股骨头缺血性坏死目前已成为常见的骨科疾病且目前本病的发病趋于年轻化,如果治疗不当或延误治疗,病情会进一步加重,部分患者在短期内髋关节得到破坏严重,并发骨性关节炎,大部分患者在长期病程进展后不能活动失去劳动能力。晚期患者行人工髋关节置换手术不可避免。但关节置换术对年轻患者远期并发症较多。国内外学者普遍对于ARCO Ⅰ期的髓芯减压和ARCO Ⅳ期的关节成形术已经基本达成共识。争论的焦点主要集中于ARCO Ⅱ—Ⅲ期,各种针对ARCO Ⅱ—Ⅲ期的治疗由于分期、愈后评价和远期随访存在着诸多差异,还没有一种治疗方法能够被广泛的接受。大多数学者提倡采用保留股骨头的方法延缓甚至避免人工关节置换。
各种保头手术治疗方法应解决以下几个问题:1.改变股骨头内的高压环境,使其压力降低;2.清除股骨头病变区域内坏死骨,诱导新骨形成;3.改善或者修复重建股骨头内血供;4.恢复股骨头的外形,为塌陷区域提供力学支撑。临床多采用髓心减压术,带肌瓣和带血管骨瓣移植等方法以重建股骨头血运。目前有研究认为髓心钻孔减压治疗早期ONFH可促进坏死股骨头内血运重建,但是也有学者指出髓心减压会导致坏死股骨头内支撑结构变薄弱。股骨颈骨折会因股骨头的早期塌陷而风险大增。尽管手术方式众多,但相对都有一定的局限性,上述众多手术方式在修复过程中股骨头不能保持一定的强度,股骨头由于没有一个稳定而持久的支撑力导致进一步塌陷。
我们选择用骨髓基质干细胞联合带血管髂骨瓣移植钽棒植入术,结合了众多手术方式的优点。骨髓基质干细胞可分化为成骨细胞,软骨细胞,同时还能表达多种基因,分泌多种成骨活性因子,为新骨的形成提供了良好的促进条件。目前越来越多的实验及临床研究针对骨髓干细胞这一特点解决骨修复及新骨形成的问题,这对股骨头坏死治疗也具有推动和发展的作用。我们前期临床研究已证明应用带血管蒂髂骨瓣转移是治疗早晚期股骨头坏死临床成功率较高的保头方法。在头颈交界处开窗,这样清除坏死骨的同时又使原来髓内高压降低。骨瓣本身存在血运,无需进行复杂的显微外科吻合,植入坏死去内既可加腾起塌陷区域,又可与周围血运建立起新的联系,修复坏死区。另外骨瓣所带动脉位置恒定,选取方便,这就大大简化了手术的繁琐性。但单纯的骨瓣植入在支撑上存在缺陷。为了避免腾起的塌陷区再次出现塌陷,单纯的髂骨瓣转移术早期需要严格的卧床制动,卧床时间较髋关节置换长。钽金属棒的出现很好的解决了这一问题。
多孔钽金属具有良好的生物相容性和介导骨生成的特性,其表面结构与股骨头内骨小梁结构非常接近,孔隙率约为80%,与骨的结构较类似,承载生理应力,该结构使得软组织能够快速、牢靠地长入,起到支撑骨瓣及增强坏死区域再血管化和新骨生长作用。软骨下骨板的弹性模量为1.5GPa,皮质骨的弹性模量为15GPa,多孔钽金属棒植入物的弹性模量恰好介于两者之间为3GPa,远低于常用的钛合金植入物(110GPa),多孔钽金属棒的弹性模量与人股骨头软骨下骨相当接近,具有承担生理负荷的能力。
国外通过制作股骨头坏死模型对植入钽棒的生物力学进行了测试。从多孔钽金属棒对软骨下骨板的支持强度和有效性等方面进行了评估。其结果显示:在钽棒植入后,软骨下骨板骨缺损平均减少29%,钽棒自身的强度为植入股骨头后所受压力的9.3倍,在相当于4倍体重的疲劳试验下钽棒仍可耐受。从实验中我们可以看出,钽金属棒十分安全可靠,可成为所期待的支撑上具。本研究联合应用骨髓基质干细胞联合带血管蒂髂骨瓣转移、钽金属棒植入治疗0NFH是与保头手术的基本要求吻合的,即彻底清除了坏死骨、恢复了股骨头的正常轮廓、为修复后的股骨头提供了力学的支撑及有利于修复后股骨头的再血管化及骨再生。