文章来源：中华骨科杂志,2019,39(15):926-934 作者：王晓东 魏杰 郭秀生 牛佳伟 曹鑫杰 刘建友
探讨采用双动全髋关节假体的初次髋关节置换术的中期疗效。回顾性分析2010年5月至2013年3月采用双动全髋关节假体初次全髋关节置换术且有完整随访资料的患者101例，男45例，女56例；年龄（66.36±5.48）岁（范围58~77岁）。初次髋关节置换术的病因为股骨颈骨折35例、股骨头坏死33例、髋关节骨关节炎10例、髋关节发育不全继发骨关节炎18例、强直性脊柱炎5例。均采用髋关节后外侧入路，假体为双动全髋关节假体。术后评估Harris髋关节评分，观察假体的生物学固定效果、假体内脱位、骨溶解及髋臼杯的迁移情况。手术时间（80.68±6.59）min（范围70~90 min），术中出血量（180.67±18.76）ml（范围150~200 ml），切口均一期愈合。随访时间（65±3）个月（范围62~75个月）。Harris髋关节评分由术前（56.70±16.71）分提高至术后6个月的（94.17±1.88）分、术后1年的（94.18±1.89）分、术后3年的（94.24±1.95）分及末次随访的（94.26±1.91）分，不同随访时点的差异有统计学意义（F=448.38，P=0.00）。髋关节屈伸、内收外展和内旋外旋活动度分别为141.73°±6.56°、57.06°±3.83°、75.18°±4.00°，均较术前（分别为86.67°±16.70°、34.06°±7.05°、34.53°±7.45°）增加。术后3个月X线片显示骨整合良好，术中未发生髋臼和股骨干骨折、坐骨神经和股动静脉损伤，随访期间无关节脱位、感染及下肢深静脉血栓形成等并发症。髋臼杯在水平方向和垂直方向没有明显的迁移，18例有骨溶解的患者均无症状。双动全髋关节假体可提供良好的初始稳定性及中期稳定性，骨长入快，假体脱位率低，术后运动范围恢复良好，适用于65岁以上及有高术后脱位风险的较年轻的患者。资料与方法 纳入标准：①诊断为GardenⅢ~Ⅳ型股骨颈骨折、FicatⅣ期股骨头坏死、终末期髋关节发育不全继发骨关节炎、原发性髋关节骨关节炎、强直性脊柱炎；②采用法国赛弗第三代双动全髋关节假体的初次全髋关节置换；③主要观察临床疗效及影像学表现。排除标准：①65岁以下股骨颈骨折患者；②随访时间小于60个月；③影像学随访资料缺失；④不是同一术者施行手术的患者。本研究纳入2010年5月至2013年3月在我院采用双动全髋关节假体的初次全髋关节置换术患者101例，男45例，女56例；年龄（66.36±5.48）岁（范围58~77岁）。均为单侧，左侧61例、右侧40例。病因为Garden Ⅲ、Ⅳ型股骨颈骨折35例（34.7%）、Ficat Ⅳ期股骨头坏死33例（32.7%）、原发性髋关节骨关节炎10例（9.9%）、髋关节发育不全继发骨关节炎18例（17.8%）、强直性脊柱炎5例（5.0%）。采用法国赛弗第三代仿生双动全髋关节，包括双涂层生物固定型仿生双动髋臼和双涂层生物型股骨柄。其中双动髋臼由金属髋臼杯、双动的高交联聚乙烯内衬及球头组成。金属髋臼杯假体厚度3 mm，基本等同于骨性髋臼的软骨厚度；髋臼周缘有三排0.5 mm高的倒齿状凸起，顶部削平0.5 mm，周径增加1 mm，五道环形沟槽设计（图1）。图1 双动髋关节假体实物图。由金属髋臼杯、双动的高交联聚乙烯内衬、球头及生物型股骨柄组成 双动全髋关节的聚乙烯衬垫可在金属髋臼杯内自由旋转并主动捕捉金属球头，因而有两个不同的关节共用相同的运动中心。金属球头与聚乙烯衬垫之间是一个受约束的小关节，在植入物插入前通过特殊装置将两者组装在一起；另一个为聚乙烯衬垫与金属髋臼杯之间不受约束的大关节。双动全髋关节的屈曲主要发生在小关节的内部，内收外展和内外旋转也开始于小关节。如果股骨颈和聚乙烯衬垫的边缘接触，聚乙烯衬垫与金属髋臼杯之间不受约束的大关节就开始起作用，有效的活动范围将增加（图2）。
图2 双动髋关节假体大小关节运行机制图。金属外壳（品红色），高分子聚乙烯（青色），股骨头（黑色），股骨颈部（黄色） A大、小关节共用同一个运动中心 B双动髋关节运动开始于小关节，当股骨颈和聚乙烯衬垫的边缘接触，大关节就开始起作用 C只有股骨颈部与金属外壳撞击的情况下，大关节才会发生半脱位 所有手术均由本文通信作者完成。术前0.5 h常规使用头孢呋辛钠1.5 mg。（一）麻醉与体位：连续硬膜外麻醉，健侧卧位，用纱布薄垫及皮肤保护膜预先封闭会阴。（二）入路与显露：髋关节后外侧入路，分层切开皮肤及皮下组织，显露阔筋膜并纵行切开；钝性分离臀大肌，将臀中肌牵向前方；显露外旋肌群，于其止点1 cm处切断，标记线缝合以防其回缩。（三）病变处理及假体安装：'T'形切开关节囊，显露出股骨颈，于选定的截骨平面截骨，取出股骨头。以闭孔外缘、横韧带为标志，结合患者体位确定髋臼中心进行髋臼成形[8]，保持正确的前倾角和外展角。用髋臼锉由小到大磨锉髋臼至软骨下骨广泛渗血。选择合适的髋臼试模，将金属髋臼杯外上固定柱用折弯器折弯，固定柱位于髋臼11点或1点处，与髋臼缘基本贴附。于外展40°~45°、前倾15°~20°将相应型号的生物型金属髋臼杯敲击入髋臼窝内。沿固定孔于髂骨上钻孔，钻透双侧皮质，旋入相应长度的自攻螺钉；经金属髋臼杯基底部两孔向髋臼底钻孔，打入两枚带涂层的自锁锚固钉，旋紧髂骨上的自攻螺钉。股骨髓腔处理后安放相应型号的股骨柄假体及股骨头试模，复位检查髋关节松紧度适宜，测量双下肢基本等长，各方向活动髋关节无脱位及撞击。关节匹配良好后，安放压配好的金属球头和聚乙烯衬垫。复位髋关节，于伤口内留置一引流管经大腿前外侧引出，用不可吸收线缝合外旋肌群及关节囊于大转子上，分层缝合各层组织。（四）术后处理：术后预防性应用抗生素24 h，头孢呋辛钠1.5 mg，1次/8 h。术后24 h内拔除引流管。术后12 h开始给予抗凝治疗（低分子肝素钙，4 100 IU，皮下注射，1次/d），应用至术后第35天。术后第1天于床上行膝关节、踝关节主动屈伸活动及下肢直腿抬高活动；1天后复查X线片，在助行器保护下逐渐下地负重行走。6周后可脱离助行器正常行走。术后1、3、6、12个月及以后每年随访1次。术前、术后及末次随访时进行临床疗效及影像学评估。摄骨盆正位X线片、患髋侧位X线片、观察假体位置、骨溶解、假体松动。临床疗效评估包括髋关节功能评估、髋关节活动范围及并发症。（一）Harris髋关节评分[9]：通过髋关节疼痛程度、髋关节功能及活动范围进行疗效评价，满分100分，90分以上为优，80~90分为良，70~79分为可，小于70分为差。（二）假体的生物学固定效果：依据Engh标准进行假体的生物学固定评价[10]。①骨长入稳定型表现为假体多孔涂层周围无与其平行的反应性硬化线，且骨内膜新骨与多孔涂层之间接触形成'点状焊接'，即X线致密区；②纤维长入稳定型表现为假体多孔涂层周围出现与其平行的反应性硬化线，但无进展扩大、无假体移位；③稳定型表现为假体下沉或内翻、外翻、倾斜移位，晚期多孔涂层表面颗粒有脱落。（三）假体内脱位：通过在X线片上测量股骨球头中心与髋臼杯中心的偏移程度来判断假体内脱位。（四）骨溶解：根据Gruen分区方法[11]，股骨假体及其相关的界面被分为7个区域，内侧与外侧各3个区、柄尖端1个区，对股骨侧骨溶解进行评估。依据Delee-Charnley分区方法[12]，以股骨头中点为中心，作水平线和垂直线，将髋臼分为上（Ⅰ）、内（Ⅱ）、下（Ⅲ）三个区域，对髋臼侧骨溶解进行评估。（五）髋臼杯的迁移：通过Mimics图像处理软件测量髋臼杯在X线片水平方向迁移距离、垂直方向迁移距离及臼杯的倾斜角度。（六）髋关节活动度：用量角器测量髋关节屈伸、内收外展、内旋外旋活动度。采用SPSS 22.0统计软件（SPSS，美国）进行统计学分析。Harris髋关节评分以均数±标准差表示，手术前后的比较采用配对设计资料t检验，不同病因组Harris髋关节评分及髋关节活动度的比较采用单因素方差分析及两两比较q检验，不同性别组Harris髋关节评分及髋关节活动度的比较采用成组设计资料t检验，检验水准α值取双侧0.05。 结果
本组手术时间（80.68±6.59）min（范围70~90 min）。术中出血量（180.67±18.76）ml（范围150~200 ml），异体输血率为5%。术中假体安装后牵拉假体无任何微动，假体生物压配良好，初始稳定性满意。术中未发生髋臼骨折及股骨干骨折，无坐骨神经及股动静脉损伤。除1例患者术后2周发生急性感染外，其他患者术后切口均甲级愈合。本组随访（65±3）个月（范围62~75个月）。所有患者术后髋关节功能均良好，无关节脱位、关节松动及大腿疼痛等并发症（图3,图4）。 图3 女，68岁，左侧股骨颈骨折，Garden Ⅳ型。采用双动人工髋关节假体行左髋初次全髋关节置换术 A，B髋关节正侧位片示左侧股骨颈于头下呈横斜形完全断裂，股骨头移位明显，股骨颈段明显外旋和上移 C，D双动髋关节置换术后正侧位X线片示髋臼侧、股骨侧假体与骨贴附良好 E，F术后5年髋关节正侧位X线片示髋臼及股骨侧假体位置良好，未出现假体松动 
图4 女，65岁，双侧髋关节发育不全继发骨关节炎，双侧髋关节疼痛10余年，右侧较重，采用双动髋关节假体的初次全髋关节置换术 A，B髋关节正侧位X线片示右侧股骨头变扁并向上脱位，髋臼向上形成假臼，髋关节间隙基本消失，股骨头与髋臼相对面骨质硬化改变C，D双动髋关节置换术后正侧位X线片示髋臼假体位于真臼内，位置良好，初始稳定性好，髂骨钉及底部自攻锁钉固定良好E，F术后5年髋关节正侧位X线片示假体位置良好，螺钉无松动及断裂 手术前后Harris髋关节评分的差异有统计学意义（F=448.38，P=0.00）。术前Harris髋关节评分为（56.70±16.71）分、术后6个月为（94.17±1.88）分、术后1年为（94.18±1.89）分、术后3年为（94.24±1.95）分、末次随访为（94.26±1.91）分；术后6个月、1年、3年的Harris髋关节评分均大于术前（P<0.05），与末次随访时的差异无统计学意义（P>0.05）。末次随访时不同病因组髋关节Harris评分的差异有统计学意义（F=4.28，P=0.00）。不同病因组间两两比较均有差异，其中髋关节发育不全继发骨关节炎和强直性脊柱炎组Harris评分均小于其他病因组（表1）。
末次随访时男性组Harris髋关节评分为（94.00±1.93）分，女性组为（94.46±1.89）分，组间差异无统计学意义（t=1.22，P=0.23）。所有患者术后髋关节活动范围较术前明显增加。末次随访时髋关节屈伸、内收外展、内旋外旋范围分别为141.73°±6.56°、57.06°±3.83°、75.18°±4.00°，大于术前的86.67°±16.70°、34.06°±7.05°、34.53°±7.45°，差异均有统计学意义（t=43.15，P=0.00；t=28.89，P=0.00；t=46.57，P=0.00）。末次随访时不同病因组髋关节屈伸、内收外展、内旋外旋的差异均有统计学意义（P<0.05）。其中强直性脊柱炎组髋关节活动度基本接近生理范围，而小于其他病因组（P<0.05，表2）。
末次随访时不同性别组髋关节屈伸、内收外展、内旋外旋的差异均无统计学意义（P>0.05，表3）。
术后24 h摄X线片显示髋臼侧及股骨侧假体位置及生物学压配良好。术后3个月假体表面有良好的骨长入，假体-骨界面均获得骨性固定，髋臼杯假体位置良好，髋臼旋转中心未发生改变。末次随访时，X线片上髋臼杯在水平方向的迁移距离为（0.52±0.13）mm、垂直方向为（0.48±0.09）mm，倾斜角度为0.45°±0.11°，假体位置没有明显的改变。股骨球头中心与髋臼杯中心基本重叠，无偏心改变。在股骨侧，6例有局限于GruenⅠ区、4例局限于Ⅶ区的小于1 mm的透光线；在髋臼侧，5例有局限于Delee-CharnleyⅠ区、3例有局限于Ⅲ区的小于1 mm的透光线。随时间推移未见透光线增宽。骨溶解在所有病例中均无症状，不需要对假体组件进行翻修。1例患者术后2周发生急性感染，2周时给予1次清创处理，同时用原厂家的聚乙烯内衬进行更换，急性感染得到控制。3个月后感染复发，取出髋臼侧及股骨侧假体，髋臼假体取出时见髋臼金属外杯骨长入良好，假体表面被新鲜的骨质均匀覆盖（图5）；髋关节旷置，二期再次使用双动髋关节假体进行翻修。
图5 男，67岁，右侧股骨头坏死，初次行右侧全髋关节置换术，术后3个月发生关节感染，行假体取出髋关节旷置手术。翻修术中取出假体时，见髋臼假体表面骨长入良好（箭头所示） 术后无下肢深静脉血栓形成，无坐骨神经牵拉损伤的表现，无跛行，无肺炎、褥疮、泌尿系感染等术后早期并发症发生。随访期间无一例患者发生关节脱位、假体松动、假体周围骨折、大腿前方疼痛、髂骨处自攻螺钉断裂及迟发感染等并发症。 讨论 本研究结果提示双动全髋关节假体在初次全髋关节置换术后可获得满意的中期疗效。101例患者术后Harris评分较术前均有显著提高，髋关节活动范围接近正常，患者满意度高。Philippot等[13]报告384例双动髋关节假体置换，平均随访15.3年，术后无一例发生脱位，假体15年生存率达96.7%。本研究结果与上述文献一致。双动髋关节假体活动度接近生理范围，而日常生活中髋关节活动一般就维持在生理范围内。只有髋关节活动范围超过正常生理范围才容易发生脱位。 本组患者采用的双动髋关节为法国赛弗第三代产品，具有生物压配固定和螺钉固定的双重功能，金属髋臼杯厚度基本等同于骨性髋臼的软骨厚度，可以达到解剖置换，髋臼空间大小和位置基本不变。当金属髋臼杯打入骨性髋臼窝时，骨的弹性回缩与髋臼周缘齿状凸起紧密嵌合，形成良好的初始稳定；髋臼顶部削平，增加了髋臼杯的植入深度；周径增加，增加了髋臼杯与骨性髋臼壁的紧密度；环形沟槽设计增大了髋臼杯的表面积，可以获得良好的初始稳定性。第三代双动金属髋臼杯除压配固定外，还拥有三脚固定，使用朝向三个正交空间平面的两颗紧凑式涂层的自锁锚固钉和一颗高位固定的自攻螺钉获得。两颗锚固钉通过莫氏圆锥连锁到金属髋臼杯，一颗位于坐骨、另一颗位于髂耻隆起；高位固定螺钉的直径为4.5 mm，双层皮质，在45°方向上安装在髂骨中。此三点固定系统的设计旨在抵抗旋转和拉出力，并提供充分的主体固定。尤其对那些髋臼窝基底骨质较薄、较硬者，过多的磨锉容易导致臼底塌陷，通过三颗固定螺钉立体三角形设计可保证髋臼假体的初始稳定性。第三代双动髋关节的金属髋臼杯底的两枚自锁锚固钉表面是由钛喷涂加上活性羟基磷灰石涂层组成的双涂层，具有良好的孔隙率，能高效促进骨长入。与其他合金相比，钛金属具有骨长入密度更高、渗透更深、平均骨长入程度更大的优点。Bauer等[14]认为羟基磷灰石涂层假体具有假体周围的快速骨反应、增强假体固定、充填骨与假体之间的间隙防止纤维层出现、涂层和骨组织可以直接整合的优点，从而有利于骨长入，有利于假体获得长期稳定。文献报道中臼杯在邻近螺钉的区域较其他区域骨长入增多[15]。生物力学研究证明采用螺钉可以转化扭力为压力，从而在骨与假体表面增加预负荷和接触面积，促进骨长入[16]。本组1例术后3个月翻修术中取出髋臼假体，见髋臼金属外杯骨长入良好，假体表面被新鲜的骨质均匀覆盖，显示双动髋关节具有良好的骨长入。由于有良好的骨长入，随访中髋臼假体与基底的缝隙骨质填充良好，假体的中期稳定性良好。随着技术的成熟和假体设计的改良，全髋关节置换术后假体脱位发生率已大幅降低，但仍是最严重的早期并发症之一[17]。双动全髋关节假体最初的设计理念旨在增强短期和长期假体稳定性以及保持术后运动范围接近生理运动范围。双动全髋关节假体是Charnley的低摩擦原理[18]和McKee-Farrar理论[19]的巧妙结合；Charnley的低摩擦原理是使用一个与聚乙烯相连接的22.2 mm直径的球头来减小磨损；McKee-Farrar理论是使用一个与金属髋臼杯相连接的大直径聚乙烯衬垫（与大球头采用相同的方式）来提高植入装置的稳固性。双动全髋关节理论上可以起到一个大直径股骨头的作用，与传统的大直径股骨头植入物相比有更大的活动范围，与传统植入物相比可以增加30.5°屈曲、15.4°外展和22.4°外旋[20]。股骨颈与金属髋臼杯的边缘发生撞击时活动终止，避免了固定衬垫或金属髋臼杯的早期股骨颈撞击，从而提高植入物的稳定性，降低术后脱位的风险[21]。本组患者在术中肌肉和关节囊松弛的情况下，髋关节在各个方向上活动达到最大范围时均未发生假体脱位。既往很多研究都证实了双动全髋关节的低脱位率。Boyer等[22]观察了240例使用双动全髋系统行全髋关节置换术的患者，术后无一例发生髋关节脱位。Tarasevicius等[23]比较了股骨颈骨折患者采用双动全髋关节假体与传统全髋关节假体置换的脱位率，56例使用传统全髋关节假体的患者8例发生脱位、42例使用双动全髋关节假体的患者没有出现脱位。Bouchet等[24]报告，传统后路植入的28 mm球头和聚乙烯内衬假体的术后脱位率为4.63%，而双动全髋关节假体的脱位率为0。本研究随访5年以上，未出现一例假体脱位，与文献结果相符，证实双动全髋关节假体术后脱位率低。18例髋关节发育不良骨关节炎和5例强直性脊柱炎患者均为术后易出现髋关节脱位的高危人群，但术后未发生假体脱位，且活动范围较术前明显增加，疗效满意。因此，对术后具有较高的假体脱位风险的患者，双动髋关节是首选的假体。双动全髋关节的聚乙烯内衬涉及两个接触面的摩擦，因此聚乙烯衬垫的磨损一直是争论的焦点。由于磨损导致内衬边缘保持力下降、骨溶解等相关并发症在第一代双动全髋关节的应用中有广泛的报道[5]。高交联聚乙烯衬垫的应用，采用更光滑和更细的股骨颈，使内衬磨损率大大减低，相关的并发症明显减少[6]。双动全髋关节的高交联聚乙烯内衬具有独特的股骨头仿生学概念设计，内外双界面均可滑动，使其与双动髋臼、球头间运动的磨损率极低。双动髋臼的同级运动避免了由固定内衬与球头之间的内部单向摩擦所产生的磨损。大多数的运动发生在金属球头与聚乙烯内衬之间，只有大幅度的运动才会涉及内衬与金属髋臼之间的摩擦。Lautridou等[25]的研究显示双动全髋关节中高交联聚乙烯内衬的凸面磨损率为（37±29）mm3/年，凹面磨损率为（22±39）mm3/年，总磨损率为（54±50）mm3/年。与Ceharnley全髋关节置换术中固定内衬平均年磨损值（35~94 mm3）比较，双动髋关节并没有增加高交联聚乙烯的总磨损量。尽管高交联聚乙烯内衬的体外试验和早期临床数据与传统聚乙烯内衬相比都显示出令人鼓舞的结果，但仍需长期随访观察。假体内脱位是双动全髋关节假体的一个特有的并发症。假体内脱位被定义为在双动全髋关节中股骨球头从聚乙烯内衬中分离出来、聚乙烯内衬从金属髋臼杯中脱出，在大多数情况下股骨球头仍在金属髋臼杯中，因此称为假体内脱位。Lecuire等[26]将假体内脱位分为三种类型：Ⅰ型，在单纯性磨损情况下发生的假体内部脱位，双动运作正常；Ⅱ型，在髋臼松动并伴有严重金属颗粒的情况下发生的假体内部脱位；Ⅲ型，由原位聚乙烯堵塞引起的假体内部脱位。从1995年以来，聚乙烯衬垫设计经历了几次改良，不同程度上减少了上述三种类型假体内脱位的发生率。在2012年的文献中，随着高交联聚乙烯内衬的应用，假体内脱位的风险已经大大降低，第三代双动全髋关节的假体内脱位率已降至0.3%[27]。Vielpeau等[6]分析了435例使用双动全髋关节假体行全髋关节置换的患者，平均随访时间为16.5年，假体内脱位率为0.9%。在最新的文献报道中，10 783髋初次双动全髋关节置换术后122髋发生假体内脱位，脱位率为1.1%[28]。本研究中，随访时通过观察髋关节活动时有无卡顿、台阶感及髋关节周围有无憋胀来推断假体内脱位的情况，所有患者髋关节活动均自如，无上述不适感出现，X线片也没有股骨金属球头在髋臼内的偏心表现。诊断双动全髋关节假体内脱位比较困难，因为聚乙烯内衬在普通的影像学上不显影，需通过X线片上股骨球头在金属臼杯内的偏心表现来推断。进一步行CT扫描可以确定诊断。手术医生应该意识到脱位后的聚乙烯内衬会发生迁移，迁移至周围软组织中，甚至可能被困在骨盆内。一些病例报告描述了在翻修手术中假体内脱位的表现，发现脱落的聚乙烯内衬位于臀部肌肉组织或髋关节囊中[4]。本研究为回顾性研究，病例数量相对较少，纳入的患者不是单一病因所致，个别患者通过手机微信随访，髋关节活动范围无法得到精准的测量，使临床功能评估结果有一定的偏差。目前对聚乙烯衬垫的磨损缺乏监测仪器。本组仅1例于初次置换术后3个月进行翻修，假体使用时间短，术中未见聚乙烯衬垫有磨损。因此，对聚乙烯衬垫的磨损程度难以作出判断。
参考文献（略）
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