多孔金屬植入術,后兩者是在 CD 基礎上發展而來。
2.2.1 截骨術 1978 年日本 Sugioka 醫生首先介紹了經轉子旋轉截骨術 (transtrochanteric rotational osteotomy,TRO)治療 ONFH,其原理是將股骨頭負重區壞死或塌陷部分轉移至非負重區,使正常骨結構作為新負重區起到力學支撐作用,從而延緩甚至避免關節面塌陷,并改善頭臼不匹配狀態。臨床應用的截骨術式很多,但仍以 TRO 為主。Sugioka 等[31]報道 TRO 保髖成功率較高,但手術成功的前提是保證負重區股骨頭關節面完整率>36%。張念非等[32]對 19 例(23 髖)接受 TRO 治療的 ONFH 患者進行了平均 54 個月的隨訪,其中 Ficat Ⅱ期 8 髖、Ⅲ期 15 髖;結果顯示,Ⅱ期患者中有 5 髖(62.5%)進展至Ⅲ~Ⅳ期,Ⅲ期中有 3 髖(20.0%)進展至Ⅳ期。張念非等認為 TRO 可以選擇性用于治療負重區出現壞死的 ONFH,但手術難度較大且學習曲線較長。Sonoda 等[33]隨訪了 28 例(28 髖)接受 TRO 治療的 ONFH 患者,其中 ARCO ⅢA 期 10 髖、ⅢB 期 14 髖、ⅢC 期 2 髖、Ⅳ期 2 髖,最終各有 1 髖(10.0%)、2 髖(28.6%)、1 髖(50.0%)、2 髖(100%)接受 THA,提示 TRO 對于 ONFH 塌陷早期患者具有良好保髖效果。有研究顯示,TRO 改變了股骨近端的解剖結構,易并發骨折[34],出現關節前方不穩及骨贅形成,這可能影響 TRO 長期療效[35-36]。但也有學者持相反觀點[37-38]。因為操作難度及并發癥等原因,TRO 在臨床應用受到限制,目前主要應用于 Perthes 病的治療[39]。
另外,本研究團隊臨床觀察發現,部分圍塌陷期(如 JIC-C1 型)患者骨盆向患側傾斜而頭臼關系仍匹配,其骨盆傾斜間接改變了股骨頭的負重區(圖 1),此改變與 TRO 手術目的一致,在一定程度上起到了保髖作用。

2.2.2 不帶血運的自體或同種異體骨移植術 骨移植術的原理是在頭內減壓清除壞死骨組織的同時,采用松質骨打壓填充、皮質骨支撐,為股骨頭關節面負重區提供穩定的力學支撐,另外自體松質骨還可起到骨誘導作用[40]。1930 年 Phemister 首先提出使用不帶血運的腓骨移植(non-vascularized fibular grafting,FG)治療 ONFH,之后這項技術得到逐步改進,各種自體或同種異體骨(如髂骨瓣、大轉子部松質骨)也用于臨床。何偉等[41]采用改良術式腓骨移植治療圍塌陷期 ONFH 患者,平均隨訪 36.4 個月,保髖成功率達 82.2%。Wang 等[42]采用股骨頸開窗減壓+病灶清除+自體髂骨移植方式治療 94 例(138 髖)ONFH 患者,以接受 THA 為觀察終點,平均隨訪 25.3 個月;結果顯示,ARCO ⅡA、ⅡB、ⅡC、ⅢA 期患者保髖成功率分別為 100%(4/4)、93.3%(28/30)、90.1%(30/33)、88.7%(63/71),他們認為該術式適用于壞死區未累及外側柱以及塌陷<2 mm 者。
關于是否需要行病灶清除[43-44]以及自體或同種異體骨植骨的選擇,臨床也存在爭議。Zhou 等[45]進行了生物力學研究,認為清除病灶后植骨可以提供更穩定的力學支撐,但也存在關節損傷等風險。打壓支撐植骨術在恢復股骨頭形態的同時,為負重區提供了穩定的力學支撐,重視頭內及關節整體的穩定性,是中醫整體觀念的有效應用[46]。臨床研究顯示,自體或同種異體腓骨支撐治療 ONFH 均可取得良好中期療效,且療效相當[47]。這可能與打壓植骨為骨壞死修復提供了穩定的內環境有關。另外,近兩年來本研究團隊結合髖關節外科脫位技術[48]治療圍塌陷期 ONFH 患者 80 余例,壞死區在短期內均呈現較好的修復現象[6]。
2.2.3 多孔金屬植入術 多孔金屬植入術是基于 CD、FG 理論提出的,臨床以多孔鉭棒應用較廣。研究認為,該類金屬具有良好的生物相容性,彈性模量接近于正常骨骼,且具有類似于松質骨的蜂窩狀結構,能夠在提供穩定力學支撐的同時,利于骨長入[49]。1997 年 Pedersen 等[50]首次提出鉭棒植入術(tantalum rod implantation,TRI)治療 ONFH,Tsao 等[51]最早開展了該項臨床研究,國內于 2008 年引入 TRI。Liu 等[52]對 130 例(138 髖)接受 TRI 治療的 ONFH 患者進行了平均 38.4 個月的短期隨訪,以接受 THA 為觀察終點;結果顯示,根據中日友好醫院(CJFH)分型標準為 A、B、C1、C2、3 型的患者,保髖成功率分別為 96.6%(28/29)、94.9%(56/59)、50.0%(11/22)、0(0/28),提示股骨頭外側壁的厚度對 TRI 保髖療效至關重要,塌陷前期保髖效果較好。Buckley 等[53]肯定了 TRI 的力學支撐效果,但用于塌陷后早期患者需謹慎選擇。Ma 等[54]對 90 例(ARCO Ⅲ 期及 CJFH C3 型)接受 TRI 的患者平均隨訪 42 個月,發現 TRI 無明顯糾正塌陷的效果,最終需接受 THA 者高達 47.1%(49/104)。有學者對 TRI 保髖失敗后的股骨頭進行了組織病理學觀察,發現正常骨結構區的鉭棒內骨長入緊密,而壞死區(尤其是負重區)缺乏骨長入,這可能是圍塌陷期保髖失敗的原因[55]。最新研究發現,新型鎂金屬顆粒有促進骨折修復的作用[56],目前可吸收鎂釘也已用于 ONFH 臨床試驗[57],其在 ONFH 圍塌陷期保髖效果有待大樣本、多中心及長期臨床檢驗。
2.3 生物學聯合力學修復
單純打壓支撐植骨術可使髖關節獲得局部與整體的穩定性,為壞死區的生物學修復提供基礎,但初始修復的強度難以達到力學支撐效果。因此有學者在打壓支撐植骨基礎上,發展了吻合血管、重建血運等生物學修復,從而擴大了保髖術式適應證,提高圍塌陷期保髖療效,甚至有個案報道成功應用于塌陷晚期[58]。該類術式結合了生物學和力學修復的優勢,發展出了吻合血管骨瓣移植、各種帶血管髖周骨瓣移植及其他“混合式”術式。
1978 年,Judet 等首先應用吻合腓骨動靜脈-旋股外動靜脈進行 FG(free vascularized FG,FVFG)治療 ONFH,患者平均獲隨訪 18 年,結果顯示 40 歲以下 Marcus Ⅱ、Ⅲ期患者的保髖成功率為 80%[59-60]。Eward 等[61]也對 FVFG 應用于塌陷前期的 10 年保髖療效予以了肯定。Yin 等[62]進行了一項平均隨訪 3.3 年的研究,顯示 FVFG 治療 Steinberg Ⅱ 、Ⅲ、Ⅳ期患者的保髖成功率均為 100%。有研究對 FG、FVFG 應用于 Ficat ⅡA~Ⅲ期的保髖療效進行比較,發現二者在短期療效無明顯差異,但 FVFG 組術后患者臨床癥狀改善更明顯[63];而因為游離、吻合血管技術難度較高,FG 組在手術時間及術后康復方面優于 FVFG 組。
目前臨床應用的髖周骨瓣主要為髂骨及大轉子骨瓣。Zhao 等[64]報道應用帶血管蒂大轉子骨瓣移植術治療 Ficat Ⅱ~Ⅳ期患者,平均隨訪 8 年,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ期患者保髖生存率分別為 100%、96.8%、4.8%,認為該術式可選擇性治療中度塌陷患者。也有學者將髂骨、大轉子骨瓣聯合應用治療 ARCO Ⅲ期患者(ⅢA 期 16 髖、ⅢB 期 22 髖、ⅢC 期 26 髖),以接受 THA 為觀察終點,最長隨訪達 60 個月,平均 35.8 個月[65];Zhao 等[58]采用相同術式治療 3 例 ARCO Ⅲ期 ONFH 患者,保髖成功期限更長達 20 年。Chen 等[66]應用帶血運髂骨瓣對 32 例(33 髖)ARCO ⅢA、ⅢB 期患者進行保髖治療,保髖成功期限分別為 85、35 個月,但不同分期患者的股骨頭生存率相比較,差異具有統計學意義(P=0.016)。
生物學聯合力學修復相關術式的探索,開闊了圍塌陷期(尤其是塌陷后早期)的保髖手術治療思路,并取得了一定療效,但缺乏大樣本、多中心數據支持,臨床療效還有待進一步觀察。
綜上述,ONFH 圍塌陷期理論強調股骨頭前外側壁的存留及“頭內穩定”狀態對保髖的重要性;國內外學者對保髖術式的選擇,現已逐漸傾向于以力學修復為主,兼顧生物學修復,并獲得較好療效,這與圍塌陷期理論強調生物力學穩定對壞死區修復的重要性相一致。另外,圍塌陷期是 ONFH 發生發展過程中的一個病理階段,該理論與既往的 ONFH 分期分型并不矛盾,而且是它們在指導臨床治療方面的一個重要補充。圍塌陷期理論的提出與廣泛應用,對 ONFH 保髖手術治療時機的選擇具有指導意義,是保髖治療的理論依據之一。