股骨头坏死髓芯减压技术探析及分析
来源:浙江中医药大学第一附属医院
作者:童培建
股骨头坏死(osteonecrosis of the femoral head,ONFH)目前仍是骨科难治性疾病之一,也是导致中青年患者髋关节功能障碍的重要原因之一。到目前为止,对于股骨头坏死的治疗,大部分专家公认以手术为主,非手术治疗对于股骨头坏死的帮助尚有局限,在众多治疗股骨头坏死的手术里,最常用的为髓芯减压术。
1964年,法国的Arlet、Ficat在对髋痛病人进行“骨功能检查”时,通过测定股骨骨髓内压、骨内静脉造影以及髓芯活检后,发现能够非常明显的缓解髋关节疼痛,继而引申出髓芯活检技术来治疗股骨头坏死,并称之为“股骨头髓芯减压术”。
髓芯减压的基本原理主要是:①开放密闭的骨坏死腔,减少股骨头髓内压力;②促进死骨和外界接触,促进爬行替代;③增加血流至受损部位,改善低灌注。
近年来,国内外较多文献表明,髓芯减压可用于股骨头坏死的Ⅰ期、Ⅱ期,甚至是一些Ⅲ期的治疗。股骨头坏死髓芯减压术适应证:①适用于ARCOⅠ期、Ⅱ期和Ⅲa、Ⅲb期患者;②适用于淤血型股骨头坏死,最理想的病变选择范围是塌陷前和病变面积<15%,Kerboul角<200°。
1、传统单孔(Single CD,SCD)髓芯减压术
单孔髓芯减压术是使用8~10mm的环钻或空心针,在X线透视下从转子下方骨皮质经股骨颈达到股骨头坏死区域,进而清除坏死骨组织,其临床疗效常取决于分期。
一项1992年前后手术病人的临床和影像结果,1992年以前手术的有近41%的关节需要进一步手术治疗(平均随访65个月),1992年以后手术的只有30%的关节需要进一步手术(平均随访63个)。
一项长达10年的随访,髓芯减压术股骨头坏死FicatIⅠ、Ⅱ、Ⅲ的股骨头存活率分别是96%、74%和35%。说明不同分期,疗效也有明显的区别。
一项对股骨头坏死塌陷髓芯减压手术干预后12年随访,仅有29%的患者有较满意的效果,按疾病分期,41%的SteinbergⅢ期需要THA,92%Ⅳ期需要THA。
一项对股骨头坏死髓芯减压术随访5年的存活率研究发现,FicatⅠ期疾病患者的5年生存率明显高于ⅡA和ⅡB期疾病患者,分别为75%、30%和17%。Ⅰ期疾病患者的生存率很高,但Ⅱ期疾病患者可能需要其他治疗。
优点:①手术操作相对简单,容易实施;创伤小,对组织破坏较少;③手术无效或失败不影响其它手术的实施。
缺点:存在一定的并发症,如关节软骨的损害或转子间骨折的发生。
2、细孔径双通道钻孔髓芯减压术
1987年起,浙江省中医院团队设计粗隆下5mm孔径、双通道、股骨头倒V形钻孔加丹参灌注,治疗成人股骨头坏死54例,经过2~8.5年临床观察显示,该方法疗效明显,总优良率达81%,Ⅰ~Ⅱ期优良率达94%。
该疗法手术创伤小、难度小,对患者负影响较小,术后机能恢复快,易于接受。
3、多孔细针(Multiple CD,MCD)髓芯减压术
为了克服单孔髓芯减压术的缺点,科学家们进行了改进,采用细针进行多孔道的髓芯减压,通过以直径为3-4mm的克氏针代替传统钻头,进行多方向多孔道的减压MCD和SCD相比,可到达更多的坏死区域,减压更彻底,手术创伤更小。由于对股骨头、股骨颈处结构影响小,保留孔道之间的支撑结构,因此股骨头塌陷、骨折等并发症发生率也更低。
2004年,Mont首次报道多孔径技术对股骨头坏死塌陷前FicatⅠ期患者2年随访,其成功率为80%。2008年,David研究表明,多孔径髓芯减压术组较传统髓芯减压术组,可适应坏死分期更高。文献报道在坏死范围较小者,失败率在14%-25%,坏死范围较大者,失败率达42%-84%。
一项研究显示,多孔径适应证主要限于Ficat分期Ⅰ、Ⅱa和Ⅱb,但也包括一些Ⅲ期的年轻病人,长达11年的随访,163个关节中的108个(66.3%)最后一次随访时被认为是临床上成功的。在108个被认为是临床成功的髋关节中,34个在随访期间出现了额外的塌陷。74个关节(45.4%)被认为达到了放射学和临床成功。
2016年Brown也认为,经皮多孔径随芯减压术(MCD)较传统单孔芯减压术(SCD),有更少软骨损害及转子下骨折及容易操作等优势,但临床疗效相近,不管是SCD还是MCD,在减压后股骨头修复的过程中,骨吸收的速度往往较新骨的形成快,使本薄弱的软骨下骨的机械支撑力进一步减弱从而更易引起股骨头塌陷,塌陷率仍有30%左右,患者仍需拄拐下地或限制活动。
优点:①手术操作相对简单,容易实施;②创伤小,对组织破坏较少;③手术无效或失败不影响其它手术的实施。
缺点:减压通道无骨结构支撑,会引起结构改变,甚至出现塌陷。
4、改良髓芯减压术(advanced CD,ACD)
由于CD术后缺乏有效的力学支撑,会增加股骨头塌陷和骨折的风险,因此,为了增强股骨头的机械强度,防止股骨头塌陷,CD联合支撑物治疗是目前临床上常用的治疗策略。
通过髓芯减压后联合骨移植(非血管化骨移植/血管化骨移植),以获得良好的支撑。支撑物包括自体骨、异体骨、人工骨、骨移植复合物等。
髓芯减压联合非血管化骨移植术最早由Phemister在1930年报道,骨移植给股骨头坏死区域提供了结构支撑或者起到支架作用促进骨重建。最常见的是通过髓芯减压通道植入,还有trap door technique 和light bulb procedure技术。
非血管化骨移植考虑到减少供区的发病率以及较少的技术要求更受临床欢迎。目前,供区分离骨移植模式很少单独使用,一项长达14年的随访研究发现,非血管化骨移植治疗临床效果较差。需要技术改进结合生长因子或者骨移植替代物进行骨重建。国内学者应用髓芯减压联合打压植骨术治疗ARCO Ⅱ、Ⅲ型股骨头坏死,平均随访24个月,结果股骨头存活率达81%,平均HSS评分由术前61增加到86。
优点:①死骨的祛除不仅刺激新骨形成,而且为新骨的爬行替代奠定了基础;②隧道的建立可有效释放股骨头内高压;③减压处血管的重建改善了股骨头局部血液流变学状态;④植骨增强了减压区的力学稳定性及支撑作用;⑤减压植骨加固了死骨和新骨之间的断裂带,增加了股骨头内环境的稳定性;⑥操作简易,便于推广。
缺点:①死骨清除不彻底;②手术创伤不可避免;③对塌陷后中晚期的ONFH疗效不佳;④术后卧床时间长等
因髓芯减压联合非血管化骨移植术仍有待进一步研究,有学者就提出了髓芯减压联合血管化骨移植。血管化的移植骨块主要源于腓骨或者髂嵴,由于保留了血管,因此有助于改善坏死区的血运,促进坏死区域骨组织的修复重建。
Urbaniak等人报告了103例,血管化胖骨移植治疗股骨头坏死,Ⅱ期患者五年存活率为91%,Ⅲ期患者五年存活率为77%。Eward和Yoo等人的研究,血管化腓骨移植治疗股骨头坏死,Ⅱ期存活率为89%(平均随访13.9年)和Ⅲ期存活率为75%(平均随访14.4年)。Plakseychuk等人的进一步研究,回顾性地比较了血管化胖骨移植术与非血管化腓骨移植术,发现血管化腓骨移植队列的临床结局有更好的改善。笔者认为,血管化的骨移植将是今后发展的一个方向。
5、髓芯减压联合钽棒植入术
此方法最早由Pedersen提出,直到2005年多孔棒材料才广泛运用到临床研究中,浙江省中医院团队于2009年报告棒植入治疗早期股骨头坏死。一项138髋采取钽棒治疗,平均4年随访时间发现43例(31%)需再次实行髋关节置换术。Tsao在一项长达4年的研究中发现,19个关节(113)进行了再次的THA手术。Floerkemeier报道,在手术平均1.45年后,13例(23)需要再次THA手术,其结论是髓芯减压联合钽棒植入疗效不比单纯髓芯减压好。
6、改良髓芯减压术联合促生长物治疗
总体来说,目前尽管有了支撑物,但是还需要进一步的去解决骨坏死在治疗过程当中,骨吸收速度大于新骨形成的问题,所以还需要进一步的改良髓芯减压。
目前,有研究表明髓芯减压联合间充质干细胞、富血小板血浆、生长因子等,进行局部移植,对于治疗早期股骨头缺血坏死,可获得较好的临床疗效,可以明显的提高股骨头的生存期和生存率,有效的阻止了很大一部分病人的股骨头塌陷。
但通过髓芯减压联合钽棒及干细胞移植,仍有部分患者保髋失败,一项研究表明,3年失败率达10%。笔者团队通过收集对照组和手术保守失败的股骨头标本,统计发现>33.5%的样本存在股骨头帽状分离(CSS),即软骨-软骨下骨间出现微骨折和(或)囊性变,MRI TW2显示软骨-软骨下骨间高信号条带影。这种情况称为“假2真3”期,要充分关注到股骨头坏死不仅仅是骨的问题,还要关注软骨的问题。
为进一步探析软骨帽状分离,笔者团队对股骨头软骨也进行进一步的研究,提出“腾起术”,是将外科脱位、清除死骨打压植骨、股骨头软骨面修复技术结合,恢复股骨头原有外形,主要针对年轻ⅢB期股骨头塌陷患者。
股骨头坏死早发现,早诊断,早治疗非常重要,保髓手术治疗在早期股骨头坏死且未出现塌陷或塌陷早期干预疗效明显。髓芯减压术联合治疗策略较单一手段干预策略在临床疗效显著,新技术、新手段、新方法的综合运用对股骨头坏死治疗带来新希望。
髓芯减压术总体来说是非常好的一项技术,结合力学支撑和生物学修复的联合疗法是目前理想的方法。同时,改良髓芯减压术(ACD)基础上,联合千细胞、生长因子治疗(ACDCF),可能具有更好的临床疗效。
参考文献:
[1] Ficat, et al.J Bone Joint Surg Br. 1985 Jan;67(1):3-9.
[2] Zizic, et al, Clin Orthop Relar Res. 1978 JanFeb;(130):144-153.
[3] Kusukawa RNihon Rinsho.1975 Jul 1033(7):2322-9.
[4] Aigner, et al.Inr Orthop. 2002;26(1):31-5.
[5] 成人股骨头坏死诊疗标准专家共识(2012 年版),《中国骨与关节外科》2012年4月第5卷第2期.
[6] Zhao Dewei, et al. Clinical Orthopaedics and Related Research8 475.8(2017):2011-2023.
[7] Atilla B, Bakircioqlu S, Shope AJ, ParvizI J. Joint-preserving procedures for osteonecrosis of the femoral head. EFORT Open Rev. 2020 Jan 28:4(12):647-658.
[8] Mont, Michael A., et al JBS 97.19 (2015): 1604-1627.
[9] Marker DR,et al Clin Orthop Relat Res.2008;466(5):1093Fairbank AC,et al. Bone Joint Surg.1995;77(1):42Mont MA, et al.Clin Orthop Relat Res. 1998:(354):159.
[10] 童培建.肖鲁伟,高根德.经粗隆下股骨头倒V形钻孔加丹参灌注治疗股骨头骨坏死[J].骨与关节损伤杂志,1998(03):154-155.
[11] Mont, Michael A et al. JBS 97.19 (2015): 1604-1627.
[12] Landgraeber et al. BMC Musculoskeletal Disorders (2017) 18:479.
[13] Roberto Civinini,International Orthopaedics (SICOT)(2012) 36:1583-1588.
[14] Stefan Landgraeber,J Tissue Eng Regen Med 2013; 7:893-900.
[15] Wei B,et al.HipIntJ Clin Exp Res Hip Pathol Ther.2011:21(2):206
[16] Urbaniak JR, Coogan PGTreatment of osteonecrosis of the femoral head with free vascularized fibular grafting:A long-term follow-upstudy of one hundred and three hips.J Bone Joint Surg Am. 1995 May.77(5):681-94.
[17] Eward WCThe vascularized fibular graft in precollapse osteonecrosis: is long-term hip preservation possible? Clin Orthop Relat Res.2012 0ct,470(10):2819-26.
[18] Liu ZHet alGenet Mol Res,2014;13(4):8342-52.
[19] Tsao AK, et al] Bone Joint Surg Am.2005:87(S2):22-7.
[20] 何帮剑,厉驹,吕一,童培建.随芯减压联合干细胞移植与钽棒植入术治疗ARCO 2期非创伤性股骨头坏死的前瞻性随机对照研究[C].第二十四届中国中西医结合骨伤科学术年会论文汇编.
[21] 章建华,厉驹,童培建.髓芯减压加自体多能干细胞、脱钙骨基质植入治疗早期股骨头坏死[J].中国骨伤,2007(01):15-16.
作者简介
童培建,医学博士、主任医师、二级教授,博士生导师,现为浙江省中医院骨伤科学术主任。
享受国务院特殊津贴、浙江省卫生领军人才、国家中管局重点学科、重点专科“中医骨伤科学”学科带头人、浙江省重点科技创新团队带头人。
现任中国医师协会中西医结合医师分会骨伤专家委员会主任委员,中国中西医结合学会骨伤分会常委兼关节专业委员会主任委员,中国老年保健协会骨关节分会会长、浙江省中医药学会骨伤科分会主任委员等。