人工髋关节假体设计新进展:聚焦降低脱位发生率
2026-01-15 来源:中国骨与关节杂志


作者:嘉兴大学附属医院(嘉兴市第一医院)骨科     朱锦宇


尽管全髋关节置换术(THA)是一种极其成功的治疗方法,且髋关节假体和手术技术一直在进步和优化,但脱位和不稳定仍是导致手术失败的主要原因。THA脱位的风险因素分为患者因素如年龄、性别、合并症、神经肌肉疾病等;医师因素如手术量和经验、手术入路、假体位置等;假体因素如股骨头和股骨颈区域的设计,股骨头直径是否足够大以及与假体颈部的配合,是否具有适当的头颈比等。笔者将简要综述为了降低脱位发生率,人工髋关节假体设计的新进展。


大直径股骨头


1963年,JohnCharnley引入了22.25mm直径金属球头,而现在临床使用36mm、40mm、44mm等大直径的股骨头越来越多。大直径的股骨头增加了头颈比和跳跃距离,使得运动范围更大而不发生撞击,从而可以降低脱位率。在脱位风险较高的患者中使用36mm或40mm的股骨头时,早期脱位率为4%,随访5~10年时没有脱位。在翻修术中使用36mm或40mm的股骨头时,脱位率降低到1.1%。最近有研究总共纳入319531例初次THA病例,26.4%使用了32mm股骨头,66.3%使用了36mm股骨头,7.3%使用了≥40mm股骨头,与32mm股骨头相比,36mm股骨头脱位翻修率显著降低。还有研究回顾分析了1828例初次THA,87%股骨头直径为40mm,13%股骨头直径为44mm,10年无脱位生存率为97%,凸显了巨大型股骨头降低脱位风险和延长植入物使用寿命的潜力。但是,大直径股骨头会对股骨头-颈锥度施加较大的力,可能导致腐蚀、金属离子释放和局部组织不良反应。前述研究也发现,与32mm和36mm股骨头相比,≥40mm股骨头并未降低脱位翻修率。因此,股骨头是否越大越好还有争议。


头颈比


头颈比指的是股骨头最大直径与股骨颈最小纵径的比值。头颈比对于髋关节的运动、功能和稳定性至关重要。髋关节骨关节炎的风险随着头颈比减小而增加。对骨盆正位X线片测量得出中国人股骨头颈比正常参考值为1.48±0.09。利用CT的斜正中矢状面多平面重组图像测得正常中国成人的头颈比平均值为1.78±0.14。髋关节表面置换术的股骨头尽管比较大,但与相对较粗的股骨颈之间的比值较小,平均活动范围比32mm股骨头的THA减少31°~48°。有研究发现最佳头颈比≥2.13,而THA脱位患者的头颈比较小。头颈比较大的假体髋臼杯角度安全范围明显增大,建议选择头颈比>2.37的假体。髋关节活动范围要求越高,髋臼杯角度安全范围就越小,但可以通过选择较大头颈比的假体来纠正。


双动髋臼


双动髋臼增加了跳跃距离、头颈比以及在撞击前更大的活动范围,可提高髋关节的稳定性,降低THA术后脱位的风险,尤其适用于合并脊柱病变、神经肌肉疾病(如帕金森病)或反复脱位的患者。近年来,双动髋臼的使用率显著增加,从2012年的6.7%增加到2018年的近19.5%。双动髋臼的假体寿命与传统THA相似,5年生存率为95.0%~98.2%,15年存活率为80.0%,脱位率和翻修率较低。由于活动度改善,脱位率降低,磨损减少,可用于更年轻、更活跃的患者。但是,由于双动髋臼有2个摩擦界面,可能带来加速聚乙烯磨损和骨溶解等并发症,对假体的长期生存率提出了挑战。


限制性内衬


复发性不稳定是THA不稳定翻修术后的一个具有挑战性的并发症。15年后,THA不稳定翻修术后的再脱位累积风险为35%。限制性内衬是治疗或预防复发性脱位的一种常用的技术手段,特别是在外展肌受损的患者进行多次手术时。股骨头直径较小会因为不稳定而增加累积翻修率。股骨头<36mm+限制性内衬组的翻修率很高,主要原因是脱位。因此,相对于较小直径股骨头+限制性内衬,股骨头直径为36mm+限制性内衬应优先选择使用。


带高边内衬


为了增加THA的稳定性,常见内衬设计有不带高边(标准型)和带高边内衬,还有带偏心距内衬和带有角度内衬等。与标准聚乙烯衬垫相比,使用带高边内衬可降低脱位发生率并降低全因翻修率,并不会增加初次THA的无菌性松动发生率。因此,在为脱位风险高的患者进行THA时,应考虑使用带高边内衬。

关于内衬高边放置的方向也进行了深入研究,带高边内衬多用于后路手术,高边如放置在后上象限,不符合生物力学。建议将高边放置在后下象限来增加稳定性。通过计算机模拟研究高边内衬对活动范围的影响后发现,高边内衬的最佳方向应取决于髋臼前倾角。当髋臼前倾角<20°时,置于后方可获得最佳活动范围。当髋臼前倾角>20°时,调整至前方可获得更大的活动范围,从而避免早期撞击。还有研究指出高边内衬方向取决于髋臼杯和股骨柄的方向。对于股骨柄前倾15°、髋臼杯外展40°、前倾15°,最佳高边位置为后下(8点钟方向)。


可调前倾角的股骨柄


可更换(组配式)股骨颈的股骨柄,旨在THA术中灵活调整股骨颈的前倾角、股骨的偏心距和肢体长度以减少并发症,特别是脱位的发生率。但是使用组配式股骨颈假体会增加翻修率,因此并不主张在初次THA中使用。可调前倾角的一体化或组配式股骨柄常用于翻修手术,可提供远端固定、恢复股骨偏心距、肢体长度和髋关节稳定性。WagnerCone和S-ROM等一体化或组配式股骨柄能根据需要自由调节前倾角,获得理想的股骨柄和髋臼的联合前倾角,最大限度减少脱位,可用于复杂初次THA,如髋关节发育不良、髋关节感染后遗症和股骨近端发育不良等,已经获得良好的中长期临床效果。


高偏心距股骨柄


恢复股骨偏心距和下肢长度对于THA的最佳功能和长期预后至关重要。适当的偏心距与更好的外展肌功能、更大的活动范围和更低的脱位率相关。当股骨偏心距至少比对侧髋关节>3mm时,脱位风险较低,因此,恢复股骨偏心距是预防THA脱位的最重要技术因素。尤其是对于脊柱骨盆病变患者而言,恢复偏心距的重要性可能超过髋臼安全区。如偏心距减少>20mm的患者西安大略省和麦克马斯特大学骨关节炎指数(WOMAC)疼痛评分和活动度评分差。通过选择不同偏心距的股骨柄假体来获得合适的软组织张力,同时不影响下肢长度,能有效恢复髋关节的生物力学特性。撞击建模显示,每增加1mm偏心距,可增加5°的活动范围并降低脱位率。在因脊柱僵硬而需进行高风险THA的情况下,应考虑使用高偏心距股骨柄,并注意偏心距的恢复。


反向髋关节置换系统


反向髋关节置换系统(Georgia)的开发是为了满足对更大稳定性的需求。与其它传统的解剖髋关节置换系统一样,反向髋关节置换系统由股骨柄、髋臼杯、球形股骨头和聚乙烯衬垫组成。与反向全肩关节置换术一样,反向髋关节置换系统采用反向几何形状,将球形钴铬股骨头固定在髋臼内,并将聚乙烯衬垫股骨杯连接到股骨柄的上方。因此,股骨杯沿着固定的髋臼滑动。反向髋关节置换系统尚未获准在美国上市,2023年1月开始随机、对照、多中心临床试验。加拿大正在进行的研究提供了该系统至少2年的临床随访数据,显示其取得了优良的短期疗效。


综上所述,大直径股骨头、带高边内衬、双动髋臼等假体设计均可降低脱位风险。加长股骨头的裙边会降低头颈比例,应尽可能避免使用。带高边内衬有助于增加稳定性,但如果放置不当,可能导致撞击和脱位。必要时选择高偏心距股骨柄以恢复软组织张力,预防脱位。将来需要进一步通过改进内衬、股骨柄颈部和锥度等设计来增加关节活动范围并降低撞击风险,提高关节稳定性,降低脱位率;同时,需要建立我国的人工关节置换登记系统,研究各种不同设计特点假体的适用人群和临床效果,降低脱位率,更好地服务患者。


来源:中国骨与关节杂志2025年12月第14卷第12期

(本网站所有内容,凡注明来源为“医脉通”,版权均归医脉通所有,未经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,否则将追究法律责任,授权转载时须注明“来源:医脉通”。本网注明来源为其他媒体的内容为转载,转载仅作观点分享,版权归原作者所有,如有侵犯版权,请及时联系我们。)

0
收藏 分享