引用本文： 李永旺, 何榮麗, 張謙, 安明, 祁輝, 馬文海, 宋興建, 孫俊英. 髓腔解剖交鎖股骨假體人工全髖關節置換術后骨改建及遠期臨床療效. 中國修復重建外科雜志, 2020, 34(6): 689-695. doi: 10.7507/1002-1892.201910033 復制
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）后假體周圍骨丟失是影響患者生活質量的嚴重問題之一，應力遮擋和骨溶解是主要原因[1]。應力遮擋導致的骨密度改變在骨水泥型及生物型 THA 中均有發生，骨密度的重新分布大多發生于術后 2 年內[2]，進而導致骨量減少，假體松動，最終導致翻修[3]。髓腔解剖交鎖（anatomic medullary locking，AML）股骨假體（Depuy 公司，美國）為圓柱柄，依靠假體與骨在股骨峽部壓配可達到早期固定及即刻穩定，為遠端固定型假體。股骨峽部壓配固定可對假體提供可靠支持，但近側由于應力遮擋將產生骨吸收[1]，因此遠期療效堪憂。現回顧分析 1997 年 11 月—2003 年 1 月我們采用 AML 股骨假體行 THA 治療的 24 例（26 髖）患者臨床資料，探討術后假體周圍骨改建情況并評價其遠期臨床療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 符合 THA 適應證，無凝血功能障礙；② 美國麻醉師協會（ASA）分級≤Ⅲ 級；③ 患者知情同意并配合治療；④ 臨床和影像學隨訪資料完整。排除標準：① 髖關節外展肌力喪失或相對減弱者；② 髖關節腫瘤、髖關節結核、化膿性髖關節炎及心腦腎嚴重病變不能耐受置換手術者；③ 病理性病變者；④ 術側肢體需同時行其他手術者。
1.2 一般資料
本組男 12 例，女 12 例；年齡 32～69 歲，平均 53.7 歲，其中 32～50 歲 8 例、51～69 歲 16 例。左髖 10 例，右髖 12 例，雙髖 2 例。體質量 40～81 kg，平均 63.75 kg。術前診斷：股骨頭缺血性壞死 5 例（5 髖），髖臼發育不良繼發骨關節炎 6 例（7 髖），股骨頸骨折 6 例（6 髖），原發性骨關節炎 2 例（2 髖），翻修術 3 例（3 髖），強直性脊柱炎 1 例（2 髖），股骨頭骨折 1 例（1 髖）。
1.3 手術方法
手術均由同一高年資醫師實施，雙髖均為同期手術，術中采用 AML 股骨假體。患者于持續硬膜外麻醉聯合蛛網膜下腔阻滯麻醉或全麻下取側臥位，采用改良 Hardinge 入路，以股骨大轉子頂點為中點作長 8～10 cm 直接外側切口，逐層切開，將前 1/3 臀中肌及其下的臀小肌從大轉子前方鈍性剝離，切除前關節囊后屈髖并內收、外旋肢體，使髖關節前脫位。在小轉子尖上方 10～15 mm 處截斷股骨頸并取出股骨頭。去除髖臼底及髖臼周緣骨贅及增生組織，髖臼銼磨銼至軟骨下骨均勻滲血，術中透視下植入髖臼假體及內襯。內收、外旋髖關節，顯露股骨近端，在大轉子梨狀窩處開口器開口，以保證假體在髓腔中處于中立位；股骨擴髓，髓腔鉆由小到大逐漸擴髓，直至髓腔鉆遠端出現骨泥為止。常規選擇比最后擴髓的髓腔鉆直徑大 0.5 mm 的假體型號；當骨質較差時，選用與髓腔鉆直徑相同的假體型號，使假體在股骨峽部與股骨髓腔內、外側皮質骨緊密接觸。復位髖關節，檢查各方向穩定性良好，無脫位。沖洗，置引流管 1 根，修復前 1/3 臀中肌，切口周圍注射雞尾酒鎮痛，逐層縫合。
1.4 圍術期處理
術前 30 min 給予預防性抗生素，應用至術后 24～48 h。術后切口定期換藥。術后第 2 天下地，6 周內（雙髖患者 8 周內）扶拐部分負重行走，此后完全負重行走。
1.5 觀測指標
1.5.1 影像學評估
術后即刻攝 X 線片評價股骨峽部壓配情況。股骨柄假體生物學固定以 Engh 標準[4]評定，分為骨長入、穩定的纖維固定、不穩定。采用 Brooker 法[5]評定術后異位骨化發生情況。
1.5.2 骨改建評估
① 假體與骨界面骨改建：術后 6 周、3 個月、6 個月、1 年及之后每年通過 X 線片或 CT 進行研究。記錄骨反應的類型、區域（按 Gruen 分區[4]記錄）、發生率及出現時間。骨反應類型分為增生性骨反應：點焊征、髓腔內骨化、骨硬化線、基座征、股骨皮質肥大；吸收性骨反應：骨溶解（行 CT 檢查）、透亮線（區）、髓腔擴大征。
② 假體周圍骨改建：采用影像學和骨密度（bone mineral density，BMD）測量來觀察。影像學：通過術后 6 周、3 個月、6 個月、1 年及之后每年 X 線片，股骨近端應力遮擋性骨吸收根據 Engh 和 Bobyn 法評定[6]，按 Gruen 分區記錄。BMD：術后 6 個月及 1、2、3、5、8、9、10、12 年，通過雙能 X 線吸收比色法（dual energy X-ray absorptiometry，DEXA）進行 BMD 檢查[6]，按 Gruen 分區記錄。術后假體周圍 BMD 變化率=（術側 BMD?對照側 BMD）/對照側 BMD×100%；總 BMD 變化率是 Gruen 1～7 區各區 BMD 變化率的總和。本組除 6 例股骨頸骨折患者將對側測定值作為患側術后相應部位 BMD 的對照外，其余患者則將術前同側測定值作為術后對照。
1.5.3 臨床療效評估
采用 Harris 評分標準[7]評估臨床療效；大腿痛采用疼痛視覺模擬評分（VAS）[6]評定。
1.6 統計學方法
采用 SPSS17.0 統計軟件進行分析。計量資料正態分布以均數±標準差表示，組間比較采用重復測量方差分析或配對 t 檢驗；計數資料組間比較采用 Fisher 確切概率法；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 影像學評估
術后即刻根據 Engh 標準評定，24 髖（92.3%）股骨峽部壓配良好，2 髖（7.7%）股骨峽部壓配不良。24 髖（92.3%）為骨長入，2 髖（7.7%）為穩定的纖維固定，無假體不穩定發生。股骨峽部壓配良好患者骨長入發生率高于壓配不良患者，纖維固定發生率低于壓配不良患者，但兩組比較差異無統計學意義（P=0.151），見表 1。根據 Brooker 法[5]評定，術后 3～6 個月發生異位骨化 1 度 2 例、2 度 2 例、3 度 1 例。
表1
股骨峽部壓配與生物學固定（%）
Table1.
Femoral isthums compression and biological fixation (%)
2.2 骨改建評估
2.2.1 假體與骨界面骨改建
增生性骨反應多見于 Gruen 2、3、4、5、6、10、11、12 區，主要發生于術后 6～20 個月，發生率為 3.8%～69.2%，其中點焊征發生率最高。吸收性骨反應均為骨溶解，多見于 Gruen 1、7 區，主要發生于術后 8 年后，發生率為 42.3%，未見透亮線（區）、髓腔擴大征發生。見表 2、圖 1。
圖1
假體與骨界面及假體周圍骨改建
a. 股骨皮質肥大、基座征；b. 骨溶解；c. 1 度應力遮擋性骨吸收；d. 骨硬化線；e. 髓腔內骨化；f. 點焊征
Figure1. Bone remodeling at the interface between prosthesis and bone and around prosthesisa. Cortical hypertrophy, pedestal; b. Osteolysis; c. The stress-shielding of level 1; d. Osteosclerosis line; e. Intramedullary ossification; f. Spot welding
表2
假體與骨界面的骨改建
Table2.
Bone remodeling at the interface between prosthesis and bone
2.2.2 假體周圍骨改建
按 Engh 和 Bobyn 法評定[6]，21 髖（80.8%）發生 1 度應力遮擋性骨吸收，只在股骨距處發生少量骨吸收；5 髖（19.2%）發生 2 度應力遮擋性骨吸收；無 3、4 度嚴重吸收性骨改建發生。1、2 度應力遮擋性骨吸收均發生在 Gruen 1、7 區，主要發生于術后 10～24 個月。
DEXA 檢查示，BMD 減少主要發生在 Gruen 1、2、6、7 區，BMD 增加主要發生在 Gruen 3、4、5 區。術后 2 年后 BMD 丟失進展緩慢。術后 5～8 年 BMD 穩定，而 8～9 年 BMD 丟失進展快，10 年后 BMD 趨于穩定。Gruen 1、2、4、6、7 區 BMD 變化率及總 BMD 變化率隨時間變化差異有統計學意義（P<0.05）；Gruen 3、5 區 BMD 變化率隨時間變化差異無統計學意義（P>0.05）。見表 3。
表3
DEXA 檢測術后各時間點 BMD 變化率（n=26，
，%）
Table3.
Change rate of BMD at each time point by DEXA detection (n=26, 
, %)
2.3 臨床療效評估
本組患者均獲隨訪，隨訪時間 15 年 2 個月～20 年 4 個月，中位隨訪時間 16 年 6 個月。Harris 評分從術前（51.1±6.2）分提高至末次隨訪時的（88.3±5.1）分，差異有統計學意義（t=–21.774，P=0.000）。僅 2 例發生輕度大腿痛（VAS 評分為 2 分），發生率 7.7%。隨訪期間均未發生股骨假體無菌性松動和假體翻修。
3 討論
THA 治療遵循的原則之一是假體應符合局部生物力學特征。通過對術后假體周圍骨改建模式分析和程度測定，能較好地反映假體與股骨生物力學性能的匹配程度以及假體周圍骨量的變化，為評價 THA 術后療效提供依據。THA 術后假體生存率取決于假體與骨相互作用的結果，因而骨改建對于假體的使用壽命和髖關節的穩定性至關重要。THA 術后由髖關節傳遞至股骨近端的載荷途徑發生改變，導致鄰近骨組織產生相應改變，包括一些區域吸收而另一些區域增生，這些遵循 Wolff 定律產生的骨組織改變[8]通常被稱為“適應性骨改建”。這種適應性骨改建的 X 線片表現通常包括假體與骨界面骨改建、假體周圍骨改建兩個方面。
3.1 假體與骨界面骨改建
假體和骨質量是影響假體與骨界面骨改建的重要因素，前者包括假體設計、材料和有微孔的表面涂層結構，后者包括股骨近端的負重能力、解剖結構及骨質疏松程度。
非骨水泥型假體通過粗糙面上的骨沉積，或骨長入到假體的多孔涂層而得到二期穩定（繼發穩定），假體的微動幅度、假體-骨界面的間隙是決定骨改建的關鍵因素，包括骨質量、載荷條件、壓配的數量、假體-骨界面間隙的存在、界面的摩擦系數以及手術固定技術等[9-10]。骨長入的 X 線片表現是出現點焊征、無 X 線透亮線。本組 69.2% 患者均顯示有典型的點焊征，無 X 線透亮線表現，表明本研究使用 AML 股骨假體行生物學固定可獲得良好的骨長入。分析原因可能是 92.3% 患者獲得良好的峽部壓配，假體的初始穩定性好，沒有假體微動，促進了骨長入。Engh 等[11]報道峽部壓配良好的患者骨長入發生率為 93%，而峽部壓配差的患者只有 69% 發生骨長入。本研究股骨峽部壓配良好患者骨長入發生率為 95.8%，高于壓配不良患者，但差異無統計學意義，考慮可能與樣本量小相關。許多學者[12]認為初始固定依賴于足夠的界面壓配，過高的壓配常導致術中、術后發生股骨骨折。我們的經驗是：① 術前進行精確模板測量，指導術中假體型號選擇；② 術中 C 臂 X 線機透視查看股骨填充情況；③ 在打入股骨假體過程中，避免暴力擊打假體，應控制擊打力度，增加擊打次數，逐漸打入。最終達到既能避免術中、術后發生股骨骨折，又能獲得良好的峽部壓配，使假體初始穩定的目的。如峽部壓配不良，假體-骨界面相對移動大，可降低骨長入概率，從而導致假體-骨界面纖維組織形成，降低假體初始穩定性，假體周圍骨形成持續破裂，將導致大腿痛和最終假體松動。
文獻報道長入假體微孔內的骨小梁組織承受一部分應力載荷，在載荷應力刺激下骨小梁逐漸增粗，即形成典型骨性固定標志的所謂髓腔內骨化現象。當出現此類 X 線片表現時，也可表明假體已獲得理想的骨性生物固定[13]。本組 AML 股骨假體髓腔內骨化發生率較低，僅為 3.8%，與 AML 股骨假體髓腔壓配好、初始穩定性好相關。本組部分患者在股骨柄光滑段的 Gruen 3、5、10、12 區出現骨硬化反應線，而未出現在股骨柄近端的微孔涂層區，這也提示 AML 股骨假體在植入后確實已獲得了良好的骨長入及假體穩定。
錐形柄假體皮質增生的發生率較低，如 Mallory 柄為 11%，CLS 柄為 0。圓柱柄的皮質增生發生率較高，如 HG 柄為 30%，AML 柄為 19%[13]。因圓柱柄為遠端固定，易導致遠端反應性骨肥厚及近端骨萎縮。本研究結果與之相似。AML 柄發生皮質增生概率較高，我們認為可能與假體彈性模量高，以及載荷從假體傳至股骨峽部，遠端發生皮質增生，近端因應力遮擋致骨吸收和骨量丟失有關。
3.2 假體周圍骨改建
假體周圍的骨改建可采用影像學和 BMD 來測量，其主要由植入假體的幾何形態設計和股骨的解剖結構所決定[6]。不同的股骨柄假體，因幾何形態設計不同，假體材料不同，所產生的應力傳遞形式也不同，最終將影響適應性骨改建的表現。目前臨床常用的股骨柄假體有圓柱柄、解剖柄、錐形柄 3 種。本研究采用的 AML 股骨假體設計屬于圓柱柄，為遠端固定，固定部位近側易發生應力遮擋性骨丟失。該假體材料為鈷鉻鉬，彈性模量大于骨組織，假體柄越粗，彈性模量越大，應力沿假體傳遞，隨時間延長，假體近端骨組織失去應力進而出現骨丟失現象，因此遠期療效堪憂[1]。在眾多適應性骨改建 X 線征中，最為常見的是股骨距吸收，這一 X 線征通常是由股骨距發生應力遮擋性骨吸收所致。而股骨柄假體植入股骨髓腔后，本應由股骨距承受的載荷轉向股骨柄假體遠端承受，是產生這一 X 線征的根本原因。因此，凡存在股骨距嚴重吸收者，通常伴有股骨柄假體遠端的骨皮質增生[6]。
骨水泥型和生物型股骨柄假體均有一定的應力遮擋作用，導致假體周圍骨丟失[6]。應力遮擋主要與假體周圍界面的結合特性和假體的剛度有關，特別是前者；此外，還與髖關節的負荷特點，假體周圍結構的力學性能、假體類型、股骨假體髓腔內位置、植入時間、有無頸領等有關。文獻報道在 THA 術后 1 年骨改建變化較快，之后假體周圍骨質量變化較小，趨于穩定[14]。劉延青等[12]報道術后 11～12 年，AML 股骨假體周圍骨丟失多見于 Gruen 1、2、6、7 區，發病率為 43%～85%，3、4、5 區發生率低，原因是 AML 股骨假體為遠端固定，在髓腔內的 3、5 區與骨結合，固定部位近側易發生應力遮擋性骨丟失，在遠側不發生應力遮擋性骨丟失。骨丟失在術后 5～8 年間變化不大，而 8～9 年進展快，10 年后骨丟失發展趨于穩定。個別患者骨丟失發生順序是由近側 1、7 區開始，逐漸向遠側 3、5 區發展。本研究應力遮擋性骨吸收為 1、2 度，且主要發生在 1、7 區。分析原因，股骨假體柄直徑均較小，為 9～11 mm，與國人普遍身材較小相關；而國外報道假體直徑一般都大于 13.5 mm，假體直徑越大，越容易產生更大的應力遮擋。
術后 DEXA 測定示，BMD 減少主要在假體近端的 Gruen 1、2、6、7 區，BMD 增加主要在假體遠端的 Gruen 3、4、5 區，且 BMD 減少以 Gruen 7 區最為明顯。考慮原因為 AML 股骨假體為圓柱柄設計，其橫截面積從近端到遠端逐漸減小。根據彈性模量理論，假體的軸向、屈曲剛度均隨其橫斷面或柄直徑增加而增加，因此假體的剛度從近端到遠端逐漸減小。假體和股骨的剛度是骨改建關鍵決定因素。Gruen 3、4、5 區 BMD 增加考慮與涂層遠端邊界附近髓腔內骨化和骨皮質肥大相關。假體和股骨的剛度越匹配，其產生的應力遮擋越小[6]。由于假體近端的剛度會超過股骨剛度，將導致假體的近端剛度與股骨不匹配，進而增加近端股骨應力遮擋的程度，造成近端骨量丟失較多。本研究股骨假體為 5/8 多孔表面涂層，股骨近端骨吸收較嚴重。此后，在遺傳、各種激素、細胞及生長因子、內環境及局部微環境因素等生物因素的影響下，以及不斷受到力學因素的影響與調控下[8]，骨量逐漸恢復，當這一調節趨于穩定時，骨量不再改變，從而出現了 BMD 的重新分布。
大腿痛是非骨水泥型 THA 術后常見并發癥[15]。發生大腿痛的主要因素包括假體微動、假體的幾何設計、假體材料及假體直徑。本組 24 例中位隨訪時間 16 年 6 個月，僅 2 例出現輕度大腿痛，無中度或重度大腿痛，較國外報道發生率[5]更低。主要原因是：① 本組股骨假體柄直徑較小，應力遮擋小，而應力遮擋是大腿疼痛原因之一；② 較柔軟的股骨與堅硬的金屬緊貼，假體柄遠端產生微動，也是導致大腿疼痛的原因之一。
本研究為我們選擇假體類型提供了參考：① 假體材料：鈦合金彈性模量較小，可減少應力遮擋；② 假體幾何形態：錐形柄具有更好的骨改建模式，錐度設計有利于載荷從假體傳至股骨干骺端，較符合正常的生理應力分布；③ 短柄可獲得更好的股骨近端應力傳導，減少骨量丟失[4]；④ 近端涂層假體優于廣泛涂層假體，可減少股骨近端骨量丟失。
綜上述，應用 AML 股骨假體行 THA 術后具有良好的骨改建模式，遠期臨床效果良好，但近端由于應力遮擋所產生的骨吸收應密切關注。
作者貢獻：李永旺負責實驗設計、資料收集、文章撰寫；何榮麗負責資料收集及數據統計；張謙、祁輝負責文獻查閱及資料收集；安明參與資料收集；孫俊英負責手術實施及資料收集；宋興建對文章的知識性內容作批評性審閱；馬文海負責審校文章。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。
機構倫理問題：研究方案經保定市第一中心醫院倫理委員會批準（快［2020］001 號）。
人工全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）后假體周圍骨丟失是影響患者生活質量的嚴重問題之一，應力遮擋和骨溶解是主要原因[1]。應力遮擋導致的骨密度改變在骨水泥型及生物型 THA 中均有發生，骨密度的重新分布大多發生于術后 2 年內[2]，進而導致骨量減少，假體松動，最終導致翻修[3]。髓腔解剖交鎖（anatomic medullary locking，AML）股骨假體（Depuy 公司，美國）為圓柱柄，依靠假體與骨在股骨峽部壓配可達到早期固定及即刻穩定，為遠端固定型假體。股骨峽部壓配固定可對假體提供可靠支持，但近側由于應力遮擋將產生骨吸收[1]，因此遠期療效堪憂。現回顧分析 1997 年 11 月—2003 年 1 月我們采用 AML 股骨假體行 THA 治療的 24 例（26 髖）患者臨床資料，探討術后假體周圍骨改建情況并評價其遠期臨床療效。報告如下。
1 臨床資料
1.1 患者選擇標準
納入標準：① 符合 THA 適應證，無凝血功能障礙；② 美國麻醉師協會（ASA）分級≤Ⅲ 級；③ 患者知情同意并配合治療；④ 臨床和影像學隨訪資料完整。排除標準：① 髖關節外展肌力喪失或相對減弱者；② 髖關節腫瘤、髖關節結核、化膿性髖關節炎及心腦腎嚴重病變不能耐受置換手術者；③ 病理性病變者；④ 術側肢體需同時行其他手術者。
1.2 一般資料
本組男 12 例，女 12 例；年齡 32～69 歲，平均 53.7 歲，其中 32～50 歲 8 例、51～69 歲 16 例。左髖 10 例，右髖 12 例，雙髖 2 例。體質量 40～81 kg，平均 63.75 kg。術前診斷：股骨頭缺血性壞死 5 例（5 髖），髖臼發育不良繼發骨關節炎 6 例（7 髖），股骨頸骨折 6 例（6 髖），原發性骨關節炎 2 例（2 髖），翻修術 3 例（3 髖），強直性脊柱炎 1 例（2 髖），股骨頭骨折 1 例（1 髖）。
1.3 手術方法
手術均由同一高年資醫師實施，雙髖均為同期手術，術中采用 AML 股骨假體。患者于持續硬膜外麻醉聯合蛛網膜下腔阻滯麻醉或全麻下取側臥位，采用改良 Hardinge 入路，以股骨大轉子頂點為中點作長 8～10 cm 直接外側切口，逐層切開，將前 1/3 臀中肌及其下的臀小肌從大轉子前方鈍性剝離，切除前關節囊后屈髖并內收、外旋肢體，使髖關節前脫位。在小轉子尖上方 10～15 mm 處截斷股骨頸并取出股骨頭。去除髖臼底及髖臼周緣骨贅及增生組織，髖臼銼磨銼至軟骨下骨均勻滲血，術中透視下植入髖臼假體及內襯。內收、外旋髖關節，顯露股骨近端，在大轉子梨狀窩處開口器開口，以保證假體在髓腔中處于中立位；股骨擴髓，髓腔鉆由小到大逐漸擴髓，直至髓腔鉆遠端出現骨泥為止。常規選擇比最后擴髓的髓腔鉆直徑大 0.5 mm 的假體型號；當骨質較差時，選用與髓腔鉆直徑相同的假體型號，使假體在股骨峽部與股骨髓腔內、外側皮質骨緊密接觸。復位髖關節，檢查各方向穩定性良好，無脫位。沖洗，置引流管 1 根，修復前 1/3 臀中肌，切口周圍注射雞尾酒鎮痛，逐層縫合。
1.4 圍術期處理
術前 30 min 給予預防性抗生素，應用至術后 24～48 h。術后切口定期換藥。術后第 2 天下地，6 周內（雙髖患者 8 周內）扶拐部分負重行走，此后完全負重行走。
1.5 觀測指標
1.5.1 影像學評估
術后即刻攝 X 線片評價股骨峽部壓配情況。股骨柄假體生物學固定以 Engh 標準[4]評定，分為骨長入、穩定的纖維固定、不穩定。采用 Brooker 法[5]評定術后異位骨化發生情況。
1.5.2 骨改建評估
① 假體與骨界面骨改建：術后 6 周、3 個月、6 個月、1 年及之后每年通過 X 線片或 CT 進行研究。記錄骨反應的類型、區域（按 Gruen 分區[4]記錄）、發生率及出現時間。骨反應類型分為增生性骨反應：點焊征、髓腔內骨化、骨硬化線、基座征、股骨皮質肥大；吸收性骨反應：骨溶解（行 CT 檢查）、透亮線（區）、髓腔擴大征。
② 假體周圍骨改建：采用影像學和骨密度（bone mineral density，BMD）測量來觀察。影像學：通過術后 6 周、3 個月、6 個月、1 年及之后每年 X 線片，股骨近端應力遮擋性骨吸收根據 Engh 和 Bobyn 法評定[6]，按 Gruen 分區記錄。BMD：術后 6 個月及 1、2、3、5、8、9、10、12 年，通過雙能 X 線吸收比色法（dual energy X-ray absorptiometry，DEXA）進行 BMD 檢查[6]，按 Gruen 分區記錄。術后假體周圍 BMD 變化率=（術側 BMD?對照側 BMD）/對照側 BMD×100%；總 BMD 變化率是 Gruen 1～7 區各區 BMD 變化率的總和。本組除 6 例股骨頸骨折患者將對側測定值作為患側術后相應部位 BMD 的對照外，其余患者則將術前同側測定值作為術后對照。
1.5.3 臨床療效評估
采用 Harris 評分標準[7]評估臨床療效；大腿痛采用疼痛視覺模擬評分（VAS）[6]評定。
1.6 統計學方法
采用 SPSS17.0 統計軟件進行分析。計量資料正態分布以均數±標準差表示，組間比較采用重復測量方差分析或配對 t 檢驗；計數資料組間比較采用 Fisher 確切概率法；檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 影像學評估
術后即刻根據 Engh 標準評定，24 髖（92.3%）股骨峽部壓配良好，2 髖（7.7%）股骨峽部壓配不良。24 髖（92.3%）為骨長入，2 髖（7.7%）為穩定的纖維固定，無假體不穩定發生。股骨峽部壓配良好患者骨長入發生率高于壓配不良患者，纖維固定發生率低于壓配不良患者，但兩組比較差異無統計學意義（P=0.151），見表 1。根據 Brooker 法[5]評定，術后 3～6 個月發生異位骨化 1 度 2 例、2 度 2 例、3 度 1 例。
表1
股骨峽部壓配與生物學固定（%）
Table1.
Femoral isthums compression and biological fixation (%)
2.2 骨改建評估
2.2.1 假體與骨界面骨改建
增生性骨反應多見于 Gruen 2、3、4、5、6、10、11、12 區，主要發生于術后 6～20 個月，發生率為 3.8%～69.2%，其中點焊征發生率最高。吸收性骨反應均為骨溶解，多見于 Gruen 1、7 區，主要發生于術后 8 年后，發生率為 42.3%，未見透亮線（區）、髓腔擴大征發生。見表 2、圖 1。
圖1
假體與骨界面及假體周圍骨改建
a. 股骨皮質肥大、基座征；b. 骨溶解；c. 1 度應力遮擋性骨吸收；d. 骨硬化線；e. 髓腔內骨化；f. 點焊征
Figure1. Bone remodeling at the interface between prosthesis and bone and around prosthesisa. Cortical hypertrophy, pedestal; b. Osteolysis; c. The stress-shielding of level 1; d. Osteosclerosis line; e. Intramedullary ossification; f. Spot welding
表2
假體與骨界面的骨改建
Table2.
Bone remodeling at the interface between prosthesis and bone
2.2.2 假體周圍骨改建
按 Engh 和 Bobyn 法評定[6]，21 髖（80.8%）發生 1 度應力遮擋性骨吸收，只在股骨距處發生少量骨吸收；5 髖（19.2%）發生 2 度應力遮擋性骨吸收；無 3、4 度嚴重吸收性骨改建發生。1、2 度應力遮擋性骨吸收均發生在 Gruen 1、7 區，主要發生于術后 10～24 個月。
DEXA 檢查示，BMD 減少主要發生在 Gruen 1、2、6、7 區，BMD 增加主要發生在 Gruen 3、4、5 區。術后 2 年后 BMD 丟失進展緩慢。術后 5～8 年 BMD 穩定，而 8～9 年 BMD 丟失進展快，10 年后 BMD 趨于穩定。Gruen 1、2、4、6、7 區 BMD 變化率及總 BMD 變化率隨時間變化差異有統計學意義（P<0.05）；Gruen 3、5 區 BMD 變化率隨時間變化差異無統計學意義（P>0.05）。見表 3。
表3
DEXA 檢測術后各時間點 BMD 變化率（n=26，，%）
Table3.
Change rate of BMD at each time point by DEXA detection (n=26, , %)
2.3 臨床療效評估
本組患者均獲隨訪，隨訪時間 15 年 2 個月～20 年 4 個月，中位隨訪時間 16 年 6 個月。Harris 評分從術前（51.1±6.2）分提高至末次隨訪時的（88.3±5.1）分，差異有統計學意義（t=–21.774，P=0.000）。僅 2 例發生輕度大腿痛（VAS 評分為 2 分），發生率 7.7%。隨訪期間均未發生股骨假體無菌性松動和假體翻修。
3 討論
THA 治療遵循的原則之一是假體應符合局部生物力學特征。通過對術后假體周圍骨改建模式分析和程度測定，能較好地反映假體與股骨生物力學性能的匹配程度以及假體周圍骨量的變化，為評價 THA 術后療效提供依據。THA 術后假體生存率取決于假體與骨相互作用的結果，因而骨改建對于假體的使用壽命和髖關節的穩定性至關重要。THA 術后由髖關節傳遞至股骨近端的載荷途徑發生改變，導致鄰近骨組織產生相應改變，包括一些區域吸收而另一些區域增生，這些遵循 Wolff 定律產生的骨組織改變[8]通常被稱為“適應性骨改建”。這種適應性骨改建的 X 線片表現通常包括假體與骨界面骨改建、假體周圍骨改建兩個方面。
3.1 假體與骨界面骨改建
假體和骨質量是影響假體與骨界面骨改建的重要因素，前者包括假體設計、材料和有微孔的表面涂層結構，后者包括股骨近端的負重能力、解剖結構及骨質疏松程度。
非骨水泥型假體通過粗糙面上的骨沉積，或骨長入到假體的多孔涂層而得到二期穩定（繼發穩定），假體的微動幅度、假體-骨界面的間隙是決定骨改建的關鍵因素，包括骨質量、載荷條件、壓配的數量、假體-骨界面間隙的存在、界面的摩擦系數以及手術固定技術等[9-10]。骨長入的 X 線片表現是出現點焊征、無 X 線透亮線。本組 69.2% 患者均顯示有典型的點焊征，無 X 線透亮線表現，表明本研究使用 AML 股骨假體行生物學固定可獲得良好的骨長入。分析原因可能是 92.3% 患者獲得良好的峽部壓配，假體的初始穩定性好，沒有假體微動，促進了骨長入。Engh 等[11]報道峽部壓配良好的患者骨長入發生率為 93%，而峽部壓配差的患者只有 69% 發生骨長入。本研究股骨峽部壓配良好患者骨長入發生率為 95.8%，高于壓配不良患者，但差異無統計學意義，考慮可能與樣本量小相關。許多學者[12]認為初始固定依賴于足夠的界面壓配，過高的壓配常導致術中、術后發生股骨骨折。我們的經驗是：① 術前進行精確模板測量，指導術中假體型號選擇；② 術中 C 臂 X 線機透視查看股骨填充情況；③ 在打入股骨假體過程中，避免暴力擊打假體，應控制擊打力度，增加擊打次數，逐漸打入。最終達到既能避免術中、術后發生股骨骨折，又能獲得良好的峽部壓配，使假體初始穩定的目的。如峽部壓配不良，假體-骨界面相對移動大，可降低骨長入概率，從而導致假體-骨界面纖維組織形成，降低假體初始穩定性，假體周圍骨形成持續破裂，將導致大腿痛和最終假體松動。
文獻報道長入假體微孔內的骨小梁組織承受一部分應力載荷，在載荷應力刺激下骨小梁逐漸增粗，即形成典型骨性固定標志的所謂髓腔內骨化現象。當出現此類 X 線片表現時，也可表明假體已獲得理想的骨性生物固定[13]。本組 AML 股骨假體髓腔內骨化發生率較低，僅為 3.8%，與 AML 股骨假體髓腔壓配好、初始穩定性好相關。本組部分患者在股骨柄光滑段的 Gruen 3、5、10、12 區出現骨硬化反應線，而未出現在股骨柄近端的微孔涂層區，這也提示 AML 股骨假體在植入后確實已獲得了良好的骨長入及假體穩定。
錐形柄假體皮質增生的發生率較低，如 Mallory 柄為 11%，CLS 柄為 0。圓柱柄的皮質增生發生率較高，如 HG 柄為 30%，AML 柄為 19%[13]。因圓柱柄為遠端固定，易導致遠端反應性骨肥厚及近端骨萎縮。本研究結果與之相似。AML 柄發生皮質增生概率較高，我們認為可能與假體彈性模量高，以及載荷從假體傳至股骨峽部，遠端發生皮質增生，近端因應力遮擋致骨吸收和骨量丟失有關。
3.2 假體周圍骨改建
假體周圍的骨改建可采用影像學和 BMD 來測量，其主要由植入假體的幾何形態設計和股骨的解剖結構所決定[6]。不同的股骨柄假體，因幾何形態設計不同，假體材料不同，所產生的應力傳遞形式也不同，最終將影響適應性骨改建的表現。目前臨床常用的股骨柄假體有圓柱柄、解剖柄、錐形柄 3 種。本研究采用的 AML 股骨假體設計屬于圓柱柄，為遠端固定，固定部位近側易發生應力遮擋性骨丟失。該假體材料為鈷鉻鉬，彈性模量大于骨組織，假體柄越粗，彈性模量越大，應力沿假體傳遞，隨時間延長，假體近端骨組織失去應力進而出現骨丟失現象，因此遠期療效堪憂[1]。在眾多適應性骨改建 X 線征中，最為常見的是股骨距吸收，這一 X 線征通常是由股骨距發生應力遮擋性骨吸收所致。而股骨柄假體植入股骨髓腔后，本應由股骨距承受的載荷轉向股骨柄假體遠端承受，是產生這一 X 線征的根本原因。因此，凡存在股骨距嚴重吸收者，通常伴有股骨柄假體遠端的骨皮質增生[6]。
骨水泥型和生物型股骨柄假體均有一定的應力遮擋作用，導致假體周圍骨丟失[6]。應力遮擋主要與假體周圍界面的結合特性和假體的剛度有關，特別是前者；此外，還與髖關節的負荷特點，假體周圍結構的力學性能、假體類型、股骨假體髓腔內位置、植入時間、有無頸領等有關。文獻報道在 THA 術后 1 年骨改建變化較快，之后假體周圍骨質量變化較小，趨于穩定[14]。劉延青等[12]報道術后 11～12 年，AML 股骨假體周圍骨丟失多見于 Gruen 1、2、6、7 區，發病率為 43%～85%，3、4、5 區發生率低，原因是 AML 股骨假體為遠端固定，在髓腔內的 3、5 區與骨結合，固定部位近側易發生應力遮擋性骨丟失，在遠側不發生應力遮擋性骨丟失。骨丟失在術后 5～8 年間變化不大，而 8～9 年進展快，10 年后骨丟失發展趨于穩定。個別患者骨丟失發生順序是由近側 1、7 區開始，逐漸向遠側 3、5 區發展。本研究應力遮擋性骨吸收為 1、2 度，且主要發生在 1、7 區。分析原因，股骨假體柄直徑均較小，為 9～11 mm，與國人普遍身材較小相關；而國外報道假體直徑一般都大于 13.5 mm，假體直徑越大，越容易產生更大的應力遮擋。
術后 DEXA 測定示，BMD 減少主要在假體近端的 Gruen 1、2、6、7 區，BMD 增加主要在假體遠端的 Gruen 3、4、5 區，且 BMD 減少以 Gruen 7 區最為明顯。考慮原因為 AML 股骨假體為圓柱柄設計，其橫截面積從近端到遠端逐漸減小。根據彈性模量理論，假體的軸向、屈曲剛度均隨其橫斷面或柄直徑增加而增加，因此假體的剛度從近端到遠端逐漸減小。假體和股骨的剛度是骨改建關鍵決定因素。Gruen 3、4、5 區 BMD 增加考慮與涂層遠端邊界附近髓腔內骨化和骨皮質肥大相關。假體和股骨的剛度越匹配，其產生的應力遮擋越小[6]。由于假體近端的剛度會超過股骨剛度，將導致假體的近端剛度與股骨不匹配，進而增加近端股骨應力遮擋的程度，造成近端骨量丟失較多。本研究股骨假體為 5/8 多孔表面涂層，股骨近端骨吸收較嚴重。此后，在遺傳、各種激素、細胞及生長因子、內環境及局部微環境因素等生物因素的影響下，以及不斷受到力學因素的影響與調控下[8]，骨量逐漸恢復，當這一調節趨于穩定時，骨量不再改變，從而出現了 BMD 的重新分布。
大腿痛是非骨水泥型 THA 術后常見并發癥[15]。發生大腿痛的主要因素包括假體微動、假體的幾何設計、假體材料及假體直徑。本組 24 例中位隨訪時間 16 年 6 個月，僅 2 例出現輕度大腿痛，無中度或重度大腿痛，較國外報道發生率[5]更低。主要原因是：① 本組股骨假體柄直徑較小，應力遮擋小，而應力遮擋是大腿疼痛原因之一；② 較柔軟的股骨與堅硬的金屬緊貼，假體柄遠端產生微動，也是導致大腿疼痛的原因之一。
本研究為我們選擇假體類型提供了參考：① 假體材料：鈦合金彈性模量較小，可減少應力遮擋；② 假體幾何形態：錐形柄具有更好的骨改建模式，錐度設計有利于載荷從假體傳至股骨干骺端，較符合正常的生理應力分布；③ 短柄可獲得更好的股骨近端應力傳導，減少骨量丟失[4]；④ 近端涂層假體優于廣泛涂層假體，可減少股骨近端骨量丟失。
綜上述，應用 AML 股骨假體行 THA 術后具有良好的骨改建模式，遠期臨床效果良好，但近端由于應力遮擋所產生的骨吸收應密切關注。
作者貢獻：李永旺負責實驗設計、資料收集、文章撰寫；何榮麗負責資料收集及數據統計；張謙、祁輝負責文獻查閱及資料收集；安明參與資料收集；孫俊英負責手術實施及資料收集；宋興建對文章的知識性內容作批評性審閱；馬文海負責審校文章。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。
機構倫理問題：研究方案經保定市第一中心醫院倫理委員會批準（快［2020］001 號）。
