胡劍平 朱昆鵬 張春林

股骨遠端骨腫瘤假體失敗的相關因素分析及處理

胡劍平 朱昆鵬 張春林

目的探討引起股骨遠端骨腫瘤假體置換術后非腫瘤復發(fā)性失敗的原因及其處理方法。方法回顧 2006 年 1 月至 2013 年 12 月于我院治療的 78 例股骨遠端骨腫瘤患者。其中 58 例骨肉瘤、16 例骨巨細胞瘤及 4 例其它骨與軟組織腫瘤。初次手術為保肢手術，所用假體為組配水泥型假體。對出現(xiàn)的感染、假體障礙及無菌性松動等非腫瘤復發(fā)因素并發(fā)癥進行二次手術并隨訪。結果78 例患者出現(xiàn)了 6 例無菌性松動、3 例深部感染、3 例軟組織愈合不良和 1 例假體部件脫位。13 例為男 9 例，女 4 例，出現(xiàn)并發(fā)癥的平均年齡為 25.6 ( 16～37 ) 歲。至隨訪終點，共計有 10 例假體失敗，總體假體的 5 年預期生存率為 81.4%。對無菌性假體松動病例分析發(fā)現(xiàn)，患者初次假體置換術后 2 個月恢復功能活動的體重指數(shù) ( BMI ) 及患者切除腫瘤后骨缺損占比 ( 尤其＞40% ) 是引起假體無菌性松動的獨立因素。同時 6 例無菌性松動患者的平均年齡為 27.1 歲，進行危險因子分析發(fā)現(xiàn)年齡＜40 歲的運動能力較強的患者傾向于出現(xiàn)無菌性松動 ( P＝0.197 )。3 例深部感染的患者出現(xiàn)在術后 1 個月之內(nèi)并進行了多次手術，最終 2 例采取一期取出假體二期翻修的治療方法，余下 1 例截肢。1 例假體部件脫位發(fā)生在術后第 2 個月，立即進行了切開復位。6 例無菌性松動發(fā)生的時距初次手術時間跨度平均為 45 ( 28～75 ) 個月，翻修前 MSTS 評分平均為 14.3 ( 12～17 ) 分，翻修采用延長假體柄的定制水泥型假體，假體柄延長長度平均為 5.2 ( 4～6 ) cm，翻修術后隨訪平均時間為 34.3 ( 18～58 ) 個月，無一例出現(xiàn)再次無菌性松動及其它假體相關性并發(fā)癥，翻修后 6 例假體到目前隨訪終止的 MSTS 評分 28.5 ( 27～30 ) 分。結論無菌性松動是股骨遠端骨腫瘤假體非腫瘤性再次手術的主要原因。無菌性松動的假體翻修時選擇延長假體柄的定制水泥型假體能夠達到良好的治療效果。

股骨；骨腫瘤；假體植入；手術后并發(fā)癥

骨腫瘤假體術后并發(fā)癥包括：軟組織愈合不良、感染、無菌性松動、假體周圍骨折、假體斷裂、假體部件磨損等[1]，甚至致假體失敗，需要再次手術治療。股骨遠端腫瘤型假體相對于脛骨近端的腫瘤假體而言，因其解剖結構相對脛骨近端簡單，無須截除腓骨小頭及進行腓腸肌肌瓣轉移治療，故發(fā)生并發(fā)癥如感染、軟組織壞死等情況較少，從而假體使用壽命長，臨床效果較好，使其得到廣泛應用。Henderson 等[1]報道股骨遠端假體總失敗率 ( 27% ) 低于脛骨近端假體總失敗率 ( 34% )，且脛骨近端假體主要失敗因素為感染，占所有脛骨假體失敗率的 44.6%，而股骨近端假體失敗首要因素為無菌性松動 ( 占 24.9% )。長期隨訪發(fā)現(xiàn)，隨著隨訪時間的推移，假體相關及并發(fā)癥發(fā)生率逐漸增高，其中無菌性松動尤為突出[2]。影響股骨遠端假體無菌性松動的因素有很多，既包括假體的材質、鑄造工藝、植入方式，又包括手術切除后骨與軟組織缺損情況以及患者的年齡、活動能力等因素。目前無菌性松動導致假體失敗的治療對策有很多，翻修是最主要手段。翻修可以選擇更長的假體、假體異體骨復合物及假體聯(lián)合鋼板內(nèi)固定等[3-5]。本研究目的在于探究股骨遠端假體出現(xiàn)再次手術的臨床特點及評價，選用更長假體柄的定制水泥型假體作為無菌性松動假體翻修策略的療效分析。

資料與方法

一、納入與排除標準

1. 納入標準：( 1 ) 選自 2006 年 1 月至 2013 年12 月；( 2 ) 股骨遠端骨腫瘤在我院接受腫瘤切除并行膝關節(jié)假體置換術患者；( 3 ) 活檢和化療都在我院進行的患者。

2. 排除標準：( 1 ) 初診時已出現(xiàn)遠處轉移患者；( 2 ) 活檢在外院進行或者外院假體失敗后的翻修病例患者；( 3 ) 資料不全患者；( 4 ) 隨訪時間＜1 年患者。

二、一般資料

本組共納入 78 例，男 46 例，女 32 例，平均初診年齡 22.4 ( 9～65 ) 歲。其中骨肉瘤 58 例、骨巨細胞瘤 16 例、其它類型 4 例。本組患者平均隨訪 44.3 ( 12～93 ) 個月。

三、手術治療

1. 初次手術：初次手術方法按照 Enneking 等[6]的膝關節(jié)骨腫瘤切除重建方法，分為腫瘤的切除及骨性重建。所有患者均達到了陰性的外科邊界：骨肉瘤骨性切緣長度≥3 cm；其它良性或侵襲性則≥2 cm。切除瘤段長度平均 8.9 ( 7～17 ) cm，并保證腫瘤在正常軟組織的包裹下完整切除，穿刺或者切開活檢的通道也一并切除。假體選擇為組配水泥型假體，主要由德國 Link 公司及北京春立正達公司生產(chǎn)。所有患者術后常規(guī)抗感染和傷口引流，術后2 周循序漸進進行被動運動、主動運動和負重運動等功能恢復。

2. 再次手術：翻修手術往往在發(fā)現(xiàn)無菌性松動后及時進行，即使對于輕微松動的患者也盡量采取積極的治療方式。對于無菌性松動造成失敗的假體，筆者選擇特制的水泥型假體，要求更換的假體比失敗的假體有直徑更大、長度更長的假體柄，因此術前影像學檢查應當包括 CT、全長 X 線以利于假體的設計和選擇。翻修的假體選擇假體柄長度延長 5～7 cm，并根據(jù)術中情況選擇盡可能直徑大的假體。翻修手術前應當準備好所有的翻修工具及假體配件，以解決可能出現(xiàn)的新問題。翻修術中必須徹底切除假體周圍的假囊、金屬碎屑、小的骨質，并且徹底清除假體周圍存在大量的反應性增生組織。術中必須進行徹底清理，仔細分離反應組織與血管神經(jīng)的粘連，防止損傷血管神經(jīng)組織，同時對周圍組織進行松解以利于切口的關閉。對于出現(xiàn)深部感染的患者采取多次清創(chuàng)手術、加強引流及使用敏感抗生素的治療策略，若仍然無法控制感染則行一期取出假體并二期翻修或者直接截肢。

四、隨訪和信息歸檔

高度惡性骨肉瘤患者術后前 2 年每 2 個月隨訪復查 1 次；第 3～5 年，每 3 個月復查 1 次，之后每半年 1 次；低度惡性骨肉瘤患者術后前 2 年每 3 個月隨訪復查 1 次，直至第 5 年，以后每半年 1 次；其它良性及侵襲性骨腫瘤患者，前 2 年每 3 個月隨訪復查 1 次，之后每半年 1 次。每次隨訪復查必須行假體前后位及側位 X 線片檢查，同時記錄患者的疼痛、步態(tài)等運動功能，統(tǒng)計每次 MSTS 評分。X 線片檢查主要觀察假體的位置、假體及假體周圍骨質的變化，并測量肢體長度，是否形成皮質外骨橋，是否出現(xiàn)假體或骨水泥與周圍骨質間的透亮線等。MSTS 評分總分 30 分，包括疼痛、功能、心理承受、支持物、行走功能和步態(tài) 6 個方面評分，每個指標滿分為 5 分[7]。

五、假體相關性并發(fā)癥的診斷

無菌性松動的診斷主要依靠以下幾點：( 1 ) 患肢出現(xiàn)疼痛，活動時明顯，休息可好轉，疼痛嚴重者無法獨立活動，需借助拐杖等活動；( 2 ) 患肢逐漸出現(xiàn)短縮或畸形；( 3 ) 患肢 X 線片檢查提示假體位置出現(xiàn)變化如上移、偏斜或者破出骨皮質，同時假體周圍出現(xiàn)骨質吸收、骨皮質變薄。假體出現(xiàn)斷裂、部件磨損及脫位主要依據(jù)病史、受傷機制及影像學檢查。仔細的病史詢問和隨訪復查，能夠早發(fā)現(xiàn)這些并發(fā)癥的發(fā)生。感染主要依據(jù)患者局部出現(xiàn)紅腫熱痛體征、發(fā)熱、白細胞計數(shù)及中性粒百分比、C 反應蛋白及引流液 / 穿刺液細菌培養(yǎng)陽性比值。

結 果

本組 78 例，出現(xiàn) 6 例無菌性松動、3 例深部感染和 1 例假體部件脫位，造成 10 例假體失敗。另外 3 例軟組織愈合不良經(jīng)反復換藥、抗生素治療后，2 例愈合，1 例行腓腸肌肌皮瓣轉移。10 例并發(fā)癥都進行了再次手術，假體的 5 年預計生存率為 81.4% ( 圖 1 )。此 10 例男 7 例，女 3 例。3 例感染出現(xiàn)在術后 1 個月之內(nèi)并接受了多次手術，最終 2 例翻修，1 例截肢。1 例假體部件脫位發(fā)生在術后第 2 個月，立即進行了切開復位。6 例無菌性松動發(fā)生的時距初次手術時間跨度平均為 45 ( 28～ 75 ) 個月，翻修前 MSTS 評分平均為 14.3 ( 12～17 ) 分，翻修采用延長假體柄的定制水泥型假體，假體柄延長長度平均為 5.2 ( 4～6 ) cm，翻修術后隨訪平均時間為 34.3 ( 18～58 ) 個月，無一例出現(xiàn)再次無菌性松動及其它假體相關性并發(fā)癥，翻修后 MSTS評分 28.5 ( 27～30 ) 分 ( 表 1 )。

對無菌性假體松動病例分析發(fā)現(xiàn)患者初次假體置換術 2 個月恢復功能活動的體重指數(shù) ( BMI ) 及患者切除腫瘤后骨缺損占比 ( 尤其＞40% ) 是引起假體無菌性松動的獨立因素。同時 6 例無菌性松動患者的平均年齡為 27.1 歲，進行危險因子分析發(fā)現(xiàn)年齡＜40 歲運動能力較強的患者傾向于出現(xiàn)無菌性松動 ( P＝0.197 )；而性別似乎對假體無菌性松動的發(fā)生差異無統(tǒng)計學意義 ( 表 2 )。

典型病例：

例 1，男，16 歲，股骨遠端骨肉瘤，在進行假體置換術后 2 個月，患者因懸空下肢并晃動導致假體旋轉軸脫位，即刻手術切開直視下復位，術后MSTS 評分 30 分 ( 圖 2a、b )。

例 2，男，24 歲，X 線片提示骨水泥與周圍骨質出現(xiàn)≥2 mm 的透亮線，考慮無菌性松動。術后1 個月后即出現(xiàn)疼痛加重，活動受限，入院行 X 線提示近端假體破出骨皮質，遂予手術，更換比原假體更長的特質水泥型假體，術后恢復良好，術后隨訪 35 個月，MSTS 評分 29 分，未見明顯松動( 圖 2c～e )。

圖 1 78 例假體出現(xiàn)了 10 例假體失敗，假體的 5 年預計生存率為 81.4%Fig.1 There were 10 failed prostheses among 78 cases until the end of follow-up, and the expected 5-year survival rate was 81.4%

表 1 翻修病例及隨訪Tab.1 The patient list for revision and follow-up

表 2 假體松動的相關因素分析Tab.2 Related factor analysis of aseptic loosening

討 論

Henderson 等[1]將假體失敗類型分為 5 型：腫瘤進展、感染、軟組織失敗、假體結構性失敗及無菌性松動型。在股骨遠端假體失敗類型中，無菌性松動和結構性失敗導致的假體失敗占總體假體失敗數(shù)24.9% 和 23.0%，僅位于感染性失敗 ( 30.3% ) 之后。Unwin 等[2]就定制型水泥腫瘤假體進行長期的大宗病例隨訪觀察認為，以無菌性松動為終末期進展下的股骨遠端假體 10 年生存率為 67.4%，也有文獻報道的股骨遠端水泥型腫瘤假體的無菌性松動發(fā)生率為 8%～20%[8-9]。假體結構性失敗占股骨遠端骨腫瘤假體失敗的 23%[1]，嚴重損害假體的使用壽命。因為這往往意味著假體斷裂、配件磨損及機械性故障，進一步手術。本組 78 例中 6 例出現(xiàn)無菌性松動，3 例感染后失敗，1 例結構性失敗，總失敗率為12.8%，假體 5 年預計留存率為 81.4%，與目前文獻研究結果類似[8-9]。

圖 2 a：假體因患者懸空下肢并晃動導致旋轉軸脫位；b：即刻予以切開復位；c：假體術后第 39 個月出現(xiàn) X 線上骨水泥與周圍骨質出現(xiàn)≥2 mm 的透亮線，骨質丟失；d：術后 1 個月出現(xiàn)假體破出骨皮質；e：翻修后隨訪至今第 35 個月，MSTS 評分 29 分Fig.2 a: Rotation dislocation occurred due to that the patient hanged the lower limb in the air and shook it; b: Open reduction was performed immediately; c: Partial radiolucencies ( ≥2 mm ) and bone loss occurred in the 39th month after the first surgery; d: Then the prosthesis broke through the cortex next; e: The MSTS score was 29 in the 35th month after revision

目前對于無菌性松動的發(fā)生機制及相關因素仍不明確，其影響因素有假體設計和選擇、植入部位、手術方式、患者自身年齡、體重、活動度等因素。假體的設計和選擇涉及定制型 / 組配型、水泥型 / 非水泥型、有 HA 涂層 / 無 HA 涂層。目前國際上傾向認為組配型非水泥型帶有 HA 涂層的假體有利減少無菌性松動，而國內(nèi)則傾向認為組配式和定制型水泥型假體都能達到類似的效果。評估假體的設計能否降低無菌性松動的重要方法是定期復查X 線片。若 X 線片顯示股骨殘端能夠長出覆蓋假體近端假體柄的骨皮質外骨橋，則提示假體－骨結合緊密，無菌性松動的幾率低[10]；若假體或者假體骨水泥與周圍骨質出現(xiàn)了≥2 mm 的透亮線，則提示假體松動和周圍骨量丟失[11]。因此，目前假體柄帶有HA 涂層的假體是目前較為提倡的假體設計方向。盡管病理學上無法證明帶有 HA 涂層的假體能夠與周圍骨質緊密生長結合[9,11]，但筆者也提倡選擇適當更長的假體柄和更大的假體直徑，這也與 Bergin 等[12]的理念相符。Batta 等[13]的研究認為，瘤段切除越長、假體柄相對偏短會造成股骨遠端無菌性松動的發(fā)生，這可能與股骨髓內(nèi)假體柄太短導致受力不均勻以及應力遮擋下出現(xiàn)周圍骨量丟失相關，因此也建議使用假體柄長度更長的假體。股骨遠端相對于脛骨近端在使用腫瘤假體重建后有著更長的力臂，在受到剪切力作用時更加容易出現(xiàn)假體柄與骨質的摩擦微動，更加容易出現(xiàn)無菌性松動，這已被絕大多數(shù)文獻證實[2,13-14]。手術方式和主刀醫(yī)生的經(jīng)驗也影響著無菌性松動的發(fā)生。不恰當?shù)墓切郧谐蛙浗M織，尤其是伸膝裝置的破壞性切除往往造成重建后膝關節(jié)不穩(wěn)，假體置入后下肢力線不正，無菌性松動的幾率隨著時間推移逐漸增高。

使用假體重建后的患者的自身因素也能造成假體無菌性松動的發(fā)生。Unwin 等[2]對 1001 例水泥型假體研究認為手術時年齡≥20 歲的患者比年齡＜20 歲的患者有著更低的無菌性松動發(fā)生幾率。Meyers 等[15]則認為 60 歲及以下的患者更加容易出現(xiàn)無菌性松動?，F(xiàn)有的文獻都提示著具有更強運動能力的患者在使用腫瘤型假體時更加容易出現(xiàn)磨損，出現(xiàn)假體的微動從而導致更高的假體相關性并發(fā)癥[2,8,15]。

對無菌性松動假體失敗的治療充滿著挑戰(zhàn)，目前的主要治療策略有假體翻修和異體骨－人工假體復合物 ( allograft-graft composites，APC ) 翻修，以及極少采用的截肢和旋轉成形術[3-4]。假體翻修包括假體取出后置入重新設計的假體、假體部件的翻修以及假體取出后重新置入和固定。假體取出時，應當將周圍的骨水泥、假囊、金屬碎屑及纖維增生組織徹底清除，減少再次手術后骨溶解松動的發(fā)生。出現(xiàn)假體周圍因應力遮擋等因素造成質量下降的骨質，應當部分切除，直至正常滲血的骨質。對于因為截骨導致的缺損，可以選擇延長假體進行彌補，如果還不滿意并出現(xiàn)松動及骨折傾向，可采用皮質外固定板聯(lián)合固定。取出假體和清理骨水泥不可避免地會使髓腔變大，選擇直徑更大的新的假體結局往往比重新入原有假體好。盡管假體翻修后出現(xiàn)再次松動的發(fā)生率明顯上升[5,16]，但假體翻修術后患者能夠早期恢復運動功能，是目前主要的治療對策。本研究的經(jīng)驗是盡可能在去除假體時清除骨水泥和纖維增生組織，同時擴髓，選擇假體柄更長、直徑更大的假體。研究中術后 MSTS 評分目前平均28.5 分，取得了良好的臨床療效。

APC 翻修具有異體骨和假體兩方面的優(yōu)點，既可以重建翻修后大段的骨缺損，提供更長、更牢靠的固定臂，又可以為再次手術造成的軟組織破壞提供重建的連接點，為肌肉和韌帶提供附著點，加強膝關節(jié)的穩(wěn)定。但是目前 APC 翻修存在著術后恢復時間長，并發(fā)癥多且運動功能恢復不佳的確定，高昂的費用也限制其進一步推廣。APC 翻修后感染、不愈合、異體骨骨折、骨質溶解吸收、假體下沉等并發(fā)癥[17]，以及 Wilkins 等[18]報道 APC 翻修后造成MSTS 評分較假體翻修病例的 MSTS 低等結果需要進一步的完善。截肢往往使用其它類型的假體失敗，比如感染及局部腫瘤復發(fā)或者出現(xiàn)多次假體松動從而導致翻修預期效果差的患者。隨著目前假肢的發(fā)展，接受假肢的患者在外形和功能上能夠獲得期望的治療結果，截肢也不失為一種無菌性松動的治療對策。旋轉成形術適用于生長發(fā)育未成熟的患者，也很少用于假體失敗的治療。盡管隨著功能的逐漸恢復，患者的心理狀態(tài)能夠趨向于積極，但是仍需要在決定采用此種手術策略前充分評估患者對術后肢體外形的接受程度。

Henderson 等[1]報道，股骨遠端骨肉瘤腫瘤型假體主要失敗類型中，感染位居第一，幾率為8.3%～30.3%。感染主要源于外科手術及患者免疫抑制：外科手術時間長、暴露范圍大、關節(jié)手術、腫瘤手術以及二次手術都是造成感染的因素；骨肉瘤患者往往需要接受術前化療，可能存在的免疫抑制也為感染創(chuàng)造了條件。另外假體置入性手術需要更加專業(yè)的抗生素應用、術后引流管理及傷口護理。因此選擇事先規(guī)劃好的手術入路，由經(jīng)驗豐富的外科醫(yī)生主刀，常規(guī)應用萬古霉素等抗生素處理假體、骨水泥及傷口，并且在術前化療后患者各項血常規(guī)及肝腎功能恢復正常后進行手術，尤為重要。患者早期疼痛加劇、發(fā)熱及血沉、CRP 升高提示感染，必要時應該升級抗生素、延長抗生素使用時間并及時進行血培養(yǎng)及傷口滲液培養(yǎng)。對于難以控制的感染，則推薦一期取出假體，二期行翻修手術或者行一期截肢。

綜上所述，無菌性松動是股骨遠端骨腫瘤假體非腫瘤性再次手術的主要原因，翻修時選擇延長假體柄的定制水泥型假體能夠達到良好的治療效果。

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( 本文編輯：裴艷宏 )

Related factor analysis and management of failed tumor prosthesis in the distal femur

HU Jian-ping, ZHU Kun-peng, ZHANG Chun-lin. Department of Orthopedics, the tenth People’s Hospital Aff i liated to Shanghai Tongji University, Shanghai, 200072, China

ZHANG Chun-lin, Email: shzhangchunlin123@163.com

ObjectiveTo investigate the non-recurrent factors and management of the failed tumor prosthesis reconstructed for the bone defect in the distal femur.MethodsA retrospective analysis was performed on 78 patients with bone tumors in the distal femur from January 2006 to December 2013, and the diagnoses were pathologically conf i rmed, including 58 patients with osteosarcoma, 16 with giant cell sarcoma and 4 others. Limb salvage procedure with custom cemented prosthesis was chosen as the primary surgery strategy. We analyzed the factors of failure during the follow-up, reoperation was performed on the patients with failed prostheses after complications of deep infection, aseptic loosening and mechanical obstruction.ResultsUntil the end of follow-up, 13 complications occurred, including 6 patients with aseptic loosening, 3 with deep infection, 3 with poor wound healing and 1 with dislocated component of prosthesis. There were 9 males and 4 females, whose average age was 25.6 years ( range: 16 - 37 years ) when complications occurred. There were 10 failed prostheses until the end of follow-up, and the expected 5-year survival rate was 81.4%. Through analyzing the risky factors that might result in aseptic loosening, we found that higher body mass index ( BMI ) in the patients whose joint function got recovered at 2 months after primary prosthesis replacement and lager bone defect after tumor resection especially when bone defect ＞ 40% were independent risky factors of aseptic loosening which could result in prosthesis failure. The mean age of the 6 patients with aseptic loosening was 27.1 years. More athletic younger patients ( ＜ 40 years ) were prone to incur the incidence of aseptic loosening ( P = 0.197 ). Deep infection happened to 3 patients within the fi rst month after primary surgery, of whom,2 patients

second-stage revision after removing the prosthesis and 1 patient accepted amputation. The patient with dislocated component at the second month after surgery received open reduction immediately. Six patients with aseptic loosening underwent revision with new custom cemented prosthesis with additional stem length ( average: 5.2 cm, range: 4 - 6 cm ) and wider diameter. The average follow-up from the primary operation to the incidence of complications was 45 months ( range: 28 - 75 months ). The average MSTS score raised from 14.3 ( range: 12 -17 ) before revision to 28.5 ( range: 27 - 30 ) after an average follow-up of 34.3 months ( range: 18 - 58 months ). No incidence of complications was recorded after reoperation.ConclusionsAseptic loosening is the major non-recurrent factor of the failed tumor prosthesis in the distal femur and satisfactory outcomes can be gained after revision with new custom cemented prosthesis with longer stem length and wider diameter.

Femur; Bone neoplasms; Prosthesis implantation; Postoperative complications

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.06.004

R738.1, R619

作者單位：200072 上海，同濟大學附屬上海市第十人民醫(yī)院骨科

張春林，Email: shzhangchunlin123@163.com

2017-01-27 )