医用骨水泥和人工韧带在犬髋关节脱位治疗中的应用

毛典荣，刘汉文，江 颖，李 浓，周庆国＊

（1.佛山科学技术学院动物医学系，广东南海 528231；2.佛山市先诺宠物医院，广东佛山 528000）

犬髋关节脱位是宠物临床多发的严重关节疾病，多因车辆冲撞或从高处坠落而引起，往往导致患犬一侧后肢跛行，无法正常站立和行走。本病的整复固定术包括关节囊缝合、股骨髋臼背侧缝合、髂骨股骨缝合和套索针固定（人工圆韧带植入）等多种方法［1］。传统的人工圆韧带植入术是用丝线、鱼线或尼龙线替代圆韧带，一端用套索针经髋臼上壁固定在骨盆腔内，另一端穿过股骨头凹固定在股骨近端，从而起到牵拉和固定股骨头的作用。该手术最贴近髋关节的结构和功能要求，术后术肢运动状态恢复良好，但部分术肢功能恢复不良，远期疗效逐渐降低。姚海峰等曾剖检进行人工圆韧带植入试验的1只6月龄西施犬，发现股骨头凹处的圆孔比手术时大而明显，但股骨头关节软骨表面光滑，股骨头凹处的圆孔周围软骨受到侵蚀［2］。周庆国等人的试验研究发现，人工圆韧带穿过的髋臼和股骨孔道可导致髋关节内滑液流失，增大肢体运动中股骨头与髋臼的摩擦，同时韧带活动对髋臼和股骨头孔道口软骨造成磨损，使术肢关节出现长期慢性疼痛，术肢的负重能力难以恢复至正常水平［3］。关于人工圆韧带植入术治疗髋关节脱位的弊端，国内外文献中均未提出解决办法。

骨水泥又名丙烯酸黏固剂（Acrylic cement），其化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethyl methacrylic，PMMA），是人类医学用于骨科手术的一种医用材料，主要用于全髋关节置换术中固定假体。本试验尝试将骨水泥用于治疗犬髋关节脱位的人工圆韧带植入手术中，探索利用骨水泥填充和封闭髋臼和股骨孔道的方法，缓解和避免人工圆韧带对关节软骨和软骨下骨质的磨损，为保持人工圆韧带植入术的长期疗效提供有价值的参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 本地家犬3只，年龄在1岁左右，体重6.5kg～7.5kg，临床表现健康，随机编为1～3号，常规单笼饲喂商品狗粮，常规驱虫和免疫注射，观察10d后无临床异常，开始进行试验。

1.1.2 临床病例 迷你贵宾犬，雌性，体重2.8 kg，5岁，名字为“吉吉”，2013年12月17日从高处向下跳跃后突发跛行，经先诺宠物医院临床检查和X线摄片，确诊右后肢髋关节脱位。

1.1.3 手术器材 使用1.0mm规格克氏针自制人工圆韧带套索针，与常规手术器械、骨科器械、缝合丝线（10号）、创巾、止血纱布等分类包装，高压蒸汽灭菌后备用。Surgical SIMPLEX P不透射线骨水泥，美国史塞克公司产品，由40mg粉剂和20mL液态单体组成，批号CKS115，将其按比例无菌分装后冷藏保存。医用人工韧带，规格为125磅，天津市中新贺美骨科器械公司产品。

1.1.4 试验药品 硫酸阿托品，复方氯胺酮，异氟烷，痛立消，盐酸林可霉素，苯扎溴铵，20g／L碘酊，750mL／L酒精，“银芬”银离子消毒液等。复方氯胺酮用生理盐水稀释10倍后备用。

1.1.5 UC臂数字化X线摄影系统 X线管200 mA，功率30kW，深圳市安健科技有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 试验犬人工圆韧带植入术 手术前12h禁食，术前6h禁水，安装静脉留置针，采血和分离血清做生化检验。麻醉前以0.05mL／kg皮下注射硫酸阿托品，以1mL／3kg剂量静脉缓慢推注复方氯胺酮稀释液诱导，异氟烷吸入维持麻醉。犬右侧卧保定，术部常规无菌准备和隔离，经髋关节后背侧手术入路打开髋关节，用眼科弯剪剪断圆韧带并清除韧带残端，环绕股骨颈剪开关节囊，使股骨头完全脱出髋臼。接着进行人工圆韧带植入，在确定股骨颈中心线后，自股骨头凹至大转子下方钻一孔道，另将髋臼圆韧带附着点骨壁钻透，使用10号外科丝线穿过自制套索针中央孔，把套索针经髋臼窝内小孔送入骨盆腔然后拉紧，再用纤细不锈钢丝引导两股丝线通过股骨孔道，此时将冷藏于普通冰箱中已分装的骨水泥粉剂和液态单体取出，依照使用说明先将骨水泥粉剂倒入惰性搅拌皿中，再加入对应用量的液态单体（粉剂︰单体＝2︰1），缓慢搅拌直至两者完全融合呈软面团状（搅拌时间大约为1min），然后利用2.5mL一次性注射器（去除针头）将骨水泥注入髋臼窝上小孔和股骨头凹的孔道，清除股骨头表面和关节腔内的残留骨水泥，将股骨头复位后迅速拉紧大转子下方的双股丝线，保留髋关节适当的活动空间，将双股丝线各穿过双孔钢板的两个孔后打结。最后，依次缝合关节囊、臀深肌、臀中肌、臀浅肌、阔筋膜张肌等，常规闭合皮肤切口，装结系绷带包扎。

图1 试验犬双后肢负重力对比测试侧面观Fig.1 The side view of two hindlimbs bearing gravity contrast test of an experimental dog

1.2.2 临床病例人工圆韧带植入术 术前准备同上，以4mg／kg剂量静脉推注丙泊酚进行诱导，异氟烷吸入维持麻醉。经髋关节后背侧手术入路充分显露髋臼和脱位的股骨头，将医用人工韧带植入髋关节内，按照上述方法使用骨水泥填充和封闭髋臼和股骨凹处的孔道，把髋关节腔内残留骨水泥清除干净后，如上述方法依次缝合关节囊及各层肌肉，常规闭合皮肤切口，装结系绷带包扎。

1.2.3 术后护理与观察 术后7d内，静脉或肌肉注射盐酸林可霉素预防感染，使用痛立消缓解术部疼痛，根据术犬精神、食欲状况适时给予营养支持，限制活动7d，7d～10d后拆线。观察记录内容包括体温、精神状况、食欲状况、术部炎症或有无感染等。限制活动7d后，每隔0.5月观察术肢运动状态，包括站立姿势、运动协调性和跳跑动作，连续观察3.5月～6月以上。每隔0.5月～1月进行常规X光摄片检查，观察术肢髋关节的结构和形态、套索针在骨盆腔内的位置是否发生变化。每隔0.5月采集3号犬血清，连续6次，进行血清肝功、肾功、钙、磷等重要项目检测，观察骨水泥是否对这些项目产生一定的影响。

术后1个月开始测试术犬后肢负重能力，包括单肢负重时间测试和双肢负重力对比测试。单肢负重时间测试在术犬安静状态下，先提起术肢使健侧后肢和两前肢站立，记录健侧后肢支撑负重的时间；然后提起健侧后肢使患肢和两前肢着地，再记录术肢支撑负重的时间，测试时间最长为60min（图1和图2）。

图2 试验犬双后肢负重力对比测试后面观Fig.2 The back view of two hindlimbs bearing gravity contrast test of an experimental dog

双后肢负重力对比测试同样在犬只安静情况下，使手术犬两后肢同时站立在电子称上（称量范围：5g～10kg），保持两后肢站立姿势协调对称，记录电子称显示的数据。术后观察6月后，对试验犬施行安乐死，剖检观察术肢髋关节面软骨和软骨下骨质、骨水泥对骨骼孔道的填充和封闭效果、套索针位置与术部肌肉愈合情况等。临床病例“吉吉”术后1周内，每天复诊检查创口愈合情况，待创部正常愈合后，要求主人每隔1月～2月带犬前来复诊和作X线摄片检查，观察术肢的运动状态、髋关节结构和形态、套索针在骨盆腔内的位置等。如果客观条件允许，将同时进行双后肢负重力对比测试。

2 结果

2.1 试验犬运动状态观察与负重测试

术后试验犬体温均有明显升高，精神和食欲受体温影响也有一定的改变，几天后随着体温恢复正常，精神和食欲状况也恢复正常。运动状态观察结果为：1号、2号、3号犬于术后第2天，术肢可轻微着地；术后1周至半个月内，基本表现以趾尖着地的中度跛行；术后1个月至第2个月内，术肢有蹬腿、跳跃、奔跑等动作，基本表现以趾底着地的轻度跛行。术后2个月至第3个月，2号、3号犬术肢负重和行走姿势一切良好，但1号犬于2个月后出现术肢负重软弱和提举中摇摆，跛行程度趋于中度。3号犬于3个月后出现后躯重心向健肢转移，表现轻度跛行。

与此同时进行的术后单肢负重时间测试显示，1号犬术肢负重时间于术后2个月内为逐渐增加，但2个月后开始递减；2号、3号犬术肢负重时间于术后1个月测试时已接近或与健肢相等，于术后2月、3月测试时均与健肢负重时间相等（表1）。另外对3号犬补充进行的双后肢负重力测试结果显示，自术后20天至2.5个月内，术肢负重力呈明显增加趋势，而第3个月测试时术肢负重力降低（表2）。

表1 试验犬术后单肢负重时间测试结果Table 1 The single limb weight-bearing time test results of the experimental dogs min

表2 3号试验犬术后双后肢负重力对比测试结果Table 2 The two limb weight-bearing gravity test results of No.3experimental dog g

2.2 髋关节X线影像学检查与剖检观察

对试验犬术肢髋关节进行的系列X线检查影像显示，骨盆腔内的人工圆韧带套索针未见移动，定位良好。与对侧髋关节相比，1号犬术肢髋关节于术后2个月时可见关节间隙增大，至术后3个月时关节间隙进一步增大，至术后6.5月时可见股骨头呈半脱出状态。2号、3号犬术肢股骨孔道能依稀看到骨水泥影像，术后3个月内关节间隙无明显变化。

于术后6.5个月对1号、2号犬进行安乐死解剖，结果显示，两犬髋关节囊愈合良好，囊内有多量透明澄清的关节滑液，但替代圆韧带的外科丝线均已断开，股骨头表面较为光滑，股骨头凹处骨水泥填充完好，髋臼窝背侧套索针附着孔被骨水泥封闭。于术后3.5个月对3号犬进行安乐死解剖，关节囊肿胀，切口愈合良好，囊内关节液呈浅黄色，替代圆韧带的丝线1股已断开，股骨头凹处和髋臼窝软骨缺损明显，髋臼窝内有少量骨水泥残留，髋臼窝上壁骨质充血和出血，股骨大转子下方钢板处有浅黄色透明液体渗出（图3～图8）。

图3 1号犬剖检股骨头表面光滑，髋臼窝内可见丝线断端Fig.3 The necropsied view of dog 1smooth femoral head surface and visible silk thread end in acetabular

图4 1号犬剖检股骨头凹处的人工圆韧带孔封闭良好，软骨仅有轻微缺失Fig.4 The necropsied view of dog 1artificial femoral head ligament hole was closed well with only slight cartilage loss

图5 2号犬股骨头水煮标本，股骨头凹处的骨水泥清晰可见，丝线通过的孔道没有扩大Fig.5 Boiled femoral head specimen of dog 2 Bone cement at the femoral head concave is clearly visible，the silk thread pore filled with does not expand

图6 2号犬髋臼水煮标本髋臼窝上方的套环针孔被骨水泥封闭良好Fig.6 Boiled acetabular specimen of dog 2 The toggle pin hole above acetabular fossa is closed well with bone cement

图7 3号犬剖检，股骨头凹处软骨缺损严重，髋臼窝内有小块骨水泥残留Fig.7 The necropsied view of dog 3 Severe articular cartilage defect at the femoral head concave with a small piece of bone cement in the acetabular fossa

2.3 3号试验犬血清重要生化项目检验结果

对3号试验犬补充进行的血清生化项目检测结果显示，反映肝功能的 ALT、AST ALB、TBIL、CHOL、GGT、ALP项目，反映胰腺功能的GLU项目，反映肾功能的BUN、CREA项目，以及反映骨骼生理状态的ALP、Ca、P项目等，与术前结果比较均在正常参考范围内波动。从表3得知，ALP于术后1个月、1.5个月时有一定升高，之后有所降低。血清Ca、P水平于术后半个月、3个月时相对升高，而其他时间无明显变化（表3）。

图8 3号犬剖检髋臼窝上方软骨缺损严重，可见少量骨水泥Fig.8 The necropsied view of dog 3 Severe articular cartilage defect on the acetabular wall and a small piece of bone cement

2.4 临床病例术后运动状态与X线影像学检查

患犬“吉吉”于2013年12月19日接受手术治疗，约3～4天后术肢从术前表现悬垂状态的重度跛行转变为以趾尖着地的中度跛行。手术后0.5～1个月，术肢从以趾尖着地的中度跛行逐渐转为能以趾底着地的轻度跛行。术后1个月复诊时，术肢运动姿势良好，与健肢相比无明显异常。因术犬运动表现良好和主人工作忙碌，在医院多次请求下，主人仅于术后5个月和9个月带犬前来复诊。经观察术肢站立姿势、行走和奔跑表现完全正常，术后5个月和9个月的X线影像与术后1个月的X线影像比较无明显区别，术肢髋关节间隙无任何改变，骨盆腔内人工圆韧带套索针未见移动，对比两侧髋关节的软骨、软骨下骨质和关节间隙基本相同（图9～图12）。

表3 3号试验犬术后血液生化项目检测结果Table 3 The biochemical item test results of No.3experimental dog

图9 “吉吉”术前髋关节X线影像Fig.9 The pre-operative hip X-ray image of“Gigi”

图10 “吉吉”术后1个月髋关节 X线影像Fig.10 The hip X-ray image of“Gigi”in post-operative one month later

图11 "吉吉"术后5个月髋关节X线影像Fig.11 The hip X-ray image of“Gigi”in post-operative five monthes later

图12 “吉吉”术后9个月髋关节X线影像Fig.12 The hip X-ray image of“Gigi”in post-operative nine monthes later

3 讨论

3.1 传统人工圆韧带植入术对犬髋关节的不良影响

传统的人工圆韧带植入术基本使用外科丝线或尼龙线等替代圆韧带，试验研究发现丝线的柔韧性很差，术后3.5个月剖检3号犬时发现已断裂1股，另外2只犬于术后6.5月剖检时已全部断裂。作者几年前曾采用10号丝线替代圆韧带进行过人工植入试验研究，术后5个月剖检2只试验犬髋关节发现，关节腔内的丝线全部断裂，1只犬股骨头脱位于髋臼边缘，髋臼内有大量纤维组织增生；另1只犬髋关节囊愈合良好，股骨头表面大部光滑，但头凹钻孔处软骨和软骨下骨质缺失严重，髋臼切迹处有少量纤维组织增生［3］。分析软骨损伤的原因：一是丝线断裂前，丝线会与股骨头及髋臼孔道口不断摩擦；二是丝线断裂后，股骨头活动范围增大，其与髋臼不当摩擦加重软骨损伤；三是关节滑液经髋臼和股骨孔道流失，关节活动缺乏润滑；四是丝线的生物相容性差，可能引起关节内的异物反应或炎症反应。

据姚海峰报道，使用丝线和单股尼龙线对犬外伤性髋关节脱位20例进行人工圆韧带植入的中长期疗效为，术后平均随访时间16个月（最短时间2个月，最长时间48个月），无1例发生再次脱位，手术肢功能基本正常，无跛行［4］。研究认为，传统手术使用缝合线替代圆韧带植入髋关节，即使缝合线断开，但对髋关节形态正常、关节囊愈合良好和日常关节活动未超出生理范围的病例来说，也不至于发生脱位。然而，传统的人工圆韧带植入术对于钻孔造成的髋臼和股骨损伤未作任何处理，虽然术后早期患犬后肢的运动姿态获得明显改善，跛行减轻或基本消失，但症状的改善主要是将股骨头复位和修复关节囊的结果，植入圆韧带钻孔造成的髋臼、股骨损伤和退行性关节病在术后一段时期内尚未显现。随着术后时间延长，缝合线对髋臼和股骨头孔道口的摩擦以及关节滑液流失，术肢负重力即会出现一个类似于“抛物线”样的变化，尤其骨骼正在发育的幼年犬术后更容易出现此种情况。钱刚等［5］进行了16例犬髋关节脱位的人工圆韧带固定术，也认为术后部分关节滑液可经髋臼孔道流失，关节活动摩擦力增大，可能引起关节软骨损伤、慢性疼痛等是值得注意的方面。根据作者几年前与本次的试验观察结果，术肢负重时间或负重能力不能达到和健肢相等或相当的水平，长期的慢性的轻度甚至中度跛行无法避免。其实完全可以借鉴人类医学治疗外伤性髋关节脱位的方法，对于无骨折并发症的单纯髋关节脱位，仅仅清洗关节囊和清除圆韧带残端，直接将股骨头复位和缝合关节囊即可。如果并发股骨头或颈骨折甚至髋臼后壁骨折，另分别使用可吸收螺钉、钛合金螺钉或钢板先行修复，然后再将股骨头复位和常规缝合关节囊［6-8］。这将避免人工圆韧带植入术的弊端，且失去圆韧带并不一定降低髋关节的稳定性。而且人的股骨颈上区滋养血管孔密布，使得股骨颈生物力学结构削弱，股骨颈脆弱［9］，所以经股骨颈孔道的人工圆韧带植入术并不适用于人髋关节脱位的治疗。对于犬髋关节脱位且伴有骨关节炎（或退行性关节病）时，当前的主流疗法是全髋关节置换术［10-11］。

3.2 人工圆韧带植入术使用医用骨水泥和人工韧带的优点

对1号、2号试验犬的研究结果显示，使用骨水泥填充人工圆韧带穿过的髋臼和股骨孔道，能有效地避免和减少关节滑液流失，股骨头凹处的软骨和软骨下骨质未出现明显损伤。分析3号犬髋关节腔内发生的病理变化，可能与填充髋臼或股骨头凹处孔道的骨水泥脱落有关，因为在大转子下方人工韧带出口可见多量浅黄色关节滑液，表明股骨头内孔道未被有效填充。填充骨骼孔道的骨水泥一旦脱出或残留关节腔内必然造成关节软骨损伤，是导致该犬在手术3个月后再次出现跛行和负重力减退的原因。对3号犬进行的血清重要生化项目检验结果显示，肝、肾、胰腺功能均未受到影响，仅见血清ALP、Ca、P水平在术后早期和3个月时有轻度升高变化，应当是手术钻孔和之后骨水泥机械性刺激造成骨骼损伤的反映。试验表明，在人工圆韧带植入术中必须确保骨水泥和骨骼紧密结合。骨水泥分粉剂和液态单体两部分，使用前按2∶1比例混合，充分混合后把握最佳注入时间为搅拌开始后的1min～3.5 min内，之后开始凝结、固化，5min后完全固化无法使用。为使骨水泥和骨骼孔洞紧密结合，应将原来圆韧带残端清除干净，确保孔道干燥无液体，将股骨头复位前彻底清除关节腔内的骨水泥残渣。

针对外科丝线的缺点，本研究对犬髋关节脱位临床病例“吉吉”使用了柔韧性和生物相容性优良的医用人工韧带替代圆韧带植入，同时使用骨水泥填充和封闭人工韧带通过的髋臼和股骨头凹处孔道，术后动态观察9个月，显示出了极佳的治疗效果。不仅术肢站立、行走和奔跑的姿态与健肢完全相同，而且在术后第9个月进行的双肢负重力测试中，术肢和健肢负重力均在400g～500g之间波动，随着犬安静下来数字显示相差无几。由于医用人工韧带与丝线相同的低密度特性，数字化X线影像也无法反映出医用人工韧带有无断裂，但能充分显示术肢髋关节影像优良。因此表明，在人工圆韧带植入治疗犬髋关节脱位手术中，联合使用医用骨水泥和人工韧带能够获得满意的手术远期疗效。

4 小结

在治疗犬髋关节脱位的人工圆韧带植入手术中，使用医用骨水泥填充和封闭人工韧带通过的髋臼和股骨孔道，能有效地防止关节滑液流失和韧带活动造成髋臼和股骨头孔道口软骨缺损，避免关节慢性疼痛的出现，同时选用柔韧性和生物相容性良好的医用人工韧带，能够获得满意的手术远期疗效。

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