世界上第一個人工髖關節置換是1891年德國醫生Gluck用象牙做的股骨頭完成的,而真正意義上的人工全髖關節置換可能是英國醫生PhillipWiles進行的,他用的是不鏽鋼假體並且先後完成了6例手術。這些手術儘管不能稱之為成功,但是這些先驅者們為現代人工全髖關節置換作出了不可磨滅的貢獻。
髖關節假體的使用壽命與骨-假體的固定、髖臼-股骨頭的磨損率、醫生的技術以及患者的狀況有關。
一、假體的固定
不同的假體固定方式的效果是不同的,相同的假體固定方式對不同的病人效果也不盡相同。
1、骨水泥固定
現代髖關節假體在早期都是用骨水泥固定的。從理論上講,骨水泥可以提供假體術後的即時固定,因此術後早期負重活動不必擔心假體的鬆動和下沉。
早期的骨水泥假體固定失敗率較高,15年的失敗率高達40%。失敗的原因和骨水泥技術以及假體的設計有密切關係。現在骨水泥技術已經發展到第三代,即骨面清潔、水泥真空攪拌、中置,加壓灌注等。假體的設計也由過去的銳角、粗糙變為圓滑角甚至錐形的光滑假體。經過一系列的改進,骨水泥固定假體的長期生存率大大提高。
然而,骨水泥技術的改進只是明顯提高了股骨柄假體的生存率,其15年生存率的可達95%,但是沒有明顯改善髖臼假體的長期生存率,術後15年的鬆動率可達24%,特別是50歲以下的患者鬆動率更高。因此,目前大多數醫生認為骨水泥固定髖臼假體僅可用於老年和嚴重骨質疏鬆的患者。對於骨水泥固定的股骨假體,由於翻修困難,因此很多醫生也不主張用在50歲以下的年輕病人。
2、非骨水泥固定
由於早期用骨水泥固定的假體有較高的鬆動率,而且這種鬆動很大程度上是由骨水泥的疲勞碎裂、磨損產生的碎屑激活了巨噬細胞從而產生骨溶解導致的,因此人們在70年代就開始了非骨水泥固定假體的研究。
目前非骨水泥固定的假體有表面微孔(骨長入)、粗糙面(骨長上)、羥基磷灰石塗層(共價鍵結合)以及解剖髓內嵌鎖型等。有資料表明,表面微孔的髖臼要明顯優於骨水泥固定的髖臼,而其它型別的髖臼暫時還不能得出相同結論。而非骨水泥固定的股骨假體與骨水泥固定的股骨假體效果大致相同。
目前多數醫生認為,有嚴重骨質疏鬆的患者宜用骨水泥固定的假體;對年齡在70歲以上,預期壽命15年左右者,可以使用骨水泥固定的假體;對於年齡在60歲以下,預期壽命25年以上的患者適合應用非骨水泥固定或雜交固定(骨水泥固定的髖臼和非骨水泥固定的股骨假體)。而對於50歲以下的年輕病人,多數主張首選非骨水泥固定假體。
二、髖臼-股骨頭的材料配伍
目前大量的人工髖關節是由堅硬的金屬或陶瓷的股骨頭與超高分子聚乙烯的髖臼杯組合成,許多證據表明這種組合產生的聚乙烯微粒是導致晚期假體無菌性鬆動的主要原因。為了解決聚乙烯磨損的問題,人們進行了多方面的探索。有人從增強聚乙烯的抗磨損效能角度考慮,改變了聚乙烯的結構,研製出了高交聯高分子聚乙烯材料;而另一方面,人們又改變了思考角度,乾脆摒棄了聚乙烯,設計出了金屬對金屬和陶瓷對陶瓷假體,陶瓷與金屬假體也在實驗之中。不同材料配伍後磨損率差別很大。
一種尚在試驗階段的假體是股骨頭假體表面帶有小凹的金屬對金屬假體,股骨頭表面的小凹允許液體存留,起到了潤滑作用。這種假體的體外試驗磨損率只有金屬對金屬的1/2。陶瓷對金屬的人工全髖關節假體是另外一種在試驗階段的假體,其體外試驗磨損率只有金屬對金屬的1/100。
近年來陶瓷加工工藝和材料工藝有了巨大的進步,陶瓷對陶瓷的假體再次受到青睞,其線性磨損率只有0、005mm/年。進一步的臨床研究發現,陶瓷磨損碎屑對機體造成的炎性反應比金屬還要低,特別適合於年輕患者。
三、小切口髖關節置換
在假體不斷改進的同時,手術技術也在不斷改進。小切口髖關節置換就是其中一個,其手術切口長度僅為6~10cm。
它的優點是:瘢痕小、疼痛小、住院時間短、恢復快。
隨著手術技術和儀器、器械的發展,小切口髖關節置換手術現在已經不是單指將切口縮小到10cm左右,還要還原的本意,即對軟組織尤其是肌肉和筋膜侵犯要小,這是第二層次;更深層次的要求是不侵犯肌肉,這就是現在提的MSS,髖關節的前外側入路MIS就是代表,相應的特殊手術器械也不斷在更新。
由於小切口髖關節置換手術的可視性受到限制,準確假體安放的難度大大增加。為了解決這一問題,不少醫生在手術中使用了計算機導航系統。手術機器人人工關節置換術的臨床應用證明其有著更準確的假體選擇、更完美的股骨髓腔充填及更準確的假體安放等優點,也得到了人們的注意
四、髖關節表面置換
人工全髖關節置換術對於股骨頭壞死、髖臼發育不良、髖關節骨關節炎等無疑是一種徹底而且耐用的治療方法,特別是針對老年患者有非常良好的效果。但是,對於青年人群來說,全髖置換術存在比較明顯的缺陷――較高的早期翻修率,尤其體現在那些男性、從事活動量較大的工作、在術後參加體育運動的人群中。對於這一問題,髖關節表面置換具有獨特的優勢。
髖關節表面置換是一種具有創傷小、術後活動度好、能保留較多股骨側骨量等優點的髖關節重建手術。這種手術早在20世紀50年代就開始應用於臨床,其發展歷史是一個相當曲折的過程,其限制因素更多是來自假體本身,而不是手術技術。近年來,隨著材料學的進步和技術細節的改進,臨床應用逐漸增多,取得了令人鼓舞的臨床結果。
與全髖關節置換不同,髖關節表面置換的特點在於保留了股骨頸,它對下肢生物力學的不利影響是相當小的,接近於解剖重建。因為它最大限度地保留了股骨本身的結構,對於今後行THA翻修術在技術上也較傳統THA術更方便可行。
髖關節表面置換的另一個特點是採用金屬對金屬假體,減少了磨損所產生的碎屑,其特點已在前文介紹。
髖關節表面置換的第三個特點是使用了更大直徑的股骨頭,通常在36mm以上,接近於原始股骨頭的大小。較大直徑的假體可以提高關節穩定性,降低脫位的發生率,而且穩定的關節保證了各方向上的活動。
當然,目前關於新一代髖關節表面置換的報道隨訪時間還較短,要證明其穩定性尚需中遠期隨訪結果的支援。對於年輕的髖關節疾病患者來說,為了同時達到解除疼痛,恢復活動的目的,表面置換是一個值得推薦的手術方式。
五、人工髖關節存在的問題和解決前景展望
人工髖關節置換在解決患者的疼痛和活動度方面已經十分接近正常關節,其需要解決的問題主要是如何進一步提高假體的使用壽命。
提高假體使用壽命需要解決的主要問題無疑是碎屑引起骨溶解從而導致的假體鬆動。陶瓷對陶瓷、金屬對金屬的假體已經大大減少了碎屑的產生,但是並未徹底消除骨溶解的產生。所以需要我們進行更深一步的研究,找到骨溶解的根本原因,徹底預防骨溶解的發生。
手術治療骨溶解方面的進展主要在非骨水泥固定假體方面,非骨水泥假體周圍的骨溶解為擴張性的,患者可以在有很大範圍的骨溶解情況下沒有任何症狀,這時可以採取病灶清除+植骨的辦法治療;如果出現假體鬆動,進行翻修是無爭議的。
人們還在努力尋找非手術治療骨溶解的手段,主要是通過抑制磨損顆粒引起的前期炎性訊號的產生和傳導,以及抗破骨細胞活性兩個方向進行研究。已經證明消炎止痛藥、己酮可可鹼及阿倫磷酸鈉等具有抑制假體周圍骨溶解的作用。但是目前尚無一種藥物得到治療骨溶解的臨床應用的批准。
人們還發現RANK蛋白的拮抗劑應用是最有潛力的治療手段,其中最重要的是OPG。目前人們正在試驗通過基因治療的手段使假體周圍持續分泌OPG蛋白,從而達到治療骨溶解的目的。
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