采用金属重建杯行髋关节翻修术的临床疗效

Abstract

Objective

To explore the clinical outcomes of acetabular revision using a metal reconstruction cage.

Methods

Between October 2006 and October 2013, 16 patients (16 hips) underwent acetabular revision with a metal reconstruction cage. There were 4 males and 12 females, with the mean age of 62.7 years (range, 49-78 years). The time from total hip arthroplasty to revision was 3-15 years (mean, 8.2 years). The causes for revision were aseptic acetabular loosening in 15 cases, and femoral periprosthetic fracture (Vancouver type B3) in 1 case. According to the American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) classification, there were 12 cases of type III and 4 cases of type IV; according to the Paprosky classification, there were 12 cases of type IIIA and 4 cases of type IIIB. Harris score was used for hip function evaluation, and visual analogue scale (VAS) for pain in the thigh. X-ray films were taken for imaging evaluation.

Results

Healing of incision by first intention was obtained in all patients. Deep venous thrombosis occurred in 1 patient, and was cured after anticoagulation therapy. No complications of infection, neurovascular injury, and prosthetic dislocation were found. Sixteen patients were followed up 6.8 years on average (range, 2-9 years). The Harris score was significantly increased from preoperative 42.44±4.66 to 91.88±3.28 at last follow-up (t=–106.30, P=0.00). Two patients had mild pain in the thigh, but pain disappeared at 1 year after operation. At immediate after operation, the abduction angle was 37-54° (mean, 42.9°). The distance between acetabular rotation centre and teardrop line was (33.67±12.19) mm for preoperative value and was (20.67±9.63) mm for postoperative value, showing significant difference (t=–9.60, P=0.00). The distance between acetabular rotation centre and lateral teardrop was (34.98±12.30) mm for preoperative value and was (40.04±6.61) mm for postoperative value, showing significant difference (t=–3.15, P=0.00). X-ray film results showed bony fusion at the osteotomy sites at 4 to 12 months after operation. No continuous radiolucent line, prosthetic dislocation, or osteolysis was found, and bony ingrowth was observed in all patients. No patient received re-revision due to prosthetic loosening.

Conclusion

The metal reconstruction cage for acetabular revision can achieve good effectiveness for patients with serious bone defect.

臼杯假体松动合并髋臼侧骨缺损在髋关节翻修手术中常见，修复骨缺损、有效固定臼杯是决定翻修手术成功与否的关键因素之一^[1]。既往主要采用植骨重建联合半球形臼杯生物学固定翻修，该术式治疗 Paprosky ⅡA 和ⅡB 型轻度骨缺损疗效满意，但治疗缺损范围>50% 的 PaproskyⅡC、ⅢA 和ⅢB 型严重骨缺损时，手术失败风险较高^[2]。另外，髋关节中心近移或选择超大型臼杯、椭圆形臼杯、定制臼杯等翻修方法也不适用于这类严重骨缺损者，同样易发生手术失败。带增强设计的钽金属臼杯虽在理论上能克服上述各类方法缺点，但尚缺乏中、远期疗效验证^[3]。鉴于上述方法均存在缺点，一些学者主张将金属重建杯用于髋臼侧翻修手术，该假体能兼顾骨缺损修复、臼杯固定、恢复正常髋中心以及下肢等长等翻修目的^[4]，但目前有关其临床应用疗效报道较少。2006 年 10 月—2013 年 10 月，我们采用金属重建杯对 16 例（16 髋）患者行髋关节翻修术，现回顾分析患者临床资料，总结该方法疗效，以期为临床翻修方法选择提供参考。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 一般资料

纳入标准：① 累及髋臼 50% 以上的节段性、腔隙性骨缺损以及节段性合并腔隙性骨缺损者；② 合并腔隙性缺损的骨盆失连征者；③ 骨缺损分型为 PaproskyⅡC、ⅢA、ⅢB 型，或美国骨科医师协会（AAOS）分型Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型。

本组男 4 例，女 12 例；年龄 49～78 岁，平均 62.7 岁。左髋 10 例，右髋 6 例。初次行人工全髋关节置换术原因：髋关节发育不良 4 例，股骨头无菌性坏死 6 例，创伤性关节炎 3 例，髋关节骨关节炎 3 例。初次关节置换至本次翻修术时间为 3～15 年，中位时间 8.2 年。翻修原因：假体无菌性松动 15 例，Vancouver B3 型股骨柄假体周围骨折 1 例。所有患者翻修术前均常规行双髋正位、患髋正侧位 X 线片以及 CT 等影像学检查。骨缺损 AAOS 分型：Ⅲ型 12 例，Ⅳ型 4 例；Paprosky 分型：ⅢA 型 12 例，ⅢB 型 4 例。髋关节功能术前 Harris 评分为（42.44±4.66）分。

1.2. 金属重建杯设计

① Lima 金属重建杯（Lima 公司，意大利）由上段 3 翼延伸钢板、中段金属杯和下段金属钩构成（图 1a），材质为钛合金。中段金属杯的上方负重区为密集螺孔设计，既有利于负重区螺钉的垂直固定，又有利于聚乙烯臼杯的骨水泥固定；而中、下方为条带状钢板加沟槽状设计。② Link 金属重建杯（Link 公司，德国）由上段 2 翼延伸钢板、中段金属杯和下段 1 翼延伸钢板构成（图 1b），材质为不锈钢。整个中段金属杯均附有密集螺孔，以确保骨水泥能透过螺孔与深层植骨区固定。金属杯的笼罩设计较大、较深，可几乎全覆盖聚乙烯臼杯。其上、下段延伸钢板均附有螺孔设计，以利螺钉固定。该金属重建杯的总体稳定主要由上段延伸钢板与髂骨固定和下段延伸钢板或金属钩与坐骨固定共同完成。聚乙烯臼杯均采用骨水泥与金属重建杯及其后方的植骨层固定，聚乙烯臼杯可不受重建杯的影响，独立选择理想的外展角和前倾角进行固定。

图 1.

Appearance of metal reconstruction cage　a. Lima reconstruction cage; b. Link reconstruction cage

金属重建杯外观　a. Lima 金属重建杯；b. Link 金属重建杯

1.3. 治疗方法

1.3.1 术前计划　术前根据 X 线片和 CT 确定骨缺损部位、范围及类型等；借助模板测量确定髋关节中心、金属重建杯植入髋臼内位置和规格，以及螺钉经延伸钢板钻入的位置和方向等。

1.3.2 手术方法　全麻下，患者取侧卧位，按原切口（10 例）或后外侧入路（6 例），显露可供上延伸钢板固定的髂骨，以及包括髋臼后壁、后柱和坐骨在内的整个髋臼。如股骨柄假体严重下沉导致股骨大转子严重上移、髋关节间隙过于狭窄而影响手术显露者（本组 10 例），采用经股骨大转子延长截骨显露^[5]。彻底去除残留的骨水泥碎屑、纤维肉芽组织、纤维膜、瘢痕组织和磨屑。取髋臼锉磨锉髋臼，以获得有利于植骨愈合的新鲜骨床。如节段性骨缺损位于负重区、后柱和前柱（本组 14 例），则先行结构性植骨，然后取颗粒骨覆盖于髋臼表面骨缺损区打压植骨重建；如节段性骨缺损位于髋臼内壁（本组 2 例），则采用金属丝网或薄层骨片覆盖于节段性缺损区，然后取颗粒骨覆盖于髋臼内侧，适度打压。依据髋臼锉的直径或试件选择金属重建杯规格；首先对其上、下方延伸钢板进行预弯，然后植入髋臼内，选择坐骨内或坐骨外固定下延伸钢板，依次完成负重区和上延伸钢板的螺钉固定。选择较金属重建杯内径小 4 mm 的聚乙烯内衬，以确保骨水泥能维持 2 mm 的固定厚度。搅拌骨水泥进入团状期后置入金属重建杯内，使其能透过重建杯内的螺丝孔，与深层颗粒植骨层相互嵌插固定。置聚乙烯内衬于 45° 外展和 15～20° 前倾位固定。若聚乙烯臼杯的部分负重区无法获得金属重建杯覆盖，可对外露的聚乙烯内衬部分添加骨水泥固定。最后，试复位髋关节，如显示稳定即可逐层缝合。本组采用 Lima 金属重建杯翻修者 10 例，Link 金属重建杯 6 例。

1.3.3 术后处理　术后常规预防感染及下肢深静脉血栓形成。患者麻醉清醒后即可开始行踝关节主动跖屈、背伸活动，以及下肢肌肉等长收缩锻炼；卧床 6 周后可扶双拐下地行走，6～12 周后改单拐行走，直至弃拐行走。若合并假体周围骨折（1 例）或术中采用经股骨大转子延长截骨显露者，下地行走时间根据术后X线片显示骨折愈合情况而定。

1.4. 疗效评价指标

术后 3、6、12 个月定期随访以及之后每年随访 1 次，常规摄双髋正位 X 线片和患髋侧位 X 线片，必要时行 CT 扫描及三维重建。① 采用 Harris 评分评价髋关节功能；术后大腿疼痛程度采用疼痛视觉模拟评分（VAS）评定^[6]。② 金属重建杯与骨床界面的 X 线透亮带按 DeLee 分区描述^[7]。③ 假体松动参照 Berry 标准^[8]判定：固定金属重建杯的螺钉发生松动、折弯甚至折断，并伴有金属重建杯的固定位置发生改变，或伴有宽度>2 mm 的广泛 X 线透亮带。④ 于术后即刻双髋正位 X 线片测量髋臼外展角^[9]。⑤ 于术前及术后即刻双髋正位 X 线片测量髋关节旋转中心距泪滴间线距离和距泪滴外侧距离^[10]。⑥ 根据 Masonis 等^[11]标准评定截骨愈合情况。⑦ 观察术后有无异位骨化发生，并参照 Brooker 标准评估。

1.5. 统计学方法

采用 SPSS16.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，手术前后比较采用配对 t 检验；检验水准 α=0.05。

2. 结果

术后患者切口均Ⅰ期愈合；1 例于术后 2 周发生下肢深静脉血栓形成，行抗凝治疗后治愈；无感染、神经血管损伤及脱位等并发症发生。16 例均获随访，随访时间 2～9 年，平均 6.8 年。末次随访时 Harris 评分为（91.88±3.28）分，较术前显著改善（t=–106.30，P=0.00）。2 例术后下地行走时出现轻度大腿痛，VAS 评分分别为 1、3 分，症状于术后 1 年消失。术后即刻髋臼外展角为 37～54°，平均 42.9°；髋关节旋转中心距泪滴间线距离和距泪滴外侧距离分别由术前的（33.67±12.19）mm 和（34.98±12.30）mm 改善至术后即刻的（20.67±9.63）mm 和（40.04±6.61）mm，比较差异均有统计学意义（t=–9.60，P=0.00；t=–3.15，P=0.00）。术后 4～12 个月 X 线片示所有股骨大转子延长截骨区均获骨性愈合，随访期间金属重建杯与骨面均无连续性透亮带，无假体移位及骨溶解，臼杯均呈骨性固定；无 1 例因假体松动需行再翻修手术者。见图 2、3。

图 2.

X-ray films of a 75-year-old female patient undergoing revision using Lima reconstruction cage due to aseptic acetabular loosening after 12 years of right total hip arthroplasty (bone defect classification: AAOS type III, Paprosky type III A)

患者，女，75 岁，右侧人工全髋关节置换术后 12 年，因假体无菌性松动采用 Lima 金属重建杯行翻修术（髋臼侧骨缺损 AAOS 分型Ⅲ型，Paprosky 分型ⅢA 型）X 线片

a. 术前；b. 术后 7 d；c. 术后 6 年假体位置良好，无松动及骨溶解

a. Before operation; b. At 7 days after operation; c. At 6 years after operation, showing no prosthetic dislocation and osteolysis

图 3.

X-ray films of a 62-year-old female patient undergoing revision using Link reconstruction cage due to femoral periprosthetic fracture with aseptic acetabular loosening after 15 years of left total hip arthroplasty (bone defect classification: AAOS type III, Paprosky type III A)a. Before operation; b. At 7 days after operation; c. At 6 years after operation, showing no prosthetic dislocation and osteolysis

患者，女，62 岁，左侧人工全髋关节置换术后 15 年，因假体周围骨折伴假体无菌性松动采用 Link 金属重建杯行翻修术（髋臼侧骨缺损 AAOS 分型Ⅲ型，Paprosky 分型Ⅲ A 型）X 线片

a. 术前；b. 术后 7 d；c. 术后 6 年假体位置良好，无松动及骨溶解

3. 讨论

3.1. 金属重建杯应用原理

众多学者认为当髋臼骨缺损范围>50% 时，大范围的植骨重建常面临以下问题^[12]：① 易危及生物学固定型半球状臼杯的初始固定而引发松动；② 移植骨在骨整合过程中因承受应力过大，易导致吸收、松动；③ 大范围的同种异体颗粒植骨层易阻断含丰富血供的髋臼与臼杯的界面接触，使微孔涂层难以获得骨长入；④ 同种异体骨复活过程较长，微孔涂层在骨长入之前易被纤维组织充填，导致骨长入失败，而引发假体松动。基于这些原因，一些学者主张采用植骨重建+金属重建杯+聚乙烯臼杯骨水泥固定的方法行翻修手术，理论上这一方法可取得满意疗效，主要原因是^[13-14]：① 通过增加金属重建杯与残留髋臼的接触面积，使来自髋关节的载荷能向周边更广泛的区域转移，因此在理论上能降低金属重建杯发生位移的可能；② 金属重建杯可有效阻止由髋关节载荷产生的冲击力，保护颗粒植骨或结构性植骨区，促进骨愈合；③ 在移植骨未完全愈合和改建之前，聚乙烯臼杯可借助骨水泥与金属重建杯上的螺孔，及其后方的植骨区进行固定，以获得理想的初始固定；④ 当移植骨已愈合，骨缺损已修复后，初始固定将转为永久固定。本组随访X线片均显示，髋臼植骨区获得了满意骨整合，表明金属重建杯的应用能保护植骨区，避免植骨区因过度应力冲击产生的移植骨骨吸收^[15]。

3.2. 金属重建杯翻修疗效分析

一些学者报道金属重建杯手术疗效不理想。Goodman 等^[16]采用金属重建杯行手术 61 例，随访 5 年成功率仅为 76%，失败率高达 24%；并发症包括坐骨神经损伤 4 例，腓总神经损伤 2 例，金属重建杯肯定松动 4 例、可能松动 1 例，金属重建杯折断 3 例，聚乙烯臼杯松动 3 例、脱位 7 例，深部感染 3 例。Duffy 等^[17]采用 GAP 金属重建杯行手术 17 例，除死亡 5 例外，余 12 例中 5 年后接受再翻修者 7 例，其中 5 例因金属重建杯疲劳折断伴移植骨吸收而翻修，2 例因复发性脱位而翻修。Sembrano 等^[2]报道 68 例（72 髋）采用金属重建杯行翻修术，随访 1.2～10.7 年（平均 5.1 年）结果显示，如果以金属重建杯翻修为终点，5 年假体存留率仅为 87.8%；如果以 X 线片显示假体松动为终点，5 年假体存留率为 80.7%；如果以聚乙烯臼杯翻修为终点，5 年臼杯存留率为 81.3%。

然而，也有学者报道金属重建杯手术疗效满意。如 Rosson 等^[18]采用 Burch-Schneider 金属重建杯行翻修手术 19 例（20 髋），随访 2～12 年（平均 5 年），所有植骨区均显示骨愈合，无 1 髋存在>2 mm 的 X 线透亮带；但有 1 髋固定螺钉折断，无 1 髋需行再翻修手术。Kerboull 等^[19]报道采用 Kerboull 金属重建杯+结构性植骨行翻修手术，如果以臼杯松动作为终点，13 年假体存留率高达 92%。Winter 等^[20]采用金属重建杯行翻修手术 41 例，其中 38 例获随访 4.2～9.4 年（平均 7.3 年），结果显示无 1 例患者金属重建杯松动，植骨区均获得理想的骨整合。吴浩波等^[21]采用金属重建杯行翻修手术 40 例（40 髋），随访 12～82 个月（平均 39.2 个月），因松动而翻修 2 例，因出现明显的影像学松动并伴有行走时髋部疼痛 2 例，其余臼杯均无失败或 X 线片松动征象。Amenabar 等^[22]采用金属重建杯行翻修手术 67 例，随访 24～135 个月（平均 74 个月），结果也显示无 1 例患者金属重建杯松动。

本组 16 例随访期间无金属重建杯松动或疲劳性折断，临床功能均较翻修手术前获得显著改善，疗效满意。通过临床应用并回顾文献，我们总结了以下手术要点：① 骨水泥应选择团状，以免渗入颗粒植骨的全层而影响骨愈合；② 内衬外径应较金属重建杯内径小 4 mm，以确保骨水泥有 2 mm 的厚度；③ 聚乙烯臼杯的外上方如未能获得金属重建杯的全覆盖，应采用骨水泥覆盖、加固；④ 对于 PaproskyⅢA 型骨缺损，即髋臼负重区节段性缺损者，应配合结构性植骨，以避免固定上延伸段钢板的螺钉因应力过大，导致螺钉断裂而引发臼杯松动^[23]。

3.3. 金属重建杯优缺点

优点：① 可恢复正常的髋关节中心；② 可配合颗粒骨或结构性骨移植，修复骨缺损；③ 可配合使用抗生素骨水泥，有助于预防感染；④ 可借助聚乙烯臼杯调整正常的固定角度；⑤ 可根据需要任意选择限制型臼杯，以增强髋关节的稳定性；⑥ 一旦金属重建杯失败，由于骨缺损已获得修复，将有利于再次翻修。

然而，为了确保金属重建杯能适应髋臼周边形态，必须采用薄层锻制钢材制造，才能满足术中根据需要任意预弯，由此易产生以下缺点：① 金属重建杯的外表面无法采用微孔涂层，以获得与邻近骨组织界面间的生物学固定；② 金属重建杯的内侧无法采用组配式内衬，只能采用聚乙烯内衬骨水泥固定，使年轻患者失去了选择硬对硬摩擦界面的机会^[24]；③ 金属重建杯因材质相对较薄，载荷条件下易产生微动或折弯而引发疲劳折断。因此，为了克服金属重建杯存在的上述缺点，我们认为必须充分植骨、理想固定，以确保金属重建杯后方的骨缺损植骨区能获得理想的骨整合，是避免金属重建杯发生疲劳性折断、松动的关键^[25]。而选择高交联聚乙烯臼杯替代传统的超高分子聚乙烯臼杯进行置换，可能显著降低磨损、骨溶解以及假体松动率，进而显著改善远期疗效^[26]。

综上述，对于髋臼骨缺损范围>50% 的假体松动者采用金属重建杯+植骨重建+聚乙烯臼杯骨水泥固定行翻修术治疗，可取得满意早中期疗效。但本研究样本量相对较小，随访时间有限，远期疗效需进一步随访证实。