股骨頭壞死好發(fā)于中青年人[1-2]，未經(jīng)有效治療，多數(shù)患者將在1～4年內(nèi)出現(xiàn)股骨頭塌陷[3]。約80%的患者會因股骨頭塌陷而需行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。約87%的股骨頭從塌陷至需行人工全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的間隔時(shí)間為24個(gè)月[4]。目前，全髖關(guān)節(jié)置換對中青年的中長期療效仍難預(yù)料[5]，保留股骨頭仍是目前治療的主要方法，理想的保留股骨頭的治療方法應(yīng)該是既能有效改善股骨頭的血液供應(yīng)，促進(jìn)壞死骨的修復(fù)，又能改善股骨頭的力學(xué)性能，防止股骨頭塌陷[6]。

股骨頭壞死后骨量減少，承載應(yīng)力后順應(yīng)性下降使股骨頭的機(jī)械強(qiáng)度減弱[7]。軟骨下骨的生物力學(xué)強(qiáng)度在股骨頭塌陷時(shí)下降較松質(zhì)骨顯著，與股骨頭塌陷關(guān)系密切[8]。Kim[9]對壞死股骨頭軟骨下骨和中部松質(zhì)骨分別做力學(xué)測試，證明負(fù)重區(qū)軟骨下骨力學(xué)性能降低與股骨頭塌陷有直接的關(guān)系。隨著軟骨下骨板力學(xué)性能的下降，軟骨下骨受到更大的應(yīng)力并隨著軟骨下骨板的斷裂而塌陷。股骨頭壞死保留股骨頭手術(shù)治療的主要目的是防止股骨頭軟骨下骨塌陷既停止或延緩關(guān)節(jié)變性過程。因此，股骨頭壞死的治療，不僅要加快骨缺損的修復(fù)，而且更主要的是恢復(fù)股骨頭的力學(xué)性能，才能達(dá)到較好的治療效果。近年來有作者報(bào)道，采用骨水泥強(qiáng)化力學(xué)結(jié)構(gòu)防治股骨頭壞死后塌陷，取得了較滿意的療效。

1 實(shí)驗(yàn)研究

1.1骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯，Polymethylmethacrylate， PMMA）填充法 骨水泥單體混合后可通過經(jīng)皮穿刺注射法，或股骨頭頸交界處鉆孔填充法達(dá)到股骨頭強(qiáng)化效果。何志軍等[10]，對20只大白兔40個(gè)股骨頭用注射鹽酸及激素制模建立股骨頭壞死模型，攝片觀察15只21個(gè)股骨頭出現(xiàn)囊變及塌陷改變，將其隨機(jī)分3組，第1組5個(gè)股骨頭作病理切片檢查，第2組8個(gè)股骨頭做骨水泥經(jīng)皮注射，第3組8個(gè)股骨頭作為對照，將2、3組進(jìn)行壓力負(fù)荷實(shí)驗(yàn)。結(jié)果PMMA注射組股骨頭壓力負(fù)荷較對照組明顯提高。劉志國等[11]，將60只中國白兔，隨機(jī)分為4組，除A組為正常組其余3組在股骨頭頸交界處鉆孔造成股骨頭缺損，并加用95%酒精30min灌注造成股骨頭缺損模型。B組股骨頭作為自然修復(fù)對照。c組股骨頭造成缺損酒精填充后填充骨水泥。D組股骨頭造成股骨頭缺損酒精填充后填充造影劑骨水泥。四組動物于術(shù)后12w處死，立即取股骨頭標(biāo)本觀察關(guān)節(jié)軟骨性狀。然后分別行病理學(xué)檢查及生物力學(xué)測試。結(jié)果顯示骨水泥組和造影劑骨水泥組股骨頭外形始終保持完整無變形，軟骨厚度較自然修復(fù)者厚，抗壓強(qiáng)度和剛度均高于自然修復(fù)組，骨水泥組剛度最強(qiáng)。

1.2 羥基磷灰石骨水泥（hydroxyapatite methylmethacrylate cement）填充法 通過股骨頭頸交界處鉆孔法清除股骨頭內(nèi)死骨，將羥基磷灰石顆粒以35%的重量比例與骨水泥調(diào)和，待骨水泥至面團(tuán)期時(shí)，再置適量羥基磷灰石顆粒于調(diào)制好的骨水泥團(tuán)表面，填入股骨頭內(nèi)達(dá)到強(qiáng)化效果。Dong Tianhua等[12]，用冷凍法制作狗的股骨頭壞死的動物模型，于術(shù)后1個(gè)月即修復(fù)期分別用帶肌蒂髂骨、游離腓骨、羥基磷灰石骨水泥植入股骨頭來評價(jià)不同手術(shù)方法的療效。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明羥基磷灰石骨水泥植入3個(gè)月后股骨頭外形良好，無囊性變，植入物與周圍骨組織緊密結(jié)合，界面無松動。熒光顯微鏡觀察可見新生骨能越過界面長入羥基磷灰石的粒隙內(nèi)，使植入物與受區(qū)骨之間形成生物學(xué)結(jié)合。

1.3 磷酸鈣骨水泥（Calcium phosphate cement ，CPC）復(fù)合物填充法 通過經(jīng)皮穿刺注射法，股骨頭活門法或股骨頭頸交界處鉆孔法，將CPC復(fù)合物填充于股骨頭內(nèi)達(dá)到強(qiáng)化作用。侯昌龍等[13-14]，對20頭豬以真絲線段微絨毛行股骨頭供血?jiǎng)用}栓塞，建立ANFH動物模型。對ANFH FicatⅡ期模型行經(jīng)皮穿刺骨水泥注射治療并與對照組作影像及病理對照研究，結(jié)果表明對Ficat Ⅱ期病變可以有效地阻止病變進(jìn)展，防治其塌陷?？爹i德等[15]，對20只犬單側(cè)股骨頭用活門法（Trapdoor）造骨缺損模型并將對側(cè)作對照，通過活門在骨缺損區(qū)A組植入磷酸鈣骨水泥/rhBMP-2；B組植人多孔磷酸鈣骨水泥；C組缺損區(qū)不做處理?；刂不铋T區(qū)軟骨瓣與骨關(guān)節(jié)面平齊。16w后進(jìn)行組織標(biāo)本觀察、組織學(xué)檢查、生物力學(xué)測試。結(jié)果：A組，關(guān)節(jié)面光滑，無活門區(qū)軟骨瓣塌陷，活門區(qū)軟骨瓣色澤與周圍關(guān)節(jié)軟骨相近，缺損區(qū)磷酸鈣骨水泥幾乎完全吸收由新生骨組織替代，力學(xué)強(qiáng)度明顯高于B、C組；結(jié)論為多孔磷酸鈣骨水泥/rhBMP-2能明顯加快股骨頭軟骨下骨缺損的修復(fù)并有效地恢復(fù)股骨頭的力學(xué)性能。蘇云等[16]，用24只兔單側(cè)股骨頭鉆孔酒精紗布填塞造模，12只用CPC/BMP復(fù)合材料填充，另12只用CPC填充，術(shù)后3、12w分批處死動物，每組每次處死6只。通過大體觀察、X線攝片、HE染色、透射電鏡等手段觀察新骨形成和材料降解情況。綜合評價(jià)CPC/BMP復(fù)合材料對ANFH骨缺損的修復(fù)能力。結(jié)果表明：CPC是BMP的理想載體，CPC/BMP復(fù)合材料具有較強(qiáng)的傳導(dǎo)成骨和誘導(dǎo)成骨活性，對實(shí)驗(yàn)性ANFH具有修復(fù)作用。在降解速度上CPC/BMP組明顯快于單純CPC組。有作者[17-18]，應(yīng)用CPC/復(fù)方丹參系統(tǒng)植入兔股骨頭壞死模型中，與CPC、自體骨顆粒對比研究，認(rèn)為CPC-丹參緩釋系統(tǒng)通過中藥的局部緩釋，可促進(jìn)VEGF等細(xì)胞因子的分泌刺激血管內(nèi)皮的增殖、分化，促進(jìn)血管的生長和修復(fù)，從而改善、重建股骨頭局部微循環(huán)，促進(jìn)骨壞死修復(fù)。

1.4 骨水泥填充對關(guān)節(jié)軟骨面的影響 植入骨水泥的力學(xué)特性與松質(zhì)骨不同，長期應(yīng)用是否會引起股骨頭部分的應(yīng)力集中，從而進(jìn)一步引起關(guān)節(jié)軟骨的損傷是臨床關(guān)心的問題。薛文等用三維有限元方法對CPC和PMMA填充治療成人股骨頭壞死的力學(xué)改變進(jìn)行對比分析。結(jié)果：填充CPC初期的股骨頭表面最大塌陷值（0.3162mm）較正常股骨頭減少，但減少幅度小于填充PMMA（0.3126mm）。填充CPC吸收穩(wěn)定后股骨頭的表面最大塌陷值（0.3264mm）較正常股骨頭增大，但小于壞死股骨頭的改變。結(jié)論：植入不同骨水泥后對于股骨頭表面軟骨的影響來講，CPC對于股骨頭形變的影響較PMMA為小，長期對于軟骨的損傷要小。結(jié)合其可吸收性及與多種促骨應(yīng)子復(fù)合等諸多優(yōu)點(diǎn)，在臨床應(yīng)用中更適合作為填充材料來使用。

2 小結(jié)

目前用于實(shí)驗(yàn)研究的材料有：骨水泥（聚甲基丙烯酸甲酯，Polymethylmethacrylate， PMMA），羥基磷灰石骨水泥（hydroxyapatite methylmethacrylate cement），磷酸鈣骨水泥（Calcium phosphate cement ，CPC）復(fù)合物。實(shí)驗(yàn)動物有：兔，犬，豬。股骨頭壞死造模方法有：動脈栓塞法，注射鹽酸及激素法，冷凍法，活門法（Trapdoor），鉆孔酒精紗布填塞法。植入物充填方法有：經(jīng)皮穿刺注射法，活門法，股骨頭頸交界處鉆孔填充法。作為填充治療材料，CPC較PMMA更為合適。PMMA的剛度及強(qiáng)度均較CPC大，植入后不可吸收，能夠保持植入初期的剛度及強(qiáng)度，但由于形變小，可能帶來軟骨損傷。CPC為可吸收材料，植入后經(jīng)過吸收，其剛度及強(qiáng)度還有一定的下降，但其可以與多種促骨修復(fù)因子復(fù)合，加強(qiáng)壞死區(qū)的骨重建。隨著CPC的吸收，其剛度及強(qiáng)度的下降，產(chǎn)生的形變較正常股骨頭為大，但也明顯小于壞死時(shí)的改變情況，提示臨床在改進(jìn)CPC時(shí)應(yīng)該考慮增大其吸收穩(wěn)定后的剛度及強(qiáng)度，也就是縮小CPC最初與最終的剛度及強(qiáng)度的差值。

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編輯/王敏