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袁锋

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副主任医师 
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髋膝置换

髋关节置换负重界面的发展史-金对金界面的过去、现在、将来?

发表者:袁锋 1647人已读

人工髋关节置换术是目前最成功的外科治疗之一,提高了髋关节严重病损患者的生活质量。对于老年患者,全髋关节置换术的15~20 年的成功率可达90%以上。但是随着关节置换术患者的年轻化,人们发现在年轻的患者中,全髋置换术的效果远未达到理想状况,患者年龄越小,置换术的远期效果越差。小于55 岁的患者全髋置换术后假体的10 年存留率仅为80%左右,16 年存留率仅为33%,而在小于40 岁的患者中,假体的10 年失败率高达30%~56%。在导致人工关节中、远期失败的原因中,磨损和松动是最重要的因素。上海市第六人民医院骨科-运动医学科袁锋

人工关节的发展过程是不断与磨损和松动抗争的过程,其中不少设计理念经历了循环反复。目前抗磨损方面的研究主要集中在关节磨擦付的改进和选择。其中金属对金属磨擦付是重要的革新与探索方向之一。早在上世纪30 年代,Wiles 首先进行了这方面的探索。上世纪50、60 年代,Mckee、Ring 等进一步发展了假体的设计和固定技术。但是由于较高的磨损与早期失败率,金属对金属人工假体逐渐受到人们的质疑和冷落。上世纪60 年代, Charnley 提出低磨擦设计理论,设计出用金属股骨头和超高分子量聚乙烯髋臼组合的假体,从而开创了低摩擦人工关节假体的新时代。但到了上世纪80 年代末期,术后15-20年的长期随访病例不断增加,金属与聚乙烯磨损颗粒引起骨溶解以及随之产生的假体松动问题被人们逐渐认识和了解。特别是新一代低磨损金属对金属人工假体的成功推出,使人们的兴趣再一次转移到金属对金属人工假体上来。

与传统的金属对聚乙烯人工假体相比,新一代金属对金属假体在理论和临床选择上有着较大优势。首先,金属对金属磨擦付耐磨损性能更好。在快速磨损期,金属对金属假体的线性磨损率为25~35μm/年,到第3 年进入稳态磨损期后,线性磨损率降低到5μm/年,容积磨损率为0.3mm/年,比传统的金属对聚乙烯低100 倍。同时,金对金使全髋表面置换和大股骨头全髋假体成为可能,二者分别有利于保留较多的股骨侧骨量、优化股骨近端的应力传导、术后关节稳定性及活动度更好。

至2003 年,全世界已有超过25 万例的新一代金属对金属关节置换术。近中期临床结果优良。对于目前临床上广泛应用的28mm 直径金属对金属关节假体,5 年存留率有些报告达100%,10 年存留率能达到96%。而在翻修的病例中,假体周围骨折、脱位是主要原因,没有1例因骨溶解翻修。另外,一项随机对照研究表明,102 例金属对金属关节假体平均10 年的存留率为95.5%,98 例金属对聚乙烯假体的10年存留率为96.8%,二者差别无统计学意义。金属对金属表面置换术得到了相似的临床结果,患者术后的髋关节功能与全髋关节置换相近,其5年存留率在95%以上。另外大头的金属对金属假体5年存留率在92%以上,与全髋关节置换相比,它可以提供更好的髋关节功能,同时髋关节更加稳定。但是由于新一代的金属对金属人工髋关节假体应用时间较短,目前还无法得到大量长期的临床结果报道。随着金属对金属人工假体的广泛应用,其带来的金属粒子释放、过敏等问题引起很大的关注,尤其是由于陶瓷对陶瓷摩擦付同时得到迅速发展,对金属对金属摩擦付的质疑也随之增加。2010 年1月《The Journal of Arthroplasty》发表编者按,对金属对金属人工假体所带来的安全问题以及当前临床上的大规模推广提出疑虑,并且建议临床医师对金属对金属人工假体应当合理的选择和使用。2010 年8月美国强生公司对其所销售的部分金属对金属人工假体进行全球范围的召回,但其具体召回原因尚需更进一步的了解分析。就目前来看,理性并且客观的评价新一代金属对金属假体,在当前的临床工作和研究中非常重要。

金属离子的释放是目前临床上争议最大的问题。在临床研究中,我们应当注意区分颗粒和离子的概念。金属对聚乙烯磨损一方面可产生较多聚乙烯颗粒,另一方面亦可产生金属颗粒。目前多数研究显示,尽管金属对金属假体有着更加良好的耐磨损性能,其磨损产生的金属颗粒的数量多于金属对聚乙烯磨损产生的金属颗粒。但金属颗粒数量与离子数量的相关性尚有待观察。目前,临床上还没有统一公认的离子测量规范,如何判读金属离子浓度结果亦不统一。当前主要的结果报道大多是以血浆、血清或尿液浓度为基础。而更多的研究指出,测量全血中金属离子浓度,其准确性比单纯测量血浆、血清中金属离子浓度更加可靠。研究显示,金对金全髋关节置换术后金属离子浓度相对较高,Macdonald的研究报道,钴离子在血浆、红细胞内、尿液的浓度均升高,3.7 年可以相差35 倍,铬离子浓度可相差17 倍,但两者均在2年后进入平台期(假体进入稳态磨损期)。而在平台期,患者血清钴离子浓度(中位数)为 1~2 μg/ L,铬离子浓度(中位数)为1.5~2.2 μg/L。目前国内外研究报道增高的金属离子水平仍然低于职业病的标准。但与职业性暴露可以变更不同,金属对金属关节置换的患者需长期并有可能术后一生均处于这种较高的金属离子浓度环境,因此如何确定金属对金属关节置换患者体内金属离子浓度限值也是需要进一步探讨和商榷的。

长期持续的较高金属离子浓度环境是否会致敏、致癌、致畸以及加重肾脏等脏器负担仍不清楚。随访至今没有明确证据证明金属对金属髋关节假体植入与上述问题有相关性。早期有研究对275例金属对金属全髋关节置换术的患者随访10年,通过检测血肌酐清除率评价金属离子对肾功能的长期影响,结果显示所有患者血肌酐清除率均正常。随后的研究表明,植入金属对金属假体后,患者患淋巴及血液系统肿瘤的危险性较植入金属对聚乙烯假体后增加,但是其差别没有统计学意义。另外,北欧人工关节登记中心的一项随访28年的队列研究显示,植入金属对金属假体后,患者肿瘤的发病率及恶性肿瘤的死亡率与健康人群无差别。目前有报道使用金属对金属假体的患者有出现炎性假瘤、绒毛结节性滑膜炎等,但仅为个案报道。

另外,对于金属对金属关节置换术的适应症应当严格掌握。由于界面摩擦形成的金属离子在体内积聚,且需要通过肾脏排泄,并有可能通过胎盘屏障,故此慎用于肾功能不全患者和有近期妊娠可能的女性。另外,年轻活动量大的患者可采用表面置换术。而年龄较大、患有骨质疏松症、肥胖症、绝经后女性等应慎用表面置换术,可采用全髋关节置换。

总之,新一代金属对金属人工假体已经在临床上推广使用了十几年,到目前为止还没有依据需限制该摩擦付的应用,同样也没有证据证明它能替代其他类型的人工关节,前述的诸多问题及长远效果仍需严格的观察。

资料来源:上海交通大学戴尅戎院士

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发表于:2011-06-02 00:59

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