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双动髋关节是怎么有效降低THA脱位率的?

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双动髋关节的历史

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双动髋关节这一概念在欧洲临床上使用已经超过35年。Bousquet在20世纪70年代早期开发了第一个模型,以努力减少初次THA术后脱位的发生率。他对双动髋关节的开发被认为融合了几种设计的优点,最初的双动髋关节设计不仅结合了McKee最初提出的更大股骨头所赋予的内在稳定性,它还利用了John Charnley所描述的低摩擦关节置换概念。Bousquet的双动髋关节设计包括一个无骨水泥金属髋臼外杯和一个可移动的聚乙烯内衬组件,可以获得更大的股骨头假体,当用于初次和翻修THA时,允许更大的髋关节活动范围和较低的脱位风险。

如今,学界对Bousquet设计进行了进一步的优化、改造,包括增进臼杯固定稳定性、减少聚乙烯磨损率、降低假体内脱位率和完全脱位率,对髋臼杯固定表面、形状和股骨颈匹配度进行优化。第一代双动髋关节依赖于压配固定,通过2枚螺钉固定在耻骨和坐骨,臼杯为烧结在非多孔表面上的氧化铝涂层,联合髋臼顶上的螺钉加强固定。这种设计的结果导致了高脱层率,第三体磨损和高松动率。后期改良的双动髋关节假体设计不再使用氧化铝涂层,而是使用羟基磷灰石和钛等离子喷涂的双层涂层,来提供用于骨整合和骨长入的三维表面。此外,髋臼杯的改进集中在以下方面,包括改变髋臼杯的形状以减少髋臼前缘突出,这既可以改善压配合固定,又可以防止髂腰肌腱激惹。再者,股骨颈的改进侧重于通过高度抛光的表面和变薄的股骨颈,减少股骨颈与活动性聚乙烯衬垫的撞击。一般来说,为了防止撞击和随后的假体内脱位(intra-prosthetic dis,IPD),亦可以使用带裙边的股骨头假体。对衬垫的改进为引入高交联聚乙烯,以减少磨损率。这些假体工艺改进和设计创新有效地降低了脱位率,提高了双动髋关节的存活率。

图1 双动髋关节假体示意图

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双动髋关节的生物力学

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双动髋关节的假体设计包含两个不同的活动关节:第一个关节在股骨头和高交联聚乙烯衬垫之间,第二个关节在聚乙烯衬垫的背面和髋臼杯内面之间。在进行日常的关节活动范围时,活动发生在主要关节,股骨头和聚乙烯衬垫之间。在超过正常活动范围的关节运动时,活动发生在第二个关节,聚乙烯衬垫和髋臼外杯之间。这两个关节协同联动允许更大的运动范围,更大的头颈比,增加跳跃距离,从而降低和预防THA术后脱位的发生。Guyen等学者设计的实验,评估了22.2 mm和28 mm股骨头大小的双动髋关节的活动范围。作者发现,与标准THA假体相比,双动髋关节的活动范围增加(直至撞击发生前),双动髋关节屈曲角度增加了30.5°,内收角度增加了15.4°,外旋角度增加了22.4°。 骨今中外

北美的双动髋关节经验

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直到最近,应用双动髋关节假体进行THA才在美国流行起来,2009年FDA批准了第一款假体后,现在已经有几种双动髋关节假体在临床上可供使用。虽然其中一部分双动髋关节假体设计在欧洲已有使用经验,但针对美国市场进行了部分的设计改动,包括带有钴合金内面的髋臼杯(而不是欧洲广泛使用的不锈钢)、以钛金属作为髋臼杯固定表面和使用交联聚乙烯。骨今中外

双动髋关节在初次髋关节置换中的应用

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双动髋关节最初设计的目的是应用于初次THA的患者,这些患者被诊断为存在较高的脱位风险。目前,大量文献表明,脱位的高风险患者包括:75岁以上的患者;既往有髋部手术史、神经肌肉疾病、较高的Charlson评分或美国麻醉医师学会(ASA)评分的患者。多项研究表明,双动髋关节假体降低了初次THA的术后不稳和较低的脱位率,初次THA术后脱位率在0%到3.6%之间(如表1所示),使得在年轻人中使用双动髋关节假体进行初次THA的比例上升。大多数发表的研究纳入的研究人群为年龄较大的患者(>65岁),学界缺乏聚焦更年轻,活动量更大的患者的使用双动髋关节假体的术后随访。在年轻、活动量大的患者人群中使用双动髋关节假体时应该小心,在这些患者中,磨损可能会成为更大、更需要关注的问题。

表1 应用双动髋关节假体进行初次THA

然而,双动髋关节假体并非十全十美,除了固定失败(可能与髋臼杯固定表面有关)之外,与聚乙烯内衬相关的并发症也是一个令人担忧的问题。具体地说,双动髋关节假体不仅聚乙烯内衬较普通髋关节假体更薄,而且2个关节表面的联动也潜在地加速了聚乙烯衬垫的磨损。如先前研究所描述,聚乙烯衬垫周缘的磨损可导致双动髋关节发生假体内脱位(IPD),最常发生于于较年轻的患者进行THA术后6至8年,继发于聚乙烯衬垫磨损。

假体内脱位(IPD)是双动髋关节的一种特殊并发症,由聚乙烯衬垫环的磨损导致股骨头与聚乙烯衬垫分离引起。另外,与IPD相关的假体因素包括:大直径股骨颈,较小的头颈比和较长的股骨颈。IPD的发生率随着假体的设计优化而变化,研究报道平均随访期为4至17年,旧一代双动髋关节的IPD发生率约为1.9%到5.2%。与之相比较的,新一代的双动髋关节假体在随访6至9年终,IPD发生仅为0%到2.4% (如表2所示)。

表2 双动髋关节假体的假体内脱位发生率

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双动髋关节在髋关节翻修术中的应用

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翻修手术后复发脱位的风险比初次THA更大,因此对于翻修手术和治疗不稳定的髋关节来说,相较于使用较大直径(>36 mm)股骨头和高边聚乙烯衬垫等传统避免术后脱位的方法,使用双动髋关节假体是更可靠的。有数项研究已经证实了双动髋关节在复发性THA术后脱位中的应用,中短期研究(2-11年)已经证明了较低的无菌性松动和脱位发生率的良好结果(如表3所示)。

表3 应用双动髋关节假体进行THA翻修

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双动髋关节在股骨颈骨折中的应用

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在治疗移位股骨颈骨折患者上,全髋关节置换术已被证明相较于半髋关节置换术具有更好的临床效果和较低的翻修风险。但是,最近的荟萃分析发现,用普通假体进行的THA治疗股骨颈骨折患者的脱位率在9%到10.7%之间。Tarasevicius等学者的一项研究,比较了双动髋关节假体和传统髋关节假体治疗股骨颈骨折(通过后入路使用型号为28 mm和32 mm股骨头),在术后1年的随访中,双动髋关节组没有发生脱位,而传统THA组有8例发生术后脱位(14.3%)。在一项类似的研究中,Adam等学者报道了,在接受双动髋关节假体治疗的214例THA患者中,在9个月随访时发生了3例(1.4%)脱位。在这些研究中报道的低脱位率支持使用双动髋关节假体进行THA治疗老年患者的股骨颈骨折。 骨今中外

总结

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在北美,THA术后脱位仍然是最常见的并发症和THA翻修的原因之一。因此,骨科医生对双动髋关节假体作为标准髋关节假体的替代方法越来越感兴趣,因为它们能够降低初次和翻修THA的脱位率。但是,双动髋关节假体的两个主要问题仍然是磨损和假体内脱位(IPD)。IPD是双动髋关节假体一种特殊的并发症,进一步的研究对于明确这种并发症的潜在机制是至关重要。此外,随着双动髋关节假体的使用增加,随着时间的推移,对磨损增加的关注和对年轻患者长期存活率的研究空白是未来的研究方向。骨今中外本文仅代表作者个人观点,不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断,有针对性地应用。中外

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