孫金瓊 張朝暉 郭立利 林義文 朱軼 連福明

金屬離子沉積癥是全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（total hip arthroplasty,THA）術(shù)后嚴(yán)重的并發(fā)癥，源于金屬與金屬異常接觸，產(chǎn)生金屬磨損顆粒在髖關(guān)節(jié)周圍聚集、浸染，觸發(fā)炎癥細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，加劇金屬腐蝕，導(dǎo)致骨溶解、假體松動(dòng)、軟組織纖維化和壞死［1］。隨著髖關(guān)節(jié)假體材料工藝和摩擦界面的研究進(jìn)展，特別是高交聯(lián)聚乙烯、陶瓷假體的廣泛應(yīng)用，極大地減少了金屬離子沉積癥的發(fā)生率［2］。

2016年4月15日我院骨科收治1例金-聚乙烯全髖關(guān)節(jié)置換病人，因聚乙烯襯墊磨損引起金屬球頭與金屬臼杯異常接觸，導(dǎo)致臼杯被磨穿、松動(dòng)及髖臼骨量丟失，排除髖關(guān)節(jié)假體周圍感染后行一期翻修。術(shù)后隨訪2 年，髖關(guān)節(jié)疼痛緩解，雙下肢等長、無跛行、步態(tài)均勻，骨盆X 線片顯示生物型臼杯周圍骨長入良好，髖臼側(cè)、股骨側(cè)假體穩(wěn)定，無松動(dòng)、溶解，現(xiàn)報(bào)告如下。

臨床資料

一、一般資料

病人，女，68歲，9年前因左股骨頸骨折，在外院使用金-聚乙烯摩擦界面全髖假體行左側(cè)THA。因左髖關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙進(jìn)行性加重1 年，無法行走、夜間疼痛無法入睡就診。病人無發(fā)熱癥狀，左髖關(guān)節(jié)主、被動(dòng)活動(dòng)明顯受限，左下肢短縮不明顯，髖部無紅腫，股四頭肌、股二頭肌、腓腸肌肌力5級，Harris髖關(guān)節(jié)功能評分為42分。血常規(guī)檢查：白細(xì)胞計(jì)數(shù)為10.5×109/L，中性粒細(xì)胞比例為0.679，血紅蛋白為120 g/L，血小板計(jì)數(shù)為234×109/L；降鈣素原為0.05 μg/L，紅細(xì)胞沉降率為101 mm/h，反應(yīng)蛋白為143 mg/L。

二、術(shù)前影像學(xué)檢查

術(shù)前骨盆X 線片示左髖Shenton 線尚連續(xù)，小轉(zhuǎn)子上移不明顯，但Calve 線變形、不連續(xù)，髖關(guān)節(jié)間隙變窄。髖臼杯周圍呈溶骨樣改變，臼杯外展角變小，臼杯松動(dòng)、穩(wěn)定性失效。臼杯外上方斑片狀高密度影，髖關(guān)節(jié)腔假體周圍不定型云霧狀密度增高，臼杯越過髂坐線向盆腔內(nèi)陷。臼杯內(nèi)上方見高密度圓形輪廓影，與高密度臼杯之間宛如空泡狀改變，股骨金屬球頭與臼杯內(nèi)下緣、外上緣距離不均等，金屬球頭在臼杯中的位置異常（圖1 a）。股骨側(cè)假體與髓腔內(nèi)壁之間未見明顯透亮線，未見明顯松動(dòng)軌跡（圖1 b）。

圖1 術(shù)前骨盆X 線片 a：左髖Shenton 線尚連續(xù)，Calve 線變形，髖關(guān)節(jié)間隙變窄，髖關(guān)節(jié)腔假體周圍不定型云霧狀密度增高（黑箭頭所示），髖臼杯周圍呈溶骨樣改變，臼杯松動(dòng)越過髂坐線向盆腔內(nèi)陷，外展角變小，臼杯外上方見斑片狀高密度影（三角形所示），臼杯內(nèi)上方見空泡狀影（白箭頭所示），金屬球頭在臼杯中的位置異常；b：股骨側(cè)假體與髓腔內(nèi)壁之間未見明顯透亮線，未見明顯松動(dòng)軌跡

術(shù)前骨盆CT平掃可見髖臼骨質(zhì)缺損、髖臼側(cè)假體松動(dòng)、骨溶解、“空泡征”、金屬球頭位置異常，聚乙烯內(nèi)襯磨損、移位（圖2 a）；髂恥柱輕度骨溶解（圖2 b）；髂坐柱嚴(yán)重骨溶解（圖2 c）；髖關(guān)節(jié)腔及周圍軟組織磨砂、云霧樣密度增高及高密度碎片影（圖2 d、e）；小轉(zhuǎn)子周圍異位骨化（圖2 f）。

三、髖關(guān)節(jié)穿刺

CT 定位引導(dǎo)下行左髖關(guān)節(jié)穿刺抽液，抽吸出大量含碳粉樣金屬碎屑顆粒的暗黑色渾濁液體。穿刺液行常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)+藥敏試驗(yàn)，細(xì)菌培養(yǎng)陰性；穿刺液需氧、厭氧菌培養(yǎng)延長至10 d，亦未見細(xì)菌生長。

四、手術(shù)治療

按髖部原后外側(cè)切口入路，切開闊筋膜張肌、外旋肌群，顯露髖關(guān)節(jié)，見髖關(guān)節(jié)腔內(nèi)含大量粉末狀金屬碎屑沉渣的黑色液體，髖關(guān)節(jié)周圍軟組織、肌群和骨質(zhì)廣泛粉末狀金屬碎屑浸染。股骨假體柄錐度（圖3 a）與金屬球頭（圖3 b）完好，無磨損表現(xiàn)（圖3 a、b）；髖臼骨溶解嚴(yán)重，臼杯松動(dòng)、磨穿（圖3 c、d），髖臼與盆腔組織間僅有一層軟組織“假膜”，亦被金屬碎屑浸染。術(shù)中留取髖關(guān)節(jié)組織（圖3 e），快速病理檢查示：血管、纖維組織增生伴玻璃樣變，炎性細(xì)胞、組織細(xì)胞浸潤，異物巨細(xì)胞增生，大量色素沉著；關(guān)節(jié)液涂片未見革蘭氏陽性/革蘭氏陰性。關(guān)節(jié)液常規(guī)檢查：白細(xì)胞計(jì)數(shù)為1 890×106/L，中性粒細(xì)胞比例為0.35。術(shù)中診斷：左側(cè)THA術(shù)后金屬離子沉積癥（金-聚乙烯界面）。

圖2 術(shù)前骨盆CT影像 a：髖臼骨質(zhì)缺損、髖臼側(cè)假體松動(dòng)、骨溶解、“空泡征”（白箭頭所示），金屬球頭位置異常，聚乙烯內(nèi)襯磨損、移位，淚滴點(diǎn)溶解（三角形所示）；b：髂恥柱輕度骨溶解；c：髂坐柱嚴(yán)重骨溶解；d、e：髖關(guān)節(jié)腔及周圍軟組織磨砂、云霧樣密度增高（白箭頭所示），高密度碎片影（黑箭頭所示）；f：小轉(zhuǎn)子周圍異位骨化（白箭頭所示）

圖3 髖關(guān)節(jié)一期翻修術(shù)取出假體，予以清創(chuàng)和有限切除 a：股骨假體柄錐度完好，無磨損表現(xiàn)；b：金屬球頭無磨損，聚乙烯內(nèi)襯偏心性磨損，內(nèi)襯磨損邊緣亦被金屬碎屑浸染；c、d：髖臼杯磨穿、缺損；e：髖關(guān)節(jié)周圍軟組織被金屬碎屑廣泛浸染、壞死，予以清創(chuàng)，有限切除

術(shù)中排除髖關(guān)節(jié)假體周圍感染行一期翻修。翻修手術(shù)分兩步：①徹底清創(chuàng)，切除骨溶解病灶和異位骨化病灶，以及有限切除金屬碎屑浸染、壞死組織（圖3 e）；②更換所有假體組件，大轉(zhuǎn)子延長截骨取出股骨柄假體組件；因髖臼骨質(zhì)能提供50%以上假體覆蓋及初始穩(wěn)定，選用Duraloc假體（強(qiáng)生公司，美國），安裝Sectou 60 mm O.D.生物型大髖臼杯及13.5 Solution SOF/FULL 股骨加長微孔翻修柄，選用陶-陶的摩擦界面（Delta 36 mm I.D.×60 mm O.D.防脫陶瓷內(nèi)襯，36+5.0 mm Pinnacle Utamet陶瓷球頭）。

圍手術(shù)期24 h內(nèi)使用頭孢唑林鈉預(yù)防感染，術(shù)后低分子肝素鈉抗凝預(yù)防深靜脈血栓。

五、術(shù)后結(jié)果

術(shù)后即刻骨盆X線片示髖臼杯內(nèi)陷，股骨側(cè)大轉(zhuǎn)子延長截骨處完全骨折，翻修柄遠(yuǎn)端縱形裂紋骨折；術(shù)后左下肢皮膚牽引6 周。術(shù)后3 個(gè)月X 線復(fù)查示假體周圍骨折線模糊，開始扶拐下地行走，術(shù)后6個(gè)月完全棄拐。術(shù)后隨訪2年，髖關(guān)節(jié)疼痛緩解，雙下肢等長、無跛行、步態(tài)均勻，Harris髖關(guān)節(jié)功能評分為91分；復(fù)查骨盆X線片示生物型臼杯周圍骨長入良好，髖臼側(cè)、股骨側(cè)假體穩(wěn)定，無松動(dòng)、溶解（圖4）。

圖4 術(shù)后影像資料 a～c：術(shù)后即刻X線片，部分髖臼杯內(nèi)陷，股骨側(cè)大轉(zhuǎn)子延長截骨處完全骨折（白箭頭所示），翻修柄遠(yuǎn)端縱形裂紋骨折（黑箭頭所示）；d～f：術(shù)后2 年X 線片，假體周圍骨折愈合良好，髖臼側(cè)、股骨側(cè)假體無松動(dòng)、骨溶解，生物型臼杯周圍骨長入良好（白箭頭所示）

討 論

一、金屬離子沉積癥的臨床表現(xiàn)與病理生理

隨著髖關(guān)節(jié)假體材料工藝和摩擦界面的研究進(jìn)展，特別是高交聯(lián)聚乙烯、陶瓷假體的廣泛應(yīng)用，極大地減少了金屬離子沉積癥的發(fā)生率［2］。Birkett 等［3］曾報(bào)道了非金-金THA術(shù)后聚乙烯內(nèi)襯和金屬臼杯完全被磨穿，術(shù)中證實(shí)與金屬離子沉積癥有關(guān)。金屬碎片在假體周圍軟組織與骨質(zhì)中的沉積，引起慢性炎癥反應(yīng)、臼杯磨損、假體松動(dòng)和骨溶解［1］，可導(dǎo)致假體內(nèi)植物失敗和異物反應(yīng)，進(jìn)一步加劇假體的磨損及髖關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)，臨床癥狀主要表現(xiàn)為髖關(guān)節(jié)疼痛和髖關(guān)節(jié)僵硬、活動(dòng)功能障礙。

若病人存在金屬過敏體質(zhì)，血液中鈷和鉻離子濃度增高，可誘發(fā)機(jī)體免疫反應(yīng)引起系統(tǒng)性改變，出現(xiàn)頭痛、認(rèn)知改變、血液系統(tǒng)異常和神經(jīng)肌肉異常［4］。Duarte等［5］曾報(bào)道1例臨床罕見的陶-陶非骨水泥THA病人因陶瓷內(nèi)襯碎裂，陶瓷球頭直接與金屬臼杯摩擦產(chǎn)生金屬碎屑顆粒，金屬毒性物質(zhì)吸收導(dǎo)致的溶血性貧血。雖然，鈦合金具有化學(xué)惰性和良好的生物兼容性，但鈦合金顆粒、離子的吸收也可導(dǎo)致溶骨性細(xì)胞因子釋放、組織壞死與纖維化、局部淋巴結(jié)腫大以及肝、脾結(jié)構(gòu)性改變［6］。

二、金屬離子沉積癥的影像學(xué)表現(xiàn)

THA術(shù)后金屬離子沉積癥起病緩慢，往往需數(shù)年時(shí)間才出現(xiàn)臨床癥狀，發(fā)病初期X線檢查敏感度較低，CT和MARSMRI檢查有助于金屬離子沉積癥早期診斷。

CT檢查可特征性發(fā)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)囊及關(guān)節(jié)腔高密度物質(zhì)輪廓影［7］；MARS-MRI有助于診斷、確定金屬離子沉積范圍和程度，以及發(fā)現(xiàn)、辨別假性腫瘤團(tuán)塊的存在［8］。

X 線表現(xiàn)：①異位骨化：由髖關(guān)節(jié)周圍軟組織中的原始間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成骨細(xì)胞，從而形成成熟骨，典型異位骨化發(fā)生在股骨頸周圍和鄰近大轉(zhuǎn)子處［9］；②股骨頭在臼杯中位置異常，呈偏心性改變，這也提示聚乙烯內(nèi)襯磨損、破裂或移位；③氣泡征：金屬碎屑在關(guān)節(jié)腔聚集并顯示其輪廓，宛如氣泡樣密度增高［10］；④云霧征：假體周圍軟組織呈不定型云霧狀［11］，宛如磨砂樣改變。所以，筆者認(rèn)為一旦懷疑金屬離子沉積癥，應(yīng)結(jié)合X線、CT和MRI檢查進(jìn)行綜合判斷。

三、金屬離子沉積癥的診斷

THA術(shù)后出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)疼痛、功能障礙，合并假體松動(dòng)、骨溶解、異位骨化等情況，除影像學(xué)分析外應(yīng)常規(guī)行髖關(guān)節(jié)穿刺，了解髖關(guān)節(jié)積液性狀，排除感染。有研究［12，13］認(rèn)為一旦髖關(guān)節(jié)穿刺抽液為暗黑色，且含有金屬碎屑顆粒，無需進(jìn)行穿刺液分析與培養(yǎng)，即可考慮診斷為金屬離子沉積癥。金屬離子沉積癥的關(guān)節(jié)液性狀較早出現(xiàn)改變，應(yīng)盡早進(jìn)行髖關(guān)節(jié)穿刺抽液。髖關(guān)節(jié)穿刺抽液是THA 術(shù)后、翻修前診斷金屬離子沉積癥的敏感診斷措施［14］。

金屬離子沉積癥早期臨床表現(xiàn)缺乏特異性，有學(xué)者嘗試通過檢測血液鈷或鉻離子閾值來預(yù)測金屬碎屑不良反應(yīng)（adverse reaction to metal debris,ARMD）事件風(fēng)險(xiǎn)，如英國藥品和健康產(chǎn)品管理局建議血液鈷或鉻離子水平超過7 μg/L作為預(yù)測ARMD 事件閾值；Kwon 等［15］則建議將鈷離子水平超過3 μg/L 或鉻離子水平超過10 μg/L 作為診斷閾值；但未得到廣泛認(rèn)可。Matharu等［16］通過對多關(guān)節(jié)中心的ARMD事件研究發(fā)現(xiàn)，不同類型假體ARMD 事件應(yīng)設(shè)定不同的閾值，如單側(cè)伯明翰假體鈷離子水平超過2.15 μg/L，雙側(cè)伯明翰假體鈷或鉻離子水平超過5.5 μg/L，單側(cè)Corail-Pinnacle假體鈷離子水平超過3.57 μg/L，可有效預(yù)測THA術(shù)后ARMD事件。

四、金屬離子沉積癥的治療

如確診為金屬離子沉積癥，應(yīng)盡早進(jìn)行翻修手術(shù)。翻修之前，對病人進(jìn)行系統(tǒng)評估了解假體的材質(zhì)、類型，結(jié)合X線檢查和CT 掃描+三維重建，評估髖臼側(cè)、股骨側(cè)假體是否松動(dòng)、是否固定良好，對骨量丟失進(jìn)行量化評估，髖臼側(cè)骨缺損進(jìn)行Paprosky分型［17］，以應(yīng)對術(shù)中的植骨、多孔金屬模塊、特制的髖臼杯等。對穿刺液進(jìn)行常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)、需氧菌培養(yǎng)和厭氧菌培養(yǎng)檢查，以排除髖關(guān)節(jié)腔感染。我們通過對病人術(shù)前髖關(guān)節(jié)穿刺抽液常規(guī)細(xì)菌培養(yǎng)，以及術(shù)中髖關(guān)節(jié)積液涂片、關(guān)節(jié)液常規(guī)檢查和術(shù)中組織快速病檢，排除髖關(guān)節(jié)假體周圍感染，證實(shí)為髖關(guān)節(jié)金屬離子沉積癥后行一期翻修。

對髖關(guān)節(jié)金屬離子沉積癥病例進(jìn)行翻修需徹底清創(chuàng)，清除髖關(guān)節(jié)積液、金屬碎屑，有限切除金屬離子浸染軟組織，刮除骨溶解病灶，切除異位骨化病灶，針對可能產(chǎn)生金屬離子沉積癥的髖關(guān)節(jié)假體組件進(jìn)行更換、調(diào)整。本研究中，金屬碎屑顆粒猶如焦油般，廣泛嵌入、浸染髖關(guān)節(jié)周圍軟組織，要完全清除既困難又危險(xiǎn)；如果清創(chuàng)過度，可能進(jìn)一步喪失髖臼殘余有限骨量，甚至造成血管、神經(jīng)損傷，損害臀中肌等肌腱附麗點(diǎn)。如果髖臼側(cè)、股骨側(cè)假體松動(dòng)、移位或位置不良也需要一并翻修；如果股骨側(cè)假固定牢固、位置良好，為了更好顯露髖臼，處理髖臼側(cè)骨量丟失、骨缺損，術(shù)中可行大轉(zhuǎn)子延長截骨將其取出。髖臼側(cè)、股骨側(cè)髖關(guān)節(jié)翻修需獲得良好的聯(lián)合前傾角，避免髖關(guān)節(jié)撞擊綜合征發(fā)生，維持良好的臀中肌張力，減少金屬顆粒產(chǎn)生。鑒于金屬顆粒和聚乙烯磨損顆粒在金屬離子沉積癥發(fā)生機(jī)制中所起的作用，翻修可選用陶-陶摩擦界面假體。Chang等［2］報(bào)道了31例因金屬離子沉積癥進(jìn)行髖關(guān)節(jié)翻修的病例，更換了臼杯和/或股骨側(cè)假體組件，平均隨訪5.6 年，未發(fā)現(xiàn)假體周圍可透射線出現(xiàn)、臼杯移位、骨溶解及臼杯外展角改變，中期隨訪效果顯著。如果翻修假體位置良好、固定牢固，殘留的金屬碎屑浸染組織并不影響中遠(yuǎn)期髖關(guān)節(jié)翻修效果［12］。

金屬離子沉積癥源于THA 術(shù)后金屬與金屬異常接觸，隨著時(shí)間推移髖關(guān)節(jié)周圍軟組織被金屬碎屑廣泛浸染及骨量進(jìn)行性丟失，加重髖關(guān)節(jié)翻修手術(shù)難度。所以，THA 術(shù)后定期隨訪、復(fù)查以及血清金屬離子監(jiān)測至關(guān)重要，一旦出現(xiàn)金屬離子沉積癥傾向，應(yīng)做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早翻修。