王敏 雷壽斌

(1.陸軍軍醫(yī)大學第二附屬醫(yī)院骨科,重慶 400037;2.畢節(jié)市第三人民醫(yī)院骨科,貴州 畢節(jié) 551700)

股骨頭壞死(Osteonecrosis of the femoral head, ONFH)是一個世界性的難治性疾病,我國是ONFH 患病人數(shù)最多的國家,且數(shù)量仍在增長[1-2]。酗酒、激素及外傷是ONFH前3位的致病因素,所致ONFH占90%以上[2-3];ONFH的病理機制是股骨頭內血管內皮損傷以及脂肪栓塞導致股骨頭內高壓,這與40年前認識是一樣的[4]。由于ONFH研究技術較困難,目前其分子生物學機理仍無進展[5]。早期ONFH保髖治療一直是臨床面臨的難題,保髖的主要目標是改善癥狀,延緩塌陷,推遲髖關節(jié)置換手術時間,其中髓芯減壓術仍然是目前最常用的治療方法。近些年出現(xiàn)許多改良髓芯減壓術,包括多通道減壓、自體或異體骨、帶血管或不帶血管骨移植,鉭棒等新材料,輔助各種活性細胞、成骨活性蛋白等,但均遵循清除壞死骨、提供結構性支撐、促進骨再生的三大基本理論。對股骨頭負重區(qū)提供結構性支撐,促進成骨是改良手術最重要的目標,但目前各種方法效果差異較大,本文就髓芯減壓保髖手術問題的最新研究做一闡述。

1 髓芯減壓術

股骨頭內靜脈回流受阻引起髓腔壓力過大,從而導致股骨頭壞死[6],這是70年前Phemister 發(fā)明并沿用至今的髓芯減壓理論基礎[7]。1962年法國醫(yī)師Arlet和Ficat在對早期患者行股骨頭骨組織活檢時意外發(fā)現(xiàn)術后疼痛很快減輕,也因此從該活檢術中衍生出治療ONFH的方法,稱為股骨頭髓芯減壓術。Roth等[8]歸納總結159個研究后認為髓芯減壓術可以有效治療面積小于30%的股骨頭壞死,并寫入德國股骨頭壞死治療指南;但是在臨床實踐中發(fā)現(xiàn),髓芯減壓術成功率并不是很高,單純的髓芯減壓效果并不理想,原因是骨再生困難、定位不準、清除不徹底、適應癥窄、容易骨折等。隨著人工關節(jié)外科技術的發(fā)展,中晚期股骨頭壞死的治療方法基本被髖關節(jié)置換替代,而早期股骨頭壞死由于患者往往較年輕,活動量大,失敗風險高,仍然積極尋求保髖治療,改進髓芯減壓術是目前研究最多的方向之一。

2 改良的髓芯減壓術

2.1 減壓通道直徑與數(shù)量 單一隧道減壓既要植骨又要植入不吸收或不易吸收的支撐物,植骨量和支撐強度也互相矛盾,因此出現(xiàn)多隧道髓芯減壓方法,比如將傳統(tǒng)的單通道減壓改為創(chuàng)傷更小的多通道減壓;髓芯減壓術根據(jù)針的粗細不同可分為直徑3～4 mm細針和直徑8～10 mm粗針進行鉆孔減壓。Mont[9]發(fā)現(xiàn)多隧道減壓可以解決單通道定位不準問題,試用多通道(蜂巢式)髓芯鉆孔減壓術,用3 mm鉆減壓治療45例患者,2年后70%的患者HHS評分在良好以上。Moon等[10]在此基礎上植入直徑5 mm的火柴棒樣異體骨,雖然植入困難,容易撇斷,但有效率達到了68.1%。Yue等[11]為解決單一隧道既植骨又植支撐物的矛盾,改單一骨隧道為雙隧道,植骨和支撐(n-HA/PA66,納米羥基磷灰石聚酰胺-66棒)分別在各自的隧道完成,認為不用徹底清除壞死骨組織(極具爭議的觀點),因為余下的壞死骨有助于避免頭的塌陷,但是兩個10 mm直徑的骨隧道對頭頸的創(chuàng)傷依然很大。Song等[12]認為多通道減壓形成蜂窩狀的通道結構,各通道間保留壁樣支撐結構,預防減壓后局部塌陷,這是多通道減壓的另一個優(yōu)勢。何國忠等[13]也報道雙孔徑減壓在兩孔間有骨性組織相連接,較單通道大孔徑減壓對股骨頸生物力學性能影響小,證明多通道比大直徑單通道手術骨折風險更小。

2.2 數(shù)字化技術 有研究引進數(shù)字化技術解決輔助髓芯減壓術針對術中定位不準確、反復透視、增加手術時間及術中出血量的問題[14]。郭曉忠[15]利用CT導航輔助技術對39個股骨頭壞死精準髓芯減壓,而Kerimaa等[16]則利用MRI導航術中定位股骨頭壞死,認為術中確定壞死邊緣更有優(yōu)勢。陳冬冬等[17]應用3D打印定位模塊保證減壓的準確性,提高ARCOⅡ期非創(chuàng)傷性股骨頭壞死的療效,但是該方法需要開放手術放置3D模塊,創(chuàng)傷仍然很大。Wang等[18]應用增強現(xiàn)實技術開發(fā)了一套術中導航系統(tǒng),該手術系統(tǒng)可以直觀顯示手術區(qū)域的解剖情況。但是這些技術不能解決導針手工操作的不便和誤差,因此Bi等[19]利于TiRobotTM機器人代替醫(yī)師植入導針、減壓等工作,可以避免人工操作帶來的位置偏移。Theopold等[20]不僅應用導航技術,同時輔助髖關節(jié)鏡進行多通道髓芯減壓,能夠比較徹底地清除壞死組織并充分植骨,術中需要做關節(jié)鏡切口。數(shù)字化技術確實給手術定位帶來更高的精準性,可操作性也強,但更重要的壞死病灶精準刮除工作并無進展,存在很多技術上的難題,比如定位后如何在狹小的空間內刮除壞死組織,如何在狹小的空間內有效植骨等,部分專利試圖解決該問題,但是由于操作上的問題,臨床均未廣泛使用。

髓芯減壓術可以獲得短期的疼痛緩解或影像上的某些再生現(xiàn)象,但長期的結果并不令人滿意。Liu等[21]發(fā)現(xiàn)多通道髓芯減壓方法不能扭轉股骨頭壞死接受全髖置換的命運,和未干預患者相比,10年隨訪發(fā)現(xiàn)股骨頭的存活率分別為67.5和60.9%,該研究發(fā)現(xiàn)多通道減壓患者中有21.4%的患者最終進行了關節(jié)置換,未做治療干預組有18.9%的患者進行了關節(jié)置換術,不管壞死量大于或小于30%,也不論患者是否做多通道減壓術,最后做關節(jié)置換的比例無著差異,甚至推遲全髖置換手術的時間優(yōu)勢也無差異。Yoon等[22]通過網絡Meta分析法也發(fā)現(xiàn)同樣結果,隨訪期內關節(jié)置換比例以及股骨頭塌陷進程并未得到改善。有研究認為目前某些研究統(tǒng)計學方法科學性不強,早期小面積的股骨頭壞死并不需要外科干預自然會好轉,其術后好轉不是髓芯減壓的結果而是自然病程卻統(tǒng)計在髓芯減壓的成功率上,因此,小面積頭壞死早期髓芯減壓手術是否合理仍有待討論[23]。

3 結構支撐

減壓后結構性支撐材料是否堅強是髓芯減壓術成功與否的重要因素,改良支撐材料也較多,目前的支撐材料主要有骨、合金材料、合成材料等。

3.1 骨移植 1949年Phemister首先報道了髓芯減壓加上腓骨移植重建的方法,該方法至今已70余年,減壓后骨隧道骨移植包括自體、異體骨移植,游離骨塊或帶血管蒂,成功率在80%左右。目前成功率最高的是Feng等[24]報道的一組病例,大轉子肌骨瓣,隨訪9.2年,成功率高達92.9%。Yildiz等[25]報道的成功率最低,4.4年隨訪結果僅為71%;而病例數(shù)最多的是Zhao團隊,共2190例患者納入研究,平均12年隨訪,成功率為82%[26]。帶血管腓骨以及大轉子肌骨瓣是目前應用最多的血管重建方法,ünal等[27]報道26例帶血管腓骨患者7.6年以后有21例HHS評分大于80。

但是Xie等[28]認為血管重建骨移植手術創(chuàng)傷大,難度高,骨壞死區(qū)仍然需要額外植骨填補;術后血管再通率與移植骨轉歸證據(jù)不足,血循環(huán)是否再建立不清,同時不融合、退棒、感染、壞死情況多有報道,供體側容易出現(xiàn)并發(fā)癥,比如骨折、踇長屈肌攣縮、腓總神經損傷、步態(tài)異常等等,高達13%～20%[29]。Kerimaa等[16]對36例標準髓芯減壓和40例輔助腓骨植骨患者53.5個月的隨訪發(fā)現(xiàn),影像上兩者無差異,無論是從自體髂骨、粗隆間、或其他部位取出的松質骨,其自帶的成骨細胞就算全部成活,其數(shù)量和質量也并不足以修復局部壞死灶,局部短期支撐,爬行替代等作用有限,血循環(huán)重建證據(jù)不足,面臨極大吸收降解失效的風險[30]。因此不管是否帶血管蒂,自體或者異體,目前臨床效果仍具爭議,并未形成共識。

3.2 鉭金屬材料 鉭棒具有足夠的支撐強度和良好的皮質骨彈性模量,同時還具有骨小梁結構,利于骨形成,并具有很好的抑菌性能成為植入材料研究的新方向。目前髓芯減壓聯(lián)合鉭棒植入的臨床療效結果各異,Onggo等[31]對550例鉭棒植入患者的Meta分析發(fā)現(xiàn),鉭棒術后臨床效果滿意,3.1年隨訪期HHS評分術后平均提高30.4%,77.9%的患者影像表現(xiàn)穩(wěn)定,隨訪期內15.8%的患者進行了髖置換,而單純髓芯減壓是34%,如果鉭棒加植骨是18%[32];但是Zhang等[33]對42例52個髖鉭棒置入患者85.7個月的隨訪發(fā)現(xiàn),46.2%患者進行了全髖置換,長期效果并不滿意;Ma等[34]對104例ARCO Ⅱ～Ⅲ級股骨頭壞死患者髓芯減壓加鉭棒,平均隨訪43個月發(fā)現(xiàn)成功率僅53%;且有研究表明,鉭棒植入后增加了患者后期行全髖關節(jié)置換的并發(fā)癥,即使仔細取出鉭棒也會有金屬碎屑殘留周圍組織中,增加了骨溶解的風險[35]。目前鉭棒不作為早期股骨頭壞死保髖治療的首選,無臨床證據(jù)說明鉭棒可以擴大應用到ARCO Ⅱ～Ⅲ級股骨頭壞死的保髖治療。

3.3 膨脹材料 除了支撐棒,另外還有膨脹材料也在同期研究中。王巖團隊研發(fā)的Ni-Ti記憶合金網球置入支撐方法已經有25年歷史,需要開放手術置入,創(chuàng)傷較大[36]。Yu等[37]發(fā)明的傘狀網球可以經髓芯減壓通道置入,而不需要開放切口置入,大小與頭減壓洞相匹配。Lin等[38]應用一種燈籠樣螺釘,類似于DHS,是減壓、鋼板、支撐三結合的發(fā)明,結合自體骨移植,1.5年觀察結果顯示88%的患者影像結果好于對照組。楊德金等[39]設計的多孔鈦金屬籠(AVN CAGE)微孔結構提供骨長入界面,宏觀小孔提供減壓和成骨通道,空腔內可植骨、防退釘、不影響后期髖置換手術,1.5年隨訪保髖成功率(未接受THA)為98%,包括9例ARCO ⅢA期病例,均好于Auréan等[40]總結的成功率。從理論上看,這類膨脹材料具有頭復原等優(yōu)點,適用范圍大,可用于頭完全塌陷的患者,但臨床應用發(fā)現(xiàn)失敗率依然較高,骨再生修復能力不強,可能和手術創(chuàng)傷大,骨微循環(huán)難以建立有關。這種試圖通過物理方法復原股骨頭形態(tài)的方法,遠期效果依然難以令人滿意,膨脹形成的空腔內如果不能骨再生,髖巨大的負重壓力會直接導致手術失敗。

3.4 其他材料 除鉭金屬外,還有其他金屬材料制成的支撐棒或棒樣結構,Wang等[41]用金屬鈦通過3D技術,按照骨小梁結構打印鈦棒作為支撐材料;Katiella[42]用鎂棒作為支撐材料,結合骨形態(tài)蛋白取得一定臨床效果,但總體效果都缺乏根本的提升;張慶勝等[43]利于羥基磷灰石制作骼金屬籠;Yue等[11]采用納米羥基磷灰石/聚酰胺66支撐棒雙通道治療股骨頭壞死,這種材料結合有機結合了生物相容性和強度,而且取出時不會殘留金屬碎屑;陳冬冬等[17]等用β-磷酸三鈣(生物陶瓷棒)支撐治療ARCO Ⅱ期股骨頭壞死,認為具有良好的機械性能和生物相容性,其降解時間和骨形成時間相吻合;Li等[44]用有限元方法研究證明生物陶瓷棒在頭壞死體積少于15%、塌陷深度小于2 mm的情況下能提供足夠的支撐和壞死區(qū)結構穩(wěn)定;Lu等[45]證明該材料可以引導大轉子和股骨頸部位豐富的血運到股骨頭區(qū)域。這些材料的研發(fā)拓展了股骨頭早期壞死保髖治療的思路,但目前臨床效果仍然不盡如意,提升效果不顯著,骨再生和微循環(huán)的建立還缺乏足夠的證據(jù)。

4 小結

髓芯減壓術依然是目前可行的一種保髖治療方法,但其療效不穩(wěn)定,成功率不高,面臨的臨床問題仍然很多。數(shù)字技術輔助壞死區(qū)域定位是比較成熟的技術,但是需要配合新型壞死組織清除工具的開發(fā)才能取得新的成功。目前支撐材料的問題是支撐點與壞死面接觸面小,需要進一步的理論支持。當代技術已經做到材料結構仿生和材料強度仿生,結合骨誘導、血管再生因子、干細胞等可以促進骨再生,但是局部微循環(huán)的建立仍然是一個難題,導致骨再生效果不理想,需要進一步的研究。因此,髓芯減壓保髖手術需要進一步的研究和改進,以解決目前面臨的臨床問題,提高治療效果和成功率。