引用本文： 李之琛, 卢伟杰, 赵杰, 陈艺, 陈东峰, 郑冲. 骨水泥聚乙烯内衬固定技术应用于髋关节翻修的疗效研究. 中国修复重建外科杂志, 2018, 32(9): 1157-1161. doi: 10.7507/1002-1892.201803071 复制
人工全髋关节置换术已成为临床治疗多种晚期髋关节疾病的主要手段，手术技术日臻成熟，远期疗效肯定[1-2]。人工全髋关节置换术采用模块化假体，不同材料、界面组合为手术带来便利[3]，但由于传统聚乙烯内衬的特点，置换术后容易发生聚乙烯磨损，导致内衬相关的失败，如内衬脱落、假体周围骨溶解、松动等，进而需行翻修手术[4-5]。在翻修病例中，部分因髋臼假体稳定不需要翻修髋臼者，或者因各种原因不能耐受全髋臼翻修者，可以选择单纯更换聚乙烯内衬，但存在无法使用原匹配内衬的问题[6-7]；另外，保留髋臼手术还需要考虑原髋臼假体的外展角、前倾角是否在“安全区”[8]内，如外展角、前倾角存在异常，单纯更换内衬还存在术后骨性撞击，脱位风险高[9]。针对这些问题，我们提出了骨水泥聚乙烯内衬固定技术[10]，简称为骨水泥内衬技术，即用骨水泥把一个外径比原内衬稍小的新的高交联聚乙烯内衬固定于原金属髋臼内，是一种相对简单可靠的方法。现回顾分析 2011 年 1 月—2013 年 12 月髋关节翻修术中采用骨水泥内衬技术的患者资料，并与同期采用单纯更换内衬患者进行比较，探讨该技术效果。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
纳入标准：①2011 年 1 月—2013 年 12 月于广州医科大学附属第一医院骨外科行首次髋关节翻修术者；② 术中均保留金属髋臼，行单纯更换内衬或采用骨水泥内衬技术者。排除标准：① 术前及术中细菌感染；② 髋关节原发疾病为肿瘤者；③ 合并肿瘤、神经肌肉疾病（如脑梗死后遗症）者。2011 年 1 月—2013 年 12 月共 47 例行髋关节翻修术者中，26 例保留金属髋臼；其中，单纯更换内衬 14 例（A 组），采用骨水泥内衬技术 12 例（B 组）。
A 组：女 10 例，男 4 例；年龄 66～84 岁，平均 78.4 岁。置换至翻修术时间 3～21 年，平均 13.0 年。股骨侧翻修 14 例，髋臼侧 14 例。B 组：女 9 例，男 3 例；年龄 51～85 岁，平均 80.2 岁。置换至翻修术时间 6～22 年，平均 12.5 年。股骨侧翻修 11 例，髋臼侧 12 例。两组患者主要临床症状为髋关节疼痛、功能受限，跛行步态。术前均明确原关节假体各部件型号，确定原聚乙烯内衬外径及锁扣机制；行骨盆正位及髋关节正侧位 X 线片，髋关节 CT 平扫及三维重建，确定髋臼假体外展角、前倾角和髋臼周围骨溶解范围，制定术前计划。两组患者性别、年龄、置换至翻修术时间以及术前髋关节 Harris 评分等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）。
1.2 手术方法
两组于插管全麻下，患者取侧卧位，于后外侧入路沿原手术瘢痕逐层切开皮肤、皮下组织、深筋膜，劈开臀大肌，显露并保护臀中肌，内旋股骨，紧贴股骨后方皮质锐性分离外旋肌群和瘢痕，显露后方残留的关节囊及瘢痕，切除后方关节囊及关节内增生滑膜，松解股骨假体近端周围瘢痕，内收、内旋股骨使髋关节后脱位，根据股骨假体是否松动选择股骨皮质开槽、大转子截骨，取出股骨假体，清理股骨髓腔内界膜组织及骨水泥碎片，安装股骨假体，股骨近端截骨块以钢丝钢缆捆扎或钢板钢缆内固定，如股骨存在严重骨缺损或骨皮质菲薄可能存在股骨假体穿透或假体周围骨折的风险时（A 组 2 例，B 组 1 例），采用同种异体皮质骨板（山西奥瑞生物材料有限公司）增加骨量，并以钢丝钢缆固定。松动的内衬直接取出，如内衬锁扣机制仍存在，则以 2.5 mm 钻头钻穿内衬，拧入髋臼螺钉将内衬顶起。如有髋臼螺钉，先行拧出，再检查金属髋臼排除松动。
A 组：检查原金属髋臼内衬锁扣机制无损坏，安装与原金属髋臼匹配的新内衬。B 组：游标卡尺测量内衬外径，选择小一号内衬试模放入原金属髋臼内，评估新内衬或聚乙烯臼杯与原金属髋臼之间的间隙大小。本组 8 例选择比原内衬外径小 2 mm 的新内衬，4 例选择小 4 mm 的新内衬。刮除髋臼螺钉孔内界膜组织，冲洗髋臼。调制含抗生素的骨水泥，涂抹于内衬或聚乙烯臼杯外表面，放入原金属髋臼内。6 例原髋臼外展、前倾角度良好则原位固定；6 例外展角过大、前倾角过大或过小，则调整内衬或聚乙烯臼杯于外展 45°、前倾 15～25°，其中 4 例内衬增加前倾角、2 例内衬减小外展角。位置固定后加压使多余骨水泥溢出金属髋臼并刮除。见图 1。试模后安装股骨假体。放置引流管，逐层关闭切口。
1.3 疗效评价指标
术后观察两组患者切口愈合情况，有无手术相关并发症发生。术前及术后 3 个月、末次随访时，采用 Harris 评分评价髋关节功能；术后 1 周、3 个月、1 年及末次随访时，摄骨盆正位及髋关节正侧位 X 线片，观察假体位置。
1.4 统计学方法
采用 SPSS19.0 统计软件进行分析。数据以均值±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验；组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
术中两组各 1 例股骨侧翻修时发生股骨劈裂骨折，经钢缆或环扎带固定，术后延迟下地时间，远期未发现股骨假体下沉及松动。两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无手术相关并发症发生。患者均获随访，随访时间 4.4～6.4 年，平均 5.4 年。术后患者髋部疼痛均缓解，跛行步态得到纠正。两组术后关节功能均逐步改善，术后 3 个月及末次随访时 Harris 评分均显著高于术前，比较差异有统计学意义（P<0.05）；末次随访时高于术后 3 个月，比较差异有统计学意义（P<0.05）。但两组术后 3 个月及末次随访时 Harris 评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1。X 线片复查示，两组均未出现脱位、髋臼假体松动以及与界面相关的并发症，如聚乙烯磨损、内衬骨水泥界面分离。见图 2。
表1
两组手术前后髋关节 Harris 评分比较（
）
Table1.
Comparison of pre- and post-operative Harris scores between 2 groups (
)
3 讨论
目前，临床髋关节翻修术中保留金属髋臼、更换内衬的方式有两种：单纯更换内衬及采用骨水泥内衬技术。若原髋臼外展角、前倾角在“安全区”内，能够找到匹配新内衬，且金属髋臼锁定机制完好，选择单纯更换内衬。若上述条件不能满足，选择骨水泥内衬技术。选择骨水泥内衬技术时，术前需明确金属髋臼外径、厚度，了解其内径，预备外径比髋臼内径小 2～4 mm 的内衬，内衬与金属髋臼之间预留 1～2 mm 骨水泥层。生物力学研究[11]表明，2 mm 骨水泥层可以使金属髋臼-骨水泥-聚乙烯内衬界面获得最高的抗杠杆力和抗扭力扭矩，因此尽量选择比金属髋臼内径小 4 mm 的内衬。本研究 B 组 12 例中采用比原内衬外径小 2 mm 的内衬 8 例，小 4 mm 的内衬 4 例。新内衬首选骨水泥型聚乙烯臼杯，因其外表面自带环形沟槽或突起设计，可以与骨水泥交锁；其次可选择一般的聚乙烯内衬，在其外表面用磨钻自制凹槽[12]。我们的经验是在内衬球面 4 个象限用磨钻各磨出一个直径 4 mm、深 3～4 mm 的榫孔（不能钻透内衬全层），骨水泥可进入孔内起到交锁作用。力学试验证实，即使相对于髋臼增加内衬倾斜角度 30°，此方法也能提供足够的抗杠杆力和抗扭力扭矩[10]。而 Kurdziel 等[13]报道相对增加内衬倾斜角度超过 20° 时内衬-骨水泥界面的抗杠杆力显著降低，与我们的经验及力学试验结果有差异，分析可能是由于 Kurdziel 等采用的骨水泥型聚乙烯臼杯外表面纹理产生的界面摩擦力不足，导致在内衬与髋臼相对角度增大时，骨水泥固定面积减小，减弱了内衬-骨水泥界面的固定强度。
研究发现，髋关节翻修术中仅更换内衬导致的术后脱位是再次翻修的危险因素[9, 14-15]，而脱位也是骨水泥内衬技术的常见并发症[16]。原金属髋臼位置不良时，应避免单纯更换内衬，可利用骨水泥内衬技术，根据原金属髋臼位置调整新内衬的外展角、前倾角，使其位于“安全区”内，这种微调可以减少术后关节脱位的风险[17]，也不会影响内衬-骨水泥界面固定强度[8]。B 组 12 例患者中，6 例原位固定内衬，6 例改变内衬固定角度，术后均未发生后脱位或前脱位，没有界面分离失败。需要注意的是，若原金属髋臼的外展角、前倾角严重偏离“安全区”，以骨水泥固定内衬改变髋臼角度，可能会引起股骨颈与突出的金属髋臼边缘发生撞击，增加脱位风险，因此需要准备全髋臼翻修术。
本研究 B 组随访结果满意，无界面相关并发症发生，这与 Wang 等[18]报道的结果相似。我们认为手术成功的关键是严格的患者选择以及排除髋臼假体松动，术前及术中均需确认髋臼假体稳定。术前经系列 X 线片检查排除髋臼假体松动移位，CT 明确髋臼周围骨溶解灶的容积与部位；术中首先清除髋臼假体周围瘢痕与界膜组织，在取出内衬、拧出髋臼螺钉后，再次检测髋臼假体有无松动，可用髋臼连接杆拧入髋臼中心孔后向各个方向测试髋臼是否稳定。此外，还需注意其他一些手术细节，包括：① 制作内衬外表面榫孔时需计算内衬厚度，榫孔不能过深影响内衬强度；② 选择合适的内衬或骨水泥型聚乙烯髋臼杯，与金属髋臼间形成约 2 mm 厚度骨水泥层；③ 在骨水泥干结过程中，保持对内衬加压的稳定，避免骨水泥层形成裂隙或薄弱部位，影响固定强度；④ 避免将内衬压入过深，导致髋臼旋转中心向内上方移位，减少假体总偏心距。
研究表明，骨水泥内衬技术更换高交联聚乙烯内衬后，界面磨损率降低，骨溶解进展减缓，联合经髋臼螺钉孔或者骨开窗行清创及植骨可以清除骨溶解区域界膜组织、减少局部磨损颗粒、恢复髋臼周围骨量[19]。骨水泥内衬技术相对于全髋臼翻修手术具有创伤小、手术时间短的优势，对于降低高龄髋臼翻修患者手术风险具有一定意义，且中期随访结果良好。
图1
B 组采用骨水泥内衬技术固定内衬后
箭头示内衬增加前倾角固定
Figure1. The polyethylene liner cemented into a stable metal cup in group BArrow showed that the liner was fixed with an increased anteversion angel
图2
B 组患者，男，51 岁，人工全髋关节置换术后 8 年行翻修术
a. 术前骨盆正位 X 线片；b. 术后 3 个月骨盆正位 X 线片；c. 术后 3 个月髋关节侧位 X 线片；d. 术后 6 年骨盆正位 X 线片；e. 术后 6 年髋关节侧位 X 线片
Figure2. A 51-year-old male patient with left hip revision at 8 years after primary total hip arthroplasty in group Ba. Pelvic anteroposterior X-ray film before operation; b. Pelvic anteroposterior X-ray film at 3 months after operation; c. Lateral X-ray film of hip at 3 months after operation; d. Pelvic anteroposterior X-ray film at 6 years after operation; e. Lateral X-ray film of hip at 6 years after operation
人工全髋关节置换术已成为临床治疗多种晚期髋关节疾病的主要手段，手术技术日臻成熟，远期疗效肯定[1-2]。人工全髋关节置换术采用模块化假体，不同材料、界面组合为手术带来便利[3]，但由于传统聚乙烯内衬的特点，置换术后容易发生聚乙烯磨损，导致内衬相关的失败，如内衬脱落、假体周围骨溶解、松动等，进而需行翻修手术[4-5]。在翻修病例中，部分因髋臼假体稳定不需要翻修髋臼者，或者因各种原因不能耐受全髋臼翻修者，可以选择单纯更换聚乙烯内衬，但存在无法使用原匹配内衬的问题[6-7]；另外，保留髋臼手术还需要考虑原髋臼假体的外展角、前倾角是否在“安全区”[8]内，如外展角、前倾角存在异常，单纯更换内衬还存在术后骨性撞击，脱位风险高[9]。针对这些问题，我们提出了骨水泥聚乙烯内衬固定技术[10]，简称为骨水泥内衬技术，即用骨水泥把一个外径比原内衬稍小的新的高交联聚乙烯内衬固定于原金属髋臼内，是一种相对简单可靠的方法。现回顾分析 2011 年 1 月—2013 年 12 月髋关节翻修术中采用骨水泥内衬技术的患者资料，并与同期采用单纯更换内衬患者进行比较，探讨该技术效果。报告如下。
1 临床资料
1.1 一般资料
纳入标准：①2011 年 1 月—2013 年 12 月于广州医科大学附属第一医院骨外科行首次髋关节翻修术者；② 术中均保留金属髋臼，行单纯更换内衬或采用骨水泥内衬技术者。排除标准：① 术前及术中细菌感染；② 髋关节原发疾病为肿瘤者；③ 合并肿瘤、神经肌肉疾病（如脑梗死后遗症）者。2011 年 1 月—2013 年 12 月共 47 例行髋关节翻修术者中，26 例保留金属髋臼；其中，单纯更换内衬 14 例（A 组），采用骨水泥内衬技术 12 例（B 组）。
A 组：女 10 例，男 4 例；年龄 66～84 岁，平均 78.4 岁。置换至翻修术时间 3～21 年，平均 13.0 年。股骨侧翻修 14 例，髋臼侧 14 例。B 组：女 9 例，男 3 例；年龄 51～85 岁，平均 80.2 岁。置换至翻修术时间 6～22 年，平均 12.5 年。股骨侧翻修 11 例，髋臼侧 12 例。两组患者主要临床症状为髋关节疼痛、功能受限，跛行步态。术前均明确原关节假体各部件型号，确定原聚乙烯内衬外径及锁扣机制；行骨盆正位及髋关节正侧位 X 线片，髋关节 CT 平扫及三维重建，确定髋臼假体外展角、前倾角和髋臼周围骨溶解范围，制定术前计划。两组患者性别、年龄、置换至翻修术时间以及术前髋关节 Harris 评分等一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）。
1.2 手术方法
两组于插管全麻下，患者取侧卧位，于后外侧入路沿原手术瘢痕逐层切开皮肤、皮下组织、深筋膜，劈开臀大肌，显露并保护臀中肌，内旋股骨，紧贴股骨后方皮质锐性分离外旋肌群和瘢痕，显露后方残留的关节囊及瘢痕，切除后方关节囊及关节内增生滑膜，松解股骨假体近端周围瘢痕，内收、内旋股骨使髋关节后脱位，根据股骨假体是否松动选择股骨皮质开槽、大转子截骨，取出股骨假体，清理股骨髓腔内界膜组织及骨水泥碎片，安装股骨假体，股骨近端截骨块以钢丝钢缆捆扎或钢板钢缆内固定，如股骨存在严重骨缺损或骨皮质菲薄可能存在股骨假体穿透或假体周围骨折的风险时（A 组 2 例，B 组 1 例），采用同种异体皮质骨板（山西奥瑞生物材料有限公司）增加骨量，并以钢丝钢缆固定。松动的内衬直接取出，如内衬锁扣机制仍存在，则以 2.5 mm 钻头钻穿内衬，拧入髋臼螺钉将内衬顶起。如有髋臼螺钉，先行拧出，再检查金属髋臼排除松动。
A 组：检查原金属髋臼内衬锁扣机制无损坏，安装与原金属髋臼匹配的新内衬。B 组：游标卡尺测量内衬外径，选择小一号内衬试模放入原金属髋臼内，评估新内衬或聚乙烯臼杯与原金属髋臼之间的间隙大小。本组 8 例选择比原内衬外径小 2 mm 的新内衬，4 例选择小 4 mm 的新内衬。刮除髋臼螺钉孔内界膜组织，冲洗髋臼。调制含抗生素的骨水泥，涂抹于内衬或聚乙烯臼杯外表面，放入原金属髋臼内。6 例原髋臼外展、前倾角度良好则原位固定；6 例外展角过大、前倾角过大或过小，则调整内衬或聚乙烯臼杯于外展 45°、前倾 15～25°，其中 4 例内衬增加前倾角、2 例内衬减小外展角。位置固定后加压使多余骨水泥溢出金属髋臼并刮除。见图 1。试模后安装股骨假体。放置引流管，逐层关闭切口。
1.3 疗效评价指标
术后观察两组患者切口愈合情况，有无手术相关并发症发生。术前及术后 3 个月、末次随访时，采用 Harris 评分评价髋关节功能；术后 1 周、3 个月、1 年及末次随访时，摄骨盆正位及髋关节正侧位 X 线片，观察假体位置。
1.4 统计学方法
采用 SPSS19.0 统计软件进行分析。数据以均值±标准差表示，组间比较采用独立样本 t 检验；组内手术前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
术中两组各 1 例股骨侧翻修时发生股骨劈裂骨折，经钢缆或环扎带固定，术后延迟下地时间，远期未发现股骨假体下沉及松动。两组患者术后切口均Ⅰ期愈合，无手术相关并发症发生。患者均获随访，随访时间 4.4～6.4 年，平均 5.4 年。术后患者髋部疼痛均缓解，跛行步态得到纠正。两组术后关节功能均逐步改善，术后 3 个月及末次随访时 Harris 评分均显著高于术前，比较差异有统计学意义（P<0.05）；末次随访时高于术后 3 个月，比较差异有统计学意义（P<0.05）。但两组术后 3 个月及末次随访时 Harris 评分比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1。X 线片复查示，两组均未出现脱位、髋臼假体松动以及与界面相关的并发症，如聚乙烯磨损、内衬骨水泥界面分离。见图 2。
表1
两组手术前后髋关节 Harris 评分比较（
）
Table1.
Comparison of pre- and post-operative Harris scores between 2 groups (
)
3 讨论
目前，临床髋关节翻修术中保留金属髋臼、更换内衬的方式有两种：单纯更换内衬及采用骨水泥内衬技术。若原髋臼外展角、前倾角在“安全区”内，能够找到匹配新内衬，且金属髋臼锁定机制完好，选择单纯更换内衬。若上述条件不能满足，选择骨水泥内衬技术。选择骨水泥内衬技术时，术前需明确金属髋臼外径、厚度，了解其内径，预备外径比髋臼内径小 2～4 mm 的内衬，内衬与金属髋臼之间预留 1～2 mm 骨水泥层。生物力学研究[11]表明，2 mm 骨水泥层可以使金属髋臼-骨水泥-聚乙烯内衬界面获得最高的抗杠杆力和抗扭力扭矩，因此尽量选择比金属髋臼内径小 4 mm 的内衬。本研究 B 组 12 例中采用比原内衬外径小 2 mm 的内衬 8 例，小 4 mm 的内衬 4 例。新内衬首选骨水泥型聚乙烯臼杯，因其外表面自带环形沟槽或突起设计，可以与骨水泥交锁；其次可选择一般的聚乙烯内衬，在其外表面用磨钻自制凹槽[12]。我们的经验是在内衬球面 4 个象限用磨钻各磨出一个直径 4 mm、深 3～4 mm 的榫孔（不能钻透内衬全层），骨水泥可进入孔内起到交锁作用。力学试验证实，即使相对于髋臼增加内衬倾斜角度 30°，此方法也能提供足够的抗杠杆力和抗扭力扭矩[10]。而 Kurdziel 等[13]报道相对增加内衬倾斜角度超过 20° 时内衬-骨水泥界面的抗杠杆力显著降低，与我们的经验及力学试验结果有差异，分析可能是由于 Kurdziel 等采用的骨水泥型聚乙烯臼杯外表面纹理产生的界面摩擦力不足，导致在内衬与髋臼相对角度增大时，骨水泥固定面积减小，减弱了内衬-骨水泥界面的固定强度。
研究发现，髋关节翻修术中仅更换内衬导致的术后脱位是再次翻修的危险因素[9, 14-15]，而脱位也是骨水泥内衬技术的常见并发症[16]。原金属髋臼位置不良时，应避免单纯更换内衬，可利用骨水泥内衬技术，根据原金属髋臼位置调整新内衬的外展角、前倾角，使其位于“安全区”内，这种微调可以减少术后关节脱位的风险[17]，也不会影响内衬-骨水泥界面固定强度[8]。B 组 12 例患者中，6 例原位固定内衬，6 例改变内衬固定角度，术后均未发生后脱位或前脱位，没有界面分离失败。需要注意的是，若原金属髋臼的外展角、前倾角严重偏离“安全区”，以骨水泥固定内衬改变髋臼角度，可能会引起股骨颈与突出的金属髋臼边缘发生撞击，增加脱位风险，因此需要准备全髋臼翻修术。
本研究 B 组随访结果满意，无界面相关并发症发生，这与 Wang 等[18]报道的结果相似。我们认为手术成功的关键是严格的患者选择以及排除髋臼假体松动，术前及术中均需确认髋臼假体稳定。术前经系列 X 线片检查排除髋臼假体松动移位，CT 明确髋臼周围骨溶解灶的容积与部位；术中首先清除髋臼假体周围瘢痕与界膜组织，在取出内衬、拧出髋臼螺钉后，再次检测髋臼假体有无松动，可用髋臼连接杆拧入髋臼中心孔后向各个方向测试髋臼是否稳定。此外，还需注意其他一些手术细节，包括：① 制作内衬外表面榫孔时需计算内衬厚度，榫孔不能过深影响内衬强度；② 选择合适的内衬或骨水泥型聚乙烯髋臼杯，与金属髋臼间形成约 2 mm 厚度骨水泥层；③ 在骨水泥干结过程中，保持对内衬加压的稳定，避免骨水泥层形成裂隙或薄弱部位，影响固定强度；④ 避免将内衬压入过深，导致髋臼旋转中心向内上方移位，减少假体总偏心距。
研究表明，骨水泥内衬技术更换高交联聚乙烯内衬后，界面磨损率降低，骨溶解进展减缓，联合经髋臼螺钉孔或者骨开窗行清创及植骨可以清除骨溶解区域界膜组织、减少局部磨损颗粒、恢复髋臼周围骨量[19]。骨水泥内衬技术相对于全髋臼翻修手术具有创伤小、手术时间短的优势，对于降低高龄髋臼翻修患者手术风险具有一定意义，且中期随访结果良好。
图1
B 组采用骨水泥内衬技术固定内衬后
箭头示内衬增加前倾角固定
Figure1. The polyethylene liner cemented into a stable metal cup in group BArrow showed that the liner was fixed with an increased anteversion angel
图2
B 组患者，男，51 岁，人工全髋关节置换术后 8 年行翻修术
a. 术前骨盆正位 X 线片；b. 术后 3 个月骨盆正位 X 线片；c. 术后 3 个月髋关节侧位 X 线片；d. 术后 6 年骨盆正位 X 线片；e. 术后 6 年髋关节侧位 X 线片
Figure2. A 51-year-old male patient with left hip revision at 8 years after primary total hip arthroplasty in group Ba. Pelvic anteroposterior X-ray film before operation; b. Pelvic anteroposterior X-ray film at 3 months after operation; c. Lateral X-ray film of hip at 3 months after operation; d. Pelvic anteroposterior X-ray film at 6 years after operation; e. Lateral X-ray film of hip at 6 years after operation
