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关节置换术治疗各类中晚期关节疾病标准手术之一

来源:  时间:2013-06-10 21:58:00 浏览量: 次【字体: 大  :中: : 小 
摘要:   关节置换术历经一个多世纪的发展,已经成为治疗各类中晚期关节疾病的标准手术之一,关节置换能够有效地缓解疼痛,重建关节功能。目前全   

  关节置换术历经一个多世纪的发展,已经成为治疗各类中晚期关节疾病的标准手术之一,关节置换能够有效地缓解疼痛,重建关节功能。目前全世界每年接受髋、膝关节置换手术的患者已超过了100万,而且接受关节置换人数每年都在不断地增长。我国目前尚无详细的数据,但据估计每年接受关节置换患者数量已在20万左右,特别是近年来,随着我国医疗保险制度的不断完善,越来越多的过去由于经济原因无法接受治疗的中晚期关节疾病患者将有机会接受关节置换治疗。与此同时,在广大关节外科医生和材料工程技术人员的共同努力下,关节外科领域在假体设计、新材料的应用、手术操作技术以及并发症预防等方面取得长足的进展。国内许多生产厂商也不断增加投入,研究、开发适合于中国国人特点的关节假体。同时,越来越多的医院重视关节置换术后患者的随访。虽然关节置换经过多年的努力,临床效果大大提高,但是一些问题如关节置换术后假体周围感染、磨损碎屑引起的骨溶解导致假体松动、脱位、深静脉血栓形成肺栓塞等问题尚不能完全避免,进而影响关节置换效果,使每年因各种原因导致假体固定失败需要翻修的数量同样也在不断增加,翻修对关节外科医生来说是一个挑战。本文就关节外科近年来的研究进展和我国关节外科现状及发展趋势做一探讨,以便更好地促进我国关节外科技术总体提高。

  一、初次关节置换

  一)初次髋关节置换

  流行病学:据各类假体使用情况初步估计,我国每年接受关节置换患者数量在20万左右,接受髋关节置换的主要原发疾病包括股骨头坏死、髋关节发育不良骨关节炎、创伤性关节炎、股骨颈骨折、强直性脊柱炎、类风湿关节炎、感染治愈后骨关节炎以及各类髋关节疾病继发骨关节炎(如儿童期Perthes病、股骨头骨骺滑脱)等;在我国股骨头坏死是患者接受全髋关节置换的主要原发疾病之一,而西方国家接受髋关节置换的多是骨关节炎。

  初次全髋关节置换负重界面:全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)已经成为最成功的外科手术之一。而THA术后关节负重界面磨损产生磨损颗粒并由此引发局部产生异物反应,进而导致假体周围发生骨溶解、无菌性松动,假体周围骨溶解、无菌性松动已经成为影响THA远期临床效果最主要的原因。特别是年轻患者,THA术后对关节功能要求高、活动量大,因此这类人群THA术后关节负重界面磨损产生的磨损颗粒数量相对较多,结果导致产生假体周围骨溶解、无菌性松动的危险性增加。

  因此,如何降低关节负重界面的磨损以及减少磨损颗粒的产生、降低磨损颗粒诱发局部的异物反应,从而延长假体生存期、提高THA中远期临床效果就成为关节外科领域所关注的重点。过去近30年里,第二代金属材料、高交联聚乙烯、及新型生物陶瓷的出现,极大地促进了关节外科的整体治疗效果。

  金属-高交联聚乙烯(metal- highly cross-linked polyethylene,HCLP,M-P):HCLP在我国的应用已有超过10年的时间。从目前国内外报道来看,与以往高分子聚乙烯相比较,HCLP磨损率大大降低,与此同时与聚乙烯磨损颗粒密切相关的假体周围骨溶解发生率也大大降低。此外,为了进一步提高HCLP抗磨损性能,在聚乙烯中添加抗氧化剂维生素E以降低聚乙烯在处理过程中残留的氧自由基。目前在我国已经逐步应用添加维生素E的HCLP。但长期效果尚待进一步随访研究。

  金属-金属假体(metal-metal prosthesis,M-M prosthesis):第二代金属假体表面摩擦系数大大降低,超过1 0年的随访结果显示其摩擦率低于1~20μm/y,而M-P摩擦率为70~600μm/y,显示了良好的耐磨效果。M-M假体的另一个优势在于通过增加股骨头直径降低脱位发生率。M-M负重界面主要应用于表面置换和大头金属-金属全髋关节置换。过去几年里,我国部分大型医院针对年轻患者逐渐开展表面置换和大头THA,取得较好的临床效果,特别是中青年人群,表面置换可以最大限度保留骨量、增加关节活动度、不改变关节结构及生物力学环境、降低脱位率,曾在我国受到广泛关注。但是表面置换手术操作技术要求较高,对术者手术技术要求较高。

  有个别厂家的M-M假体因失败率较高被召回。M-M术后体内金属离子增加,金属离子介导的免疫反应、金属过敏等导致肾毒性风险增加。国内外已经有大量的文献报道金属-金属负重界面全髋关节置换术后体内金属离子浓度明显升高的报道。四川大学华西医院对接受M-M负重界面患者术后2年随访检测,发现体内金属离子(钴、铬)浓度分别升高20倍、46倍,结果与国外报道接近。同时,国外文献报道M-M负重界面术后假体周围炎性假瘤的发生以及长期体内高浓度金属离子聚集对全身的潜在影响等。目前我国尚无金-金负重界面术后假体周围骨溶解及炎性假瘤发生的报道,但并不意味着我国人群不发生以上问题,这与我国使用假体时间相对较短有关,因此也要加强对这类人群的定期随访。

  陶瓷-陶瓷(ceramic-on-ceramic bearings,C-C):新型生物陶瓷的出现,降低了陶瓷碎裂的风险,极大地促进了关节外科的整体治疗效果。目前全世界范围内已经有超过150万例患者接受陶瓷关节置换。我国目前C-C负重界面的使用同样逐年增加,但具体占THA患者多大比例尚无具体数据。陶瓷假体可以增大股骨头直径(36mm),意味着增加关节稳定性,降低脱位、磨损等。但是,C-C负重界面THA对术者技术要求较高,假体安放角度精确性较高。

  假体最担心的一个问题是陶瓷假体碎裂。我国目前已经有报道陶瓷碎裂翻修的病例,华西医院也曾翻修过在外院采用陶瓷-聚乙烯负重界面THA术后陶瓷头碎裂的病例。但在我院所接受第四代C-C患者中,尚无一例发生陶瓷碎裂。还有报道C-C假体在部分患者中出现异响。国外报道C-C负重界面THA术后异响发生率在0.7%~3.6%之间,我国同样也有关于C-C全髋关节置换术后发生异响的报道,但尚无具体数值。华西医院观察到术后关节异响发生率在1%左右,多发生在髋关节屈曲过程中,而且绝大多数患者异响感在术后3-6个月内逐渐消失。目前认为C-C负重界面术后异响发生与假体安放角度、假体设计以及早期关节界面润滑度密切相关。

  关节固定方式的选择:目前关节置换假体固定方式有骨水泥固定和非骨水泥固定(生物固定)两种。

  股骨柄:非骨水泥假体植入时,基本保留了患者原来的骨质,对以后可能进行的二次手术预留了相对较多的骨质。目前我国生物学固定成为首选方式,只有在高龄患者、严重骨质疏松和一些特殊假体如肿瘤人工关节中才考虑使用骨水泥型假体。经过30多年的临床应用,非骨水泥型假体的优势逐渐体现并成为目前的主流。目前我国骨水泥柄使用比例逐渐减少,主要用于个别骨质疏松明显的老年患者。但是,在一些基层医院,仍然有部分医生在选择使用骨水泥柄,但总体呈下降趋势。

  髋臼的选择:目前国内外几乎达成共识,即髋臼侧以非骨水泥髋臼假体为主,骨水泥臼仅用于翻修术中髋臼存在严重骨缺损需要结合髋臼加强环打压植骨或结构植骨时。非骨水泥生物固定型微孔面髋臼仍然是目前最流行的固定形式。膝关节置换(TKA)发展十分迅速。随着手术技术的日臻成熟和膝关节假体设计、材料和相关器械的不断完善、改进,临床效果也不断提高,目前TKA术后10-15年假体生存率在95%以上,平均生存期在20年左右。国内外应用最多的是全髁型假体,固定方式大多为骨水泥固定。假体有保留后交叉韧带型和不保留后交叉韧带(后稳定)型,有活动负重平台和固定平台,以及近年应用于临床的高屈曲假体,单髁置换近年来再次引起广大关节外科医生的兴趣。

  二)初次膝关节置换

  全膝关节表面置换(TKA)近10年来,接受TKA患者数量呈逐年增加趋势。据保守估计,目前我国每年接受TKA人数在5~7万左右,接受TKA原发疾病主要是骨关节炎、类风湿性关节炎等。由于我国国情,一些膝关节疾病严重程度、畸形以及复杂程度要比发达国家重,但是经过十余年的不懈努力,在严重屈曲畸形、严重内外翻畸形中晚期膝关节疾病的TKA技术方面,目前处于先进水平,中远期随访获得较好的临床疗效。但是,目前TKA手术主要在一些大型医院开展。膝关节置换假体选择方面目前我国主要以后稳定型假体为主,对于侧副韧带损伤明显者,选择半限制性假体。

  后稳定型膝关节假体(PS)和后交叉韧带保留型膝关节假体(CR):目前保留和不保留后交叉韧带假体应用于临床已经有超过15年以上的随访报道,这两种假体的总体临床效果无显著差异,但关于保留和不保留后交叉韧带的争论仍然在继续。

  固定平台和旋转平台膝关节假体:负重平台方面,目前固定平台随访时间长,临床结果良好。尽管活动平台在理论上和实验研究均表明较固定平台有许多优点,但活动平台的出现只有10年左右时间,其临床效果尚需要大样本病例长期随访观察,从术后5-10年的临床结果来看,其效果与固定型平台无显著差异。

  我国目前TKA整体水平不平衡,目前TKA主要集中于大型医院。但随着医疗技术的不断进步及普及,一些市级医院也逐渐开展膝关节置换手术。目前主要以骨水泥固定、后稳定型假体为主,旋转平台以及高屈曲假体已经在我国部分医院开展,但目前尚缺乏详细的临床资料,特别是缺乏前瞻性、随机、对照临床研究方面的治疗,以证明其设计的优势。

  单髁置换

  膝关节单髁置换治疗膝关节单间室骨关节炎已有30多年的历史,早期由于失败率较高而弃用。其优点在于保留膝关节正常结构和活动状态,术后康复时间短。近年来随着微创技术的应用,以及手术操作技术的成熟、假体设计和手术器械的改进,膝关节单髁置换近年来逐渐增多。因为单髁置换提高假体生存率和手术创伤小,对关节结构破坏小。从目前10年左右临床报道结果来看,单髁置换可以有效地缓解疼痛、改善关节功能和具有持久的假体生存率。目前我国在部分医院开展单髁置换,但是总体开展数量较少,缺乏中长期临床随访。

  单髁置换的手术适应证包括非类风湿性关节炎且不伴随严重畸形、前交叉韧带功能良好、年 轻、活动量相对较大的膝关节单间室疾病。

  二、关节翻修

  一)髋关节翻修

  随着关节置换适应证的不断拓宽和接受关节置换人数的不断增加,THA术后失败需要翻修患者数量也会不断增加。目前我国同样存在翻修人群逐年增加的趋势。华西医院分析近10年病例,各类原因导致翻修比例逐年上升,2008年占全部关节置换患者的10%。但是,全国总体比例目前尚无详细数据。目前翻修手术主要在一些大型教学医院开展。

  翻修主要原因:感染、假体周围骨折、假体周围骨溶解假体松动以及股骨头置换术后髋臼磨损。而美国最常见的导致翻修原因为关节不稳、假体松动,其次是感染。与美国相比,我国感染是导致翻修的主要原因。由此提醒我们,初次关节置换术前患者体内潜在感染病灶的筛查、围手术期预防性抗菌药物的应用、手术操作技术的提高、层流手术室的使用等因素尚待进一步完善提高,以降低感染发生率。

  我国一些翻修病例复杂程度并不比国外低,总体翻修技术处于较高的水平。但是,翻修手术目前还主要在一些大型医院开展。随着接受初次关节置换人群数量的不断增加,各种原因导致假体失败、需要翻修患者数量会越来越多。这也给我国关节外科医生提出更大的挑战。

  二)膝关节翻修

  随着初次TKA患者数量的增加,TKA术后翻修患者数量也在不断地增加。国外报道导致假体失败翻修的原因与髋关节置换翻修基本相同,假体周围骨溶解、假体松动、感染、假体周围骨折等。但我国目前感染是导致TKA后失败翻修的主要原因,而骨溶解等只是少数病例。与初次置换相比较,膝关节翻修对术者技术要求更高,包括骨、软组织缺失,切口暴露,假体的取出以及微创要求等。翻修术后可能的并发症如关节不稳、僵硬、骨折、强直以及皮瓣转移和伸膝力量破坏等,决定了膝关节翻修术预期结果的不确定性以及失败的风险更大。相对于髋关节翻修,膝关节翻修在我国报道数量较少,主要报道集中于感染翻修。与髋关节置换术后感染一样,膝关节感染翻修多采用两期翻修。

  三、微创手术

  微创关节置换具有手术创伤小、出血少、患者住院时间短和术后康复快等优点,近年来引起广大关节外科医生的极大兴趣。微创可分为两类,第一类是将传统入路切口减小,深层操作和传统入路相同,又称小切口入路;另外一种采用新的手术入路,该类手术切口和深层操作与传统入路不同,强调从肌间隙进入,减少软组织的损伤、减少术中出血,对机体内环境干扰、影响较小,术后康复比常规关节置换手术更早,减少患者痛苦和经济负担。但是由于微创手术视野小、神经血管损伤的几率大、安放假体位置发生偏差的几率增加,需要有经验丰富的医生和特殊手术器械才能很好地完成手术。导航技术下THA术可以提高术中假体安放角度的精确性,特别是在微创小切口技术、直视下操作受到一定的影响时,导航技术有一定的帮助。过去几年里,微创THA、TKA在我国部分大医院逐渐开展。

  但近年来微创关节置换的热情逐渐减弱,主要原因有:微创手术学习曲线较长;微创关节置换术后短期临床随访效果并未体现出过多的优势;微创手术存在潜在的高并发症风险,但微创关节置换必定是未来的发展趋势。

  四、计算机导航手术(computer aided surgery,

  在骨科中最早被应用在脊柱外科领域,逐渐推广到关节外科。关节置换,对假体放置的位置、倾斜和旋转的角度、力线的掌握、截骨位置的选择都需要精确的定位,长期以来都是靠医生双眼,不可避免地产生较大的误差。而在CAS的帮助下,可以达到控制误差在毫米和角度1°的范围内,严格把握假体位置的准确性,使其精确匹配,从而减少松动、磨损、和骨溶解发生的机会,延长人工关节的使用寿命、提供更好的关节功能,但需要手术医生具有丰富的CAS使用经验。

  五、围手术期疼痛管理及深静脉血栓的预防

  关节置换围手术期疼痛的管理和深静脉血栓预防是目前越来越受到重视的话题。近年来,在中华医学会骨科专委会及关节外科学组的组织下,加强关节外科医生对关节置换患者围手术期疼痛的管理,采用多模式镇痛、超前镇痛,不仅大大减轻了关节置换患者的痛苦,而且促进了关节功能恢复并降低下肢深静脉血栓的发生率。

  在预防深静脉血栓方面,借鉴国内外经验及我国实际情况,制定了《骨科大手术深静脉血栓预防指南》,以此指导临床关节置换后预防深静脉血栓及肺栓塞的发生。目前绝大多数医院都可以按照指南建议进行预防深静脉血栓治疗。

  通过近几年的不断认识以及举办各类学术活动、讲座,越来越多的关节外科医生已经认识到关节置换围手术期疼痛管理以及预防深静脉血栓的重要性,并在实际工作中采取相应的治疗、预防措施。

  六、中国髋、膝关节置换术的展望

  虽然髋、膝关节置换术使大部分晚期关节疾病患者关节功能得到满意的恢复,但是在实际工作中仍然存在一些问题,影响关节置换的临床效果,导致关节置换失败、翻修率增加,给患者带来极大的痛苦、严重的伤害和沉重的经济负担。我国目前关节外科整体水平与国外先进国家仍然有较大的差距,整体水平有待于进一步提高。存在的问题主要

  有以下几个方面:

  关节置换术地区间开展不平衡

  目前在一些大中心城市、大医院许多医师关注的重点已经从初次常规性置换术转移至难度较大的病例、复杂的初次置换及翻修手术,而在经济欠发达地区、县市级医院,尚无专职的、掌握关节置换技术的关节外科医生。这就要求我们要建立并加强关节外科置换技术的规范化培训机制,举办各类学习班,建立关节外科医师培训基地,编写培训大纲、培训教材,培训关节外科医师。建立、健全关节准入制度,实行严格的关节置换技术管理规范制度。

  适应证的选择、围手术期处理有待于进一步规范

  髋、膝关节置换仍是技术要求高,费用昂贵的手术,应通过前面所述关节技术规范化培训,掌握关节置换的基本理论知识;加强对关节置换适应证的掌握和并发症的认识、预防;加强对关节置换术围手术期处理的认识,如精确的术前模板测量、预防性抗生素的应用、深静脉血栓的预防,围手术期疼痛的管理,特别是围手术期合并症的处理,必将提高髋、膝关节置换的效果。

  建立并完善关节登记制度和高质量的随访制度

  瑞典于1979年即开始在世界上首先建立人工关节置换登记制度。通过登记系统可以获得完整的关节置换流行病学资料,分析导致手术失败的因素,有利于提高技术并促进假体的设计、制造水平,客观公正的评价不同假体的临床效果。目前已有多个国家建立了登记制度。通过建立关节置换登记制度,可以逐步积累形成容量巨大的数据库,数据库的建成将对关节置换技术的提高、对社会都将产生积极的作用。因此我国迫切需要建立完善的、全国性或跨区域性的人工关节登记制度,以促进我国关节外科水平的整体提高。

  加强基础研究,多学科协作,研发具有自主知识产权的、适合于国人特点的人工关节假体

  基于我国人口基数及我国实际国情,以及随着国家医疗保健制度的不断健全、完善,越来越多的中晚期关节疾病患者将有机会接受关节置换治疗。因此,急需研究、开发适合我国国人解剖特点、价格低廉、质量上乘的国产关节假体。

  近年来,中国在髋、膝关节假体设计、操作技术及术后效果方面都取得了较大的发展,但与西方发达的国家相比仍有较大的差距,仍需中国材料学家、工程师、临床医生共同努力,创造出具有中国特色的髋、膝关节假体和规范简便的操作技术,促进中国的髋、膝关节置换术的发展。