股骨头坏死保髋手术治疗研究进展

全 坤（综述），梅 炯（审校）同济大学附属同济医院骨科，上海 200065

·综 述·

股骨头坏死保髋手术治疗研究进展

全 坤（综述），梅 炯（审校）
同济大学附属同济医院骨科，上海 200065

股骨头坏死，又称股骨头缺血性坏死，是由不同病因造成的一种病理状态，包括滥用激素、酗酒、创伤、血管损伤及一些特发性疾病。股骨头坏死造成了股骨头软骨下骨血供的减少，从而导致了成骨细胞的死亡及关节面的塌陷。股骨头一旦发生塌陷，大部分患者将不可避免地进行髋关节置换手术。但髋关节置换手术并不是每个患者的最佳选择，除了关节假体本身的因素外，部分患者的年龄与疾病特点可能会面临人工关节多次翻修的风险，因而一些学者更提倡股骨头坏死的保髋治疗。目前，股骨头坏死的保髋手术治疗主要包括截骨术、髓芯减压术、植骨术、钽棒置入术和干细胞治疗等，文章从不同机制上对近年来常见的一些保髋手术进行综述。

股骨头坏死；保髋；手术治疗；进展

1 非负重疗法

早期股骨头坏死最初的疗法就是非负重疗法，包括彻底不负重及改变负重部位[1]。这种治疗方式可以防止供应股骨头血管的损伤，对于预防关节软骨的塌陷非常有效。然而，之前的研究表明通过轮椅或拐杖限制患者行走、减少负重并没有得到较满意的临床疗效[2]。在非手术治疗的股骨头坏死患者，不管是行全髋置换术还是其他的手术方式，仅有20%自愈，80%都需要手术。

转子间旋转截骨治疗股骨头坏死最初是1972年由Sugioka[3]介绍的，这种方式的目标就是将股骨头的坏死区从髋部的负重区旋转到非负重区，从而防止股骨头坏死患者关节面的塌陷进展及骨关节炎的改变，该研究表明，3～16年后患者的成功率为78%，这是非常有前景的，认为当股骨头坏死区域没有受到负荷或坏死区域的深度不超过股骨头直径的1/3时，旋转截骨术可以提供无痛的、可动的及稳定的髋部。然而，这项技术要求比较苛刻，以至于该结果没有得到广泛验证[4]，许多相同的研究却得到不同的手术成功率。Hisatome等[5]对Sugioka使用转子间前侧旋转截骨术治疗股骨头坏死的21例患者25侧髋部术后随访6年进行分析，认为尽管可以预防新负重区域的塌陷，坏死区域的进展性塌陷会引起前侧关节的不稳定及后期关节炎性改变，大多数患者最终都需要行全髋置换术。因此因其预后的不确定性及失败后会给人工关节置换术带来困难，截骨术目前没有被广泛接受为治疗股骨头坏死的标准方法。一般认为，截骨术适用于没有接受激素治疗的年龄小于45岁，而且髋关节屈曲＞90°，股骨头坏死范围＜30%的患者[6]。

尽管非负重疗法广泛的应用于股骨头坏死早期的治疗，多项研究指出，如果不结合其他治疗方式，它并不能防止股骨头的塌陷、治愈股骨头坏死。Okazaki等[7]在关于小鼠的研究中发现，非负重疗法并不能预防股骨头坏死的发生。在这项研究中，通过脂多糖和甲基泼尼松龙的积累建立非负重小鼠组及负重小鼠组股骨头坏死模型。在最终甲基泼尼松龙注射后3周，两个实验组在股骨头坏死的进展差异无统计学意义。因此认为，负重对小鼠非创伤性股骨头坏死的进展作用不大。

2 生物支撑治疗

2.1 植骨术

理想的股骨头坏死外科手术步骤是清除股骨头区域的坏死骨，并且使用有活力的、结构完整的骨代替，从而可以保留股骨头的活力及防止关节表面的塌陷。骨移植是非常有吸引力的治疗选择，因为它结合了通过采用骨引导和/或骨诱导材料给股骨头进行减压的好处。另外，这样的移植可以保护髋部结构及关节软骨，不像截骨术和髋关节置换术。

当股骨头坏死处于预塌陷期或轻微塌陷期，需要保存相对完整的关节软骨时，非血管化骨移植是非常有吸引力的选择[8-9]。Rosenwasser等[10]报道，彻底清除坏死骨结合松质骨移植对于股骨头坏死患者的治疗是非常有效的，在该研究中，87%的患者没有症状，并且术后仅有轻微的骨关节炎进展。

血管化骨可以移植于股骨头上，这样可以直接改善缺血情况。通过将有活力的骨代替坏死骨来建立新的血液循环，这样就可以产生骨诱导细胞并且促进软骨下板的重塑[11]。Tetik等[8]对血管化和非血管化腓骨移植治疗股骨头坏死的结果进行了一项临床研究，发现相对于非血管化移植来说，血管化移植可以得到更好的临床和影像学结果。

吻合血管游离腓骨移植已经成功地应用于股骨头坏死保髋手术的治疗，且许多研究都已获得较满意的预后[12-14]。对于股骨头坏死早期和中期的年轻患者，吻合血管游离腓骨移植是避免行全髋置换术的有效术式。Kawate等[15]认为没有术前塌陷（SteinbergⅠ或Ⅱ期）的轻微股骨头坏死（小于股骨头的300°）是吻合血管游离腓骨移植治疗的主要适应证。激素使用造成的股骨头坏死是相对禁忌证。大面积股骨头坏死（大于股骨头的300°），且合并严重的塌陷（＞3 mm），则是主要禁忌证。尽管其技术要求很高，吻合血管游离腓骨移植通过改善功能和减轻疼痛，可以提升股骨头坏死患者的生活质量。该手术过程包括股骨头的减压、切除坏死骨及具有骨诱导和骨引导属性的松质骨移植，可以增加股骨头的血管再生及骨形成[15-16]。

2.2 钽棒置入术

坏死股骨头的保留需要从结构上预防坏死骨的塌陷。人们建议使用钽棒置入术治疗早期股骨头坏死患者。其在功能性和非功能性动物模型及体内移植案例报道中均表现有骨的长入及迅速的固定[17-19]。钽棒置入术保留了股骨头结构的完整性，所以对于预塌陷期是最有效的方式。

2.2.1 单纯钽棒置入术

钽棒置入术治疗股骨头坏死最初是Schnieders等[2]于1997年提出。他通过使用基于磁共振成像的股骨头坏死三维有限元模型来研究坏死股骨头置入多孔钽棒后的力学效果。多孔钽棒对于腓骨移植是非常合理的力学替代品，因为它能有效的减少所受压力的峰值。Liu等[20]证实多孔钽棒置入术能够有效地支撑股骨头的软骨下骨，并且植入物的压力大于其所受荷载应力的9倍。Varitimidis等[19]研究了27例钽棒置入术治疗非创伤性股骨头坏死的患者，植入物为直径10 mm的多孔钽棒。1例患者术后15个月死于非相关性因素。剩余26例患者中的13例影像学上无进展，而另外13例则表现为恶化。他们认为多孔钽棒通过少侵袭性及可再生方式是较容易使用的，并且对于股骨头坏死预塌陷期及塌陷后期能提供功能性的恢复。钽棒置入术治疗股骨头坏死取得令人鼓舞的临床效果。尽管如此，一般认为，钽棒置入术的适应证包括：Ⅰ、Ⅱ期股骨头坏死，且坏死区域不能超过关节面的30%，对Ⅲ期以上的股骨头坏死及全身病理状态导致的股骨头坏死不适宜应用[6]。

2.2.2 钽棒置入术结合髓芯减压

尽管自体骨移植的高风险性及异体骨移植感染并发症的发生，多孔钽棒植入结合髓芯减压对于提供结构支撑有着较大的优势[21-22]。Veillete等[22]报道54例患者行髓芯减压术结合多孔钽棒置入术，术后2年的总体存活率为91.8%，术后4年则为68.1%。尽管这些结果是非常有效的，但是如果全髋关节置换是必要的情况下，那么关节内金属碎屑的存在就比较让人担忧。此外，之前的组织学研究表明，当需要从钽棒置入转换为全髋置换时，仅有少量的骨会生长，且得到相对不充足的力学支撑。因此，为了验证这项技术的功能和临床预后，目前还需要长期的随访。

3 促进骨再生及坏死组织修复

3.1 单纯髓芯减压术

股骨头髓芯减压术是治疗早期股骨头坏死最常见的手术，它主要是通过减小股骨头压力来恢复正常的血流，能够从根本上减轻疼痛。通过髓芯减压术可降低骨内压，增加股骨头内血流，而且可以刺激减压隧道内的血管生长及促进坏死骨的爬行替代。最初，Ficat和Arlet用髓芯穿刺获取股骨头组织标本来诊断患者是否患有股骨头坏死，后来发现此方法能缓解症状，于是髓芯减压被用来治疗股骨头坏死。髓芯减压技术是根据手术入路、钻孔的数目及环钻的直径来改变的。通常选择较小直径的钻孔，因为它能更好地到达股骨头的前侧部分（相对来说是股骨头坏死较常涉及的区域）。此外，小直径的钻孔通常和低发病率、股骨头和关节软骨退化的低风险性以及降低最终导致转子下骨折的应力集中的发生[23]。髓芯减压对于缓解症状效果最为明显，为达到髓芯减压的最佳治疗效果，股骨头坏死应早期诊断、早期治疗，早期（塌陷前）小面积和周围有坏死骨者减压效果最好[24]。

3.2 结合骨髓干细胞移植

尽管单纯髓芯减压术被用于延缓坏死的进展，但它对于坏死区域的重建并没有起到重要的作用。因此，近10多年来，单独采用髓芯减压术的报道很少见，髓芯减压术不断出现一些改良的方法，如髓芯减压术结合带或不带血管蒂骨移植、联合骨传导或骨诱导材料植入、结合钽棒置入术等。

基于髓芯减压术移植骨髓间充质细胞可以提供能够促进股骨头修复及加快新骨的重建和细胞的爬行替代[25-26]。Hernigou等[27]采用髓芯减压和自体骨髓移植治疗116例189侧髋部。145例患者在FicatⅠ、Ⅱ期行手术治疗，在术后平均7年的随访下来，仅有9例需要再次行关节置换手术；此外，44例患者在FicatⅢ、Ⅳ期行手术治疗，仅有25例需要再次行关节置换手术。他们认为这项技术可以用于提升坏死区域的修复，至少在股骨头发生力学失效的早期是可行的。Ractoqi等[28]得出类似的结论，他们认为髓芯减压术结合自体骨髓移植是非常有效、安全的措施。Cuervas-Mons等[29]评估了通过髓芯减压灌注骨髓间充质干细胞疗效。这项技术可以提高髋关节的功能，并且在前两年治疗的股骨头坏死患者中，75.3%可以避免行全髋置换术。然而，上述提到的结果是有争议的。Lim等[30]比较了两组股骨头坏死治疗的临床和影像学结果：一组包括多孔干细胞植入，另一组则包括髓芯减压、刮除及骨移植，两组间差异无统计学意义。至于早期股骨头坏死，髓芯减压及骨髓间充质干细胞移植已经有了非常好的手术效果；然而对于难治性患者，这种方式的效果并不好，所以一定要谨慎选择治疗方案。一旦塌陷随后发生（塌陷超过4 mm，持续时间超过6个月），没有比人工关节置换最好的治疗措施。

髓芯减压仍然是股骨头坏死（早期、中期）手术治疗的首选，任何新的治疗方案都应该与髓芯减压进行比较。Marker等[31]对1 268侧髋部行髓芯减压术后进行统计，63个月后70%的患者都取得了成功，不需要额外的手术治疗。许多研究都认为髓芯减压结合其他治疗能够明显改善股骨头坏死患者的预后[32-34]。

4 总结

针对股骨头坏死的临床治疗方法很多，但疗效不确切，国内外学者的争论主要集中在FicatⅡ、Ⅲ期治疗方法选择上，对于FicatⅠ期采用髓芯减压术和FicatⅣ期采用关节置换术临床意见已趋于一致[35]。总之，很难肯定目前的哪一种治疗方法确实有效，适合于所有情况的股骨头缺血性坏死的治疗。股骨头坏死的治疗是基于患者的年龄、分期、坏死的区域、位置、塌陷风险及个体化选择，只有正确地把握治疗原则及针对不同时期采取合适的方式才能达到最好的治疗效果。

[1] 赵海燕，夏亚一，康鹏德.股骨头坏死病因与发病机制研究进展[J].中国矫形外科杂志，2009，17（8）：604-607.

[2] Cheng W，Jiang P，Shi BL.Summary of the various treatments for osteonecrosis of the femoral head by mechanism：a review [J].Exp Ther Med，2014，8（3）：700-706.

[3] Sugioka Y.Transtrochanteric anterior rotational osteotomy of the femoral head in the treatment of osteonecrosis affecting the hip：a new osteotomy operation[J].Clin Orthop Relat Res，1978，12（130）：191-201.

[4] Moya-Angeler J，Gianakos AL，Villa JC，et al.Current concepts on osteonecrosis of the femoral head[J].World J Orthop，2015，6（8）：590-601.

[5] Hisatome T，Yasunaga Y，Takahashi K，et al.Progressive collapse of transposed necrotic area after transtrochanteric rotational osteotomy for osteonecrosis of the femoral head inducesosteoarthritic change.Mid-term resultsoftranstrochanteric rotational osteotomy for osteonecrosis of the femoral head[J].Arch OrthopTrauma Surg，2004，124（2）：77-81.

[6] 孟祥晖，王万明.股骨头坏死的保头手术治疗[J].中国矫形外科杂志，2011，19（4）：308-310.

[7] Okazaki S，Nagoya S，Tateda K，et al.Weight bearing does not contribute to the development of osteonecrosis of the femoral head[J].Int J Exp Pathol，2012，93（6）：458-462.

[8] Tetik C，Başar H，Bezer M，et al.Comparison of early results of vascularized and non-vascularized fibulargrafting in the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].Acta Orthop Traumatol Turc，2011，45（5）：326-334.

[9] Seyler TM，Marker DR，Ulrich SD，et al.Nonvascularized bone grafting defers joint arthroplasty in hip osteonecrosis[J].Clin Orthop Relat Res，2008，466（5）：1125-1132.

[10] Rosenwasser MP，Garino JP，Kiernan HA，et al.Long term followup of thorough debridement and cancellous bone grafting of the femoral head for avascular necrosis[J].Clin Orthop Relat Res，1994，9（306）：17-27.

[11] Marciniak D，Furey C，Shaffer JW.Osteonecrosis of the femoral head.A study of 101 hips treated with vascularized fibular grafting[J].J Bone Joint Surg Am，2005，87（4）：742-747.

[12] Sakamoto A，Yoshida T，Uchida Y，et al.Long-term follow-up on the use of vascularized fibular graft for the treatment of congenital pseudarthrosis of the tibia[J].J Orthop Surg Res，2008，6（3）：13.

[13] Liang K，Xiang Z，Chen S，et al.Folded free vascularized fibular grafts for the treatment of subtrochanteric fractures complicated with segmental bone defects[J].J Trauma Acute Care Surg，2012，72（5）：1404-1410.

[14] Watters TS，Browne JA，Orlando LA，et al.Cost-effectiveness analysis of free vascularized fibular grafting for osteonecrosis of the femoral head[J].J Surg OrthopAdv，2011，20（3）：158-167.

[15] Kawate K，Yajima H，Sugimoto K，et al.Indications for free vascularized fibular grafting for the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].BMC Musculoskelet Disord，2007，8（8）：78.

[16] Feng Y，Wang S，Jin D，et al.Free vascularised fibular grafting with OsteoSet®2 demineralised bone matrix versus autograft for large osteonecrotic lesions of the femoral head[J].Int Orthop，2011，35（4）：475-481.

[17] Stronach BM，Duke JN，Rozensweig SD，et al.Subtrochanteric femur fracture after core decompression and placement of a tantalum strut for osteonecrosis of the femoral head[J].J Arthroplasty，2010，25（7）：1168.

[18] Aldegheri R，Taglialavoro G，Berizzi A.The tantalum screw for treating femoralhead necrosis：rationaleand results[J]. Strategies Trauma Limb Reconstr，2007，2（2-3）：63-68.

[19] VaritimidisSE，Dimitroulias AP，KarachaliosTS，etal. Outcome after tantalum rod implantation for treatment of femoral head osteonecrosis：26 hips followed for an average of 3 years[J].Acta Orthop，2009，80（1）：20-25.

[20] Liu B，Sun W，Yue D，et al.Combined tantalum implant with bone grafting for the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].J Invest Surg，2013，26（3）：158-162.

[21] Shuler MS，Rooks MD，Roberson JR.Porous tantalum implant in early osteonecrosis of the hip：preliminary report on operative，survival，and outcomes results[J].J Arthroplasty，2007，22（1）：26-31.

[22] Veillette CJ，Mehdian H，Schemitsch EH，et al.Survivorship analysis and radiographic outcome following tantalum rod insertion for osteonecrosis of the femoral head[J].J Bone Joint Surg Am，2006，88（3）：48-55.

[23] Al Omran A.Multiple drilling compared with standard core decompression for avascular necrosis of the femoral head in sickle cell disease patients[J].Arch Orthop Trauma Surg，2013，133（5）：609-613.

[24] 康鹏德，裴福兴，张晖，等.股骨头坏死的外科治疗[J].中华骨与关节外科杂志，2008，1（2）：149-153.

[25] Zhao D，Cui D，Wang B，et al.Treatment of early stage osteonecrosis of the femoral head with autologous implantation of bone marrow-derived and cultured mesenchymal stem cells [J].Bone，2012，50（1）：325-330.

[26] Sen RK，Tripathy SK，Aggarwal S，et al.Early results of core decompression and autologous bone marrow mononuclear cells instillation in femoral head osteonecrosis：a randomized control study[J].J Arthroplasty，2012，27（5）：679-686.

[27] Cheng W，Yu W，Meng HY，et al.Application of bone marrow mesenchymal stem cells to the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].Int J Clin Exp Med，2015，8（3）：3127-3135.

[28] RastogiS，SankineaniSR，Nag HL，etal.Intralesional autologous mesenchymalstem cells in managementof osteonecrosis of femur：a preliminary study[J].Musculoskelet Surg，2013，97（3）：223-228.

[29] Cuervas-Mons M，Narbona J，Laguna R，et al.Autologous concentrated bone marrow graft in the treatment of femoral head avascular necrosis：clinical outcome after two years of follow up in a non-controlled prospective study[J].Rev Esp Cir Ortop Traumatol，2013，57（2）：106-110.

[30] Lim YW，Kim YS，Lee JW，et al.Stem cell implantation for osteonecrosis of the femoral head[J].Exp Mol Med，2013，15（45）：e61.

[31] Marker DR，Seyler TM，Ulrich SD，et al.Do modern techniques improve core decompression outcomes for hip osteonecrosis? [J].Clin Orthop Relat Res，2008，466（5）：1093-1103.

[32] Rackwitz L，Eden L，Reppenhagen S，et al.Stem cell and growth factor-based regenerative therapies for avascular necrosis of the femoral head[J].Stem Cell Res Ther，2012，3（1）：7.

[33] Helbig L，Simank HG，Kroeber M，et al.Core decompression combined with implantation of a demineralised bone matrix for non-traumatic osteonecrosis of the femoral head[J].Arch Orthop Trauma Surg，2012，132（8）：1095-1103.

[34] Liu Y，Liu S，Su X.Core decompression and implantation of bone marrow mononuclear cells with porous hydroxylapatite composite filler for the treatment of osteonecrosis of the femoral head[J].Arch Orthop Trauma Surg，2013，133（1）：125-133.

[35] 赵德伟，崔大平.股骨头缺血性坏死修复与再造的长期随访观察[J].中国矫形外科杂志，2008，16（7）：481-484.

Research progress of hip-reserving surgery for osteonecrosis of the femoral head

QUAN Kun，MEI Jiong
Department of Orthopaedics，Tongji Hospital，Tongji University School of Medicine，Shanghai 200065，China

Osteonecrosis of the femoral head（ONFH），also known as femoral head avascular necrosis，is a pathological state due to different etiologies including steroid administration，alcohol abuse，traumatic events，vascular injury and idiopathic origins.ONFH reduces the blood supply of the subchondral bone of the femoral head，which results in osteocyte death and collapse of the articular surface.Once the collapse happens，the majority of patients inevitably need total hip replacement.But hip replacement surgery is not the best choice for each patient.Expect for joint prosthesis factors，the patient's age and disease characteristics may result in several renovations.Therefore，some scholars suggest that the femoral head had better be reserved.Currently，hip-reserving procedures for ONFH include osteotomy，core decompression，bone graft surgery，tantalum rods surgery and stem cell therapy.This review aims to summarize the hipreserving procedures for ONFH by different mechanisms from a new perspective.

Osteonecrosis of the femoral head；Hip-reserving；Surgery；Progress

R681.8

A

2095-378X（2016）04-0277-04

10.3969/j.issn.2095-378X.2016.04.015

2016-08-29）

国家自然科学基金(81271991)

全 坤（1994—），男，硕士研究生，研究骨创伤肿瘤

梅 炯，电子信箱：meijiong@163.com