血管传导性生物陶瓷棒微创治疗股骨头坏死
□陈献韬 张蕾蕾  文/图

股骨头坏死（ONFH）是一种常见的难治性骨科疾病，已成为全球性的健康问题，全球有超过2000万患者，其中在中国超过700万人患该病。ONFH的发病率逐年增加，好发于20岁~50岁人群。如果没有及时有效地进行治疗，大多数患者在1年~4年内出现严重的髋关节功能障碍并需要进行关节置换手术。尽管在过去的几十年中已经发明了许多治疗方法并用于治疗ONFH，但是由于ONFH的病因不明确，因此它仍然是一种极具挑战性的疾病。关于ONFH病因的说法很多，但是最终共识是股骨头血管系统的损害。正常股骨头的血液供应主要来自骺动脉网与支持带动脉系统。上、下、前支持带动脉源于股骨颈动脉C形动脉环上的分支，其构成股骨头的单向血流，一旦损伤很难恢复。大量研究也证明坏死区代偿性的血管修复被硬化骨所阻隔，这意味着ONFH无法通过机体完成自然修复，最终将导致股骨头塌陷。
    以前的研究中提到了多孔生物陶瓷的血管传导能力，表明多孔生物陶瓷的内部结构与血管化有关。大孔直径为500微米~600微米，内联直径为120微米的多孔生物陶瓷被认为有良好的微血管传导能力。
    在这次的研究中，我们将这种具有上述多孔结构的血管传导生物陶瓷棒（ABR）用于治疗ONFH，它起到了桥梁的作用，并将丰富的血液从大转子带到股骨头坏死区。随着材料的降解和新生血管的生长，坏死区自然修复，股骨头获得生物力学支持。到目前为止，这项技术已经在中国的多家医院得到应用，已注册了多中心前瞻性临床研究。本文通过多中心回顾性研究证实了该疗法的可靠性，并对其疗效进行临床评价。

材料和方法

β-磷酸三钙多孔生物陶瓷(β-TcP)由高纯β-TcP粉末制成，由中国上海的一家公司设计和生产。该公司将聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）球形颗粒表面化学溶解，形成有机支架。孔直径和连通直径分别受筛分和反应时间的控制。将β-TcP泥浆涂抹在支架内，干燥、脱胶和烧结后制成生物陶瓷。该技术包括3个要素：1.可控微结构的白色不规则多孔颗粒（孔径和连通直径分别为500微米~600微米和120微米，孔隙率为70%），直径为1毫米~3毫米。2.白色不规则致密颗粒（孔隙率7%），直径1毫米~3毫米。3.白色圆柱形多孔生物陶瓷棒（直径10毫米，长80毫米），宏观结构与多孔颗粒相似。

手术技术

使用特制工具（专利：CN102038544B）完成手术。手术前，对所有外科医生进行培训，并按照标准化程序进行手术。
    对患者进行全麻或蛛网膜下腔阻滞麻醉，患者取仰卧位，在大转子下20毫米处向股骨颈中央打入导针，正侧位X线透视观察导针位置。
    以导针为中心纵行做12毫米长全层切口至骨，随后钻入直径12毫米的空心钻至股骨头软骨下5毫米，形成骨隧道；在钻头钻入的过程中收集骨泥和骨髓液；将潜行刮刀推送至骨隧道底部，顺时针旋转控刀手柄，逐步展开刀片，随后顺时针转动旋刮刀柄，刮除坏死骨区域。
    透视确认清除达标后，收拢刀片并撤出潜行刮刀；将多功能植骨器插至骨隧道底部后回撤30毫米，打压植入混合有骨泥和骨髓液的混合生物陶瓷颗粒（密质生物陶瓷颗粒5克+多孔生物陶瓷颗粒3克），最后将浸泡过骨髓液的多孔生物陶瓷棒（直径10毫米，长80毫米）通过植骨器管道尽可能深地植入骨隧道，清洗和缝合切口。手术的平均时间为40分钟。

效果评估
    患者术后接受康复训练。3个月内扶双拐，术肢不负重下地行走，另外需要注意加强卧床锻炼，以防止血栓形成、肌肉萎缩和骨质疏松。
    3个月~6个月后，根据患者的影像学复查结果来证实植骨的愈合情况，从而决定是否允许患者用单拐辅助行走。

我们应用微创ABR技术治疗了62名（女性17名，男性45名）ONFH患者。患者的平均年龄为44.49岁（17岁~76岁）。骨坏死的病因分别是：滥用酒精30例（48.39%），应用糖皮质激素15例（24.19%），创伤后6例（9.68%）和特发性11例（16.13%）。
    股骨头坏死的诊断依据是髋关节的症状和影像资料，当X线片无明显异常时，MRI（磁共振成像）被认为是诊断股骨头坏死的金标准。
    按ARCO（目前常用的股骨头坏死分期方法）分型，Ⅱ期43髋（59.72%），Ⅲ期29髋（40.28%）。按中日友好医院（CJFH）分型标准，C型14髋（19.44%），L型58髋（23.61%）。
    采用Harris髋关节评分（适用于髋关节患者的疗效评价）评价患者的髋关节功能。
    术后，患者进行X线检查，我们发现ABR和骨通道之间有缝隙。颗粒的边缘很锋利。术后6个月，骨组织部分长入ABR，颗粒边缘开始变模糊。
    手术一年后，缝隙消失了，颗粒被整合到周围的骨头中。大多数植入的材料被新的骨头取代，并且股骨头坏死在两年后得到修复。
    根据射线照相结果评估，观察到23髋（31.95％）的髋关节有所改善，24髋（33.33％）的髋关节保持稳定，而25髋（34.72％）的髋关节治疗效果较差。
    我们平均随访患者26.74个月，髋关节总生存率为90.27%。
    在我们随访期间，2例接受了髋关节置换术。在ARCOⅡ期和ARCOⅢ期患者中，分别有43髋中的18髋（41.86％）和29髋中的5髋（17.24％）表现出改善（P<0.05）。对C型CJFH的8髋（57.14％）和L型CJFH的15髋（25.86％）也观察到改善的结果（P<0.05）。44岁以下患者的结果优于老年患者（P<0.05），但不同病因之间未观察到差异（P>0.05）。

总结

ONFH被认为是一种难治性疾病，通常会导致髋关节功能障碍和退化。保留髋关节的手术，例如髓芯减压术、股骨截骨术和非血管化骨移植术是常见的治疗方法，但是这些技术不能完全令人满意，因为它们无法恢复股骨头的血液供应。磷酸三钙多孔生物陶瓷具有良好的生物相容性、骨传导性和生物降解性。此外，我们先前的研究揭示了多孔β-TCP生物陶瓷的血管传导特性与宏观结构之间的相关性，用于治疗ONFH。
    该操作的4个主要指导原则：1.ABR引导大转子的丰富血流到股骨头，携带必要的营养物质和干细胞以修复坏死。2.用扩孔铰刀清除股骨头内的坏死组织，然后将生物陶瓷与自体骨泥和骨髓混合移植，增强植入物的生物活性。3.通过髓芯减压，释放骨内高压，减轻疼痛，为组织修复提供基本环境。4.密质骨和多孔颗粒骨植入提供了术后早期软骨下骨的机械力学支持，而不会破坏多孔颗粒的结构。随着生物陶瓷的降解和新骨的形成，股骨颈和头部的机械强度逐渐恢复，直到生物力学支持完全恢复。
    ABR治疗ONFH的成功率接近血管化腓骨移植。此外，ABR治疗还具有以下优点：1.将大转子的血管引入股骨头，从根本上解决了ONFH的供血问题。2.植入物是可生物降解的β-TcP陶瓷，不影响MRI检查或关节置换。3.生物降解和成骨过程同时发生，机械强度的增加与新骨的形成有关，直到永久的生物力学支持。4.微创外科手术以及专用器械可减少手术难度和时间。
    对于CJFHC型坏死，该治疗效果更好，这可能是由于其位于股骨头中央部分的原因，从而减少了对软骨下骨的影响。治疗的成功在很大程度上取决于适应证：1.疼痛或功能受限；2.患者对保髋手术愿望强烈；3.ARCOⅡ和ARCOⅢ期；4.软骨下骨无明显分离。
    总之，应用ABR治疗ONFH可以延迟甚至终止股骨头坏死的自然发展。与全髋关节置换术相比，患者的髋关节保护效果显著改善，尤其是对于年轻的患者。它为疾病的早期和中期提供了新的微创选择。