股骨头坏死(osteonecrosisofthefemoralhead,ONFH)可由创伤(股骨颈骨折,髋脱位等)和非创伤两大原因引起。在我国,非创伤性ONFH主要由糖皮质激素及酗酒引起,这类患者的主要特点是发病年龄轻(国外资料为38岁,本中心为33.5岁),累及双髋比例大。对ONFH的合理治疗是指应针对病因,分期及年龄等综合考虑制订个体化治疗方案就目前水平,中青年的人工关节置换的长期疗效仍不理想。因此,寻求有效方法,尽可能保留患者自身关节(joint-preservingprocedure)有非常重要的社会和经济价值。保存关节手术应符合下述原则:①创伤小,简便易行;②有较好疗效,结果可重复;③不增加日后做人工关节置换术的困难和并发症。
1髓芯减压与骨传导和骨诱导材料及骨髓干细胞植入
1.1髓芯减压
股骨头减压是目前用于治疗早期股骨头坏死最常用的方法。最初,Ficat和Arlet用髓心穿刺获取组织标本来确定病人是否有股骨头坏死,后发现此方法可以降低股骨头内增高的骨内压减轻症状,于是把髓芯减压也用于股骨头坏死的治疗。短期效果为增加股骨头血流,减轻疼痛,并且通过钻孔通道的血管长入,促使骨坏死区新生骨的爬行替代。Mont等对42篇报告做了荟萃分析,髋接受髓芯减压治疗,髋接受不同的非手术治疗。疗效结果示,塌陷前的治疗组获得的满意结果占71%,而非手术治疗组满意结果占35%。治疗组总的临床成功率是63.5%,而非手术组中仅有23%的临床满意率。许多大宗病例数的文献复习,均提出髓芯减压适用于Ⅰ、Ⅱ期早期股骨头坏死病例和/或坏死面积较小(30%)。一旦出现股骨头塌陷,或需要继续服用激素者,疗效较差。
1.2髓芯减压结合骨传导或骨诱导材料植入
髓芯减压可以单独使用,近年来,也不断出现许多改良方法。如髓芯减压合并不带或带血管的骨移植以增强股骨头的骨形成和预防股骨近端的骨折;也有利用异体骨或自体松质骨,生长因子(BMP,FGF,VEGF)等经孔道置入坏死病灶内,促进股骨头愈合修复能力。Steinberg报告了应用髓芯减压和骨移植术治疗例髋股骨头坏死的结果,随访期2-14年,并与39例55髋非手术治疗结果进行比较。在最少2年随访的例髋中,36%的病变髋(90例髋)在平均29个月的随访期需要行关节置换术。其中Ⅰ期中的28%、Ⅱ期中的34%、Ⅲ期中的23%及Ⅳ期中的49%需要行髋关节置换术。治疗效果与病变分期有关。
人类基因重组rH-BMP2
1.3髓芯减压结合骨髓基质干细胞移植
较其它骨修复与骨再生性病变而言,骨坏死应用骨髓间充质细胞(MSCs)治疗有更强的适应证。已有研究表明,股骨头坏死涉及股骨近端祖细胞减少。这成为植入自体MSCs有效治疗股骨头坏死的理论基础。MSCs移植治疗股骨头坏死的有效性体现在以下几个方面,①提供了骨修复赖以利用的具有成骨特性的细胞。②植入的骨髓基质细胞分泌促进血管生成的细胞因子,继而导致血管生成增加和相应的成骨效果改善。③骨髓中也包含有骨形态发生蛋白如BMP-2,有促进骨修复作用。许多研究表明应用骨髓间充质细胞治疗股骨头坏死较单纯髓芯减压明显提高疗效。建议的手术适应证包括:应用于ARCOⅠ、Ⅱ期,ⅢA期;年龄≤55岁;无凝血性疾病,无贫血(Hb≥10g/L),白细胞≥/mm3;全身及局部无感染灶。MSCs通常经髓芯减压孔道植入股骨头坏死区,是否可以作为其它各种保头手术治疗的有效辅助治疗方法有待临床证实。
2.骨移植与血运重建
2.1骨移植
骨移植被应用于股骨头坏死的治疗,以期提供股骨头结构性支持,防止股骨头在修复期出现塌陷。股骨头坏死骨移植形式多样。有自体骨移植,同种异体骨移植,人工骨移植,游离骨移植,也有带血管蒂骨块移植和不带血管蒂骨块移植等。
2.1.1带血管蒂骨移植
带血管蒂骨移植期望赖以自身的血供系统,使移植骨块保持活性,重建坏死区骨的血供,改善病灶内的血循环环境,为骨修复与重建创造必要的条件。主要适用于治疗FicatⅡ、Ⅲ期股骨头坏死。但对已经塌陷的股骨头要恢复股骨头关节面的正常结构或使已经骨折的软骨下骨板得以修复,都作用不大。此外软骨已经发生明显病变的Ⅳ期股骨头坏死,也不是合适骨移植的适应证。年Urbaniak等报告了例带血管蒂的游离腓骨移植平均随访7年的结果,31例最终转为人工关节置换手术治疗。在后续的例术后1-17年的随访结果显示,预期10年存留率达82%。Urbaniak复习了-年间例游离带血管蒂的腓骨移植资料,术前股骨头没有软骨下骨及关节软骨塌陷的病例,随访6个月-21年显示成功率(无后续手术治疗)达91%,而有塌陷的病例,成功率为85%。(67%)髋出现关节间隙狭窄或严重的退变。但取腓骨有相关的并发症,有报道为19%,如运动无力,踝部及小腿部的不适感及疼痛,以及下肢的感觉障碍。此外,游离腓骨移植后,造成股骨近端有骨折的潜在危险,再者,带血管的骨移植,改变了股骨颈与颈距区的骨量,可能对日后人工关节置换手术带来困难。
带血管蒂髂骨移植包括带旋髂深浅血管的髂骨瓣、带旋股外血管的髂骨瓣。该方法在骨坏死早期也获得了满意的效果。建议适用于股骨头坏死的FicatⅡ和Ⅲ期早期。Matsusaki等将带血管蒂髂骨移植结合应用经转子间旋前截骨治疗超过负重面三分之二的大范围股骨头坏死,在平均50.7个月的随访期内,大部分病例的病变没有进展。因而被作者认为是有前途的股骨头坏死治疗方法。带肌蒂骨移植治疗股骨头坏死首先由Meyers报道。它被应用于FicatⅠ、Ⅱ期股骨头坏死取得了满意的效果,应用于FicatⅢ、Ⅳ期股骨头坏死效果较差。
2.1.2不带血管蒂骨移植
不带血管蒂的骨移植最初由Phmister作胫骨移植。除了机械支撑之外,不带血管蒂的骨移植还有对骨坏死区的减压作用,阻断了缺血和骨内高压的循环。关于不带血管蒂骨移植的指征尚无一致看法,小于2mm的股骨头塌陷是推荐的指征之一。
质松骨移植被用于充填骨坏死病灶清除后的骨缺损,以期修复骨缺损。质松骨植入股骨头坏死区的途径有经皮质的股骨颈窗口和经股骨头关节软骨的“活板门”(trapdoor)途径,后来,Rosenwasser又介绍了经头颈交界的“灯泡式”(lightbulb)植骨法,减少了关节软骨的损害。无论“活板门”还是“灯泡式”方法,都需要随机大样本多中心的临床观察,确定它们的真正疗效。
各类植骨术共同存在的问题:软骨下坏死骨不能得到满意的修复,最终塌陷;坏死区新骨替代不全;坏死区关节面不能得到有效支撑。上述为保留关节治疗失败的共同原因。
3.钽捧植入术
由于其材料特性,钽金属被视为理想的股骨头坏死植入支撑物。它有与骨组织相似的弹性模量;可以加工成含80%孔隙率的多孔状,骨长入较快、较多;有较好的生物兼容性。用于股骨头坏死治疗的多孔钽棒为全部由多孔钽制成的圆柱体。该钽捧于年获FDA批准,年进入中国得到应用。短期临床研究结果显示,应用钽捧植入治疗未塌陷股骨头坏死获得不错的效果。然而,Nadeau等报告了应用多孔钽棒植入治疗15例18髋股骨头坏死晚期的治疗结果,其中SteinbergIII期3髋,IV期15髋。平均随访期为23个月。术后12个月成功率为77.8%,总的成功率仅为44.5%。一般认为,钽捧植入治疗股骨头坏死的适应证为,I、II期股骨头坏死,且坏死区体积不能超过关节面的30%,这样可以确实提供机械支撑并有可能启动坏死后的修复进程,同时又不影响失败病例行关节置换术。Ⅲ期以上的股骨头坏死,或者多灶性的Ⅰ、Ⅱ期的股骨头坏死以及全身性病理状态导致的股骨头坏死不适宜应用。
多孔钽棒的局限性:坏死骨区,宿主骨不能长入钽棒内;软骨下骨板仍难修复,股骨头塌陷难以避免;钽棒占据坏死区范围有限;打入钉的位置偏差(不是正中,而应在前外侧);钽棒仍较细(10mm直径)。
4.截骨术
截骨术是将负重区骨坏死病损部位转至非负重区,代之以有正常骨结构支撑的关节软骨承载负荷。除了生物力学的因素外,截骨术还有降低髓内压的作用。截骨主要有经转子旋转截骨和转子间内翻或外翻截骨两种。应根据术前正侧位X线片、CT、MRI仔细评估以决定是否进行截骨和截骨方式,确定旋转或内、外翻移动程度。截骨术最好的适用对象是没有长期使用糖皮质激素的患者,且没有明显的骨关节改变,没有关节间隙的丢失和髋臼累及者。一般认为,截骨术用于小于45岁,有髋部疼痛,股骨头处于围塌陷期,坏死灶小至中等大小联合坏死角小于度,髋关节屈曲活动大于90度的股骨头坏死患者,对于有骨代谢疾病和需继续应用化疗或激素的患者不适用。截骨术有手术创伤较大和股骨头发生二次塌陷几率高的缺点。目前,截骨术没有被广泛接受作为治疗股骨头坏死的标准方式,其原因是它的预后不确定性,以及失败后会给人工关节置换术带来困难。
Wagner和Zeiler在20世纪60年代首先报道了经转子间旋转截骨。日本医生Sugioka获得了平均随访11年,FicatⅡ、Ⅲ、Ⅳ期优良率分别为89%、73%、70%的良好临床结果。多数学者共识坏死病灶的大小是决定截骨术成败的关键,因此,术前对髋的影像学评价,判断坏死灶是否可以移出最大负重区尤为重要。
总之,保存关节治疗股骨头坏死的手术方法很多,股骨头坏死保头手术疗效好坏依赖于:股骨头坏死的早期诊断和早期治疗(Ⅰ、Ⅱ期优于Ⅲ期);坏死面积的大小与部位;年龄大小与发病时间长短;是否综合应用多种方法治疗(药物、免负重、手术选择)等。对股骨头坏死患者应根据具体病情采取科学的个体化治疗方案。如何使坏死的软骨下骨修复,如何使软骨下骨得到有效支撑,如何加快股骨头内骨修复的速度与质量,综合考虑应用减压除去坏死骨、钽棒和腓骨等结构性植骨的支撑、细胞治疗(如浓集的自体骨髓细胞植入)和药物治疗的所谓鸡尾酒疗法(cocktailtherapy)是使保存关节治疗股骨头坏死效果最大化的可能途径。
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