3D打印辅助髋臼金属支架在老年髋臼骨缺损翻修中的应用

何 忠，梁 周，杨 兵

作为多种髋关节疾病的主要治疗方法，髋关节置换能缓解或消除疼痛，恢复功能。但随着时间的推移及患者年龄的增长，髋关节假体松动的情况逐渐增多，需要行髋关节翻修才能恢复关节的功能。2017年1月～2019年2月，我科采用3D打印辅助髋臼金属支架翻修治疗18例老年髋关节置换术后髋臼骨缺损患者，疗效满意，报道如下。

1 材料与方法

1.1 病例资料本组18例，男12例，女6例，年龄63～84岁。初次置换至此次翻修时间为2～16年。翻修原因为髋臼假体松动和骨溶解。髋臼骨缺损根据Paprosky分型均为Ⅱ型。

1.2 术前处理常规行下肢彩色多普勒超声检查，有下肢静脉栓塞者先用低分子肝素钙抗凝1周，有贫血者给予输血纠正，有内科疾病者请内科医师会诊评估指导治疗直至患者能耐受手术。常规行患侧髋关节X线、CT+三维重建检查，根据影像学资料判断髋臼假体松动及髋臼骨缺损情况。应用3D打印按1 ∶1重建髋部三维模型，通过三维模型评估髋臼骨缺损程度，选择髋臼金属支架型号，制定出髋臼金属支架搭配骨水泥聚乙烯内衬进行翻修的手术方案。

1.3 手术方法硬膜外麻醉。患者侧卧位。后外侧入路做长12 cm切口，切除髋臼后方假体周围的瘢痕组织，适当松解周围的软组织，充分显露髋臼假体。先将人工股骨头脱位，检查股骨柄有无松动，如有松动或比较容易取出则把股骨柄假体取出，如无松动则保留。取除松动的髋臼假体，清除臼壁内的伪膜组织，刮新硬化骨性组织至鲜血渗出，或用与原来髋臼假体大小相等的髋臼锉从反方向对髋臼进行再次成形，用大量生理盐水及碘伏反复冲洗。置入合适的髋臼金属支架，从髋臼顶后上方及耻骨支、坐骨支不同方向拧入5～6枚螺钉固定于髋臼上，将含庆大霉素的面团期骨水泥填入髋臼金属支架网孔内，修复髋臼内侧壁及其他部位骨缺损，再植入骨水泥型内衬，注意尽可能保持髋臼前倾角约15°、外展角约45°，维持至骨水泥固化。依据术中患者的骨质情况和骨缺损情况进行股骨柄翻修：5例采用生物型股骨假体柄,7例采用骨水泥型股骨假体柄，6例保留原股骨假体柄。安装适合的金属股骨头，复位后检查髋臼假体的稳定性，切口放置引流管后逐层缝合。

1.4 术后处理应用抗生素2 d预防感染。术后24～48 h 拔除引流管。术后第1天开始指导患者行下肢髋、膝关节的屈伸活动，1周后开始扶拐下地逐步进行负重锻炼。

2 结果

患者均获得随访，时间8～19个月。术后切口均一期愈合。末次随访时，髋臼假体位置合适，无松动及脱位，髋关节疼痛症状明显缓解或消失，髋关节Harris 评分为86～93分。

典型病例见图1～3。

3 讨论

临床上因为股骨头严重坏死及髋关节骨关节病而采用髋关节置换手术者不断增多。关节置换术后由于多种原因导致假体松动，需要进行髋关节翻修的患者也随之逐年增多。如何处理髋臼侧严重骨缺损导致的髋关节假体松动关系到手术的成败。在髋臼重建中要尽量恢复髋关节旋转中心，还要恢复髋臼的完整包容性，为重建的髋臼提供良好的环抱力，以提高手术的成功率。目前文献报道有多种不同的翻修方法。有采用骨水泥型臼杯加植骨翻修髋臼侧，以期达到有效的即时固定效果[1]。亦有采用非骨水泥型假体加植骨进行翻修，能够为骨长入提供较充分的空间，从而有利于假体骨的整合和塑形[2-3]。赵亮 等[4]采用髋臼加强环联合同种异体骨植骨行髋关节翻修术，髋臼假体均无骨溶解、松动，所植异体骨与宿主骨融合，未见明显骨吸收区。金毅 等[5]报道采用打压植骨联合钛网重建髋臼手术，术后早期均未见感染、脱位、假体周围骨折等并发症，有1例再次翻修。临床上取自体髂骨移植修复骨缺损重建髋臼是较理想的方法。自体骨具有诱导成骨作用，有利于植骨的融合，同时不存在排异反应、传播疾病等风险，但亦存在取骨量有限、增加创伤、取骨处疼痛等缺点。同种异体骨植骨能够弥补自体骨的缺点，可大量备用，使用方便，但其缺点也是明显的，如导致排异反应、可能传播疾病、费用明显偏高等。对于髋臼骨缺损无论是采用自体骨还是异体骨进行结构性骨移植，均无法确保所植之骨能与宿主骨融合，其远期失败率均较高。

由于老年患者身体渐弱，骨质日渐疏松，骨质再生能力有限，所植入的骨块存在骨长入较差、再血管化和重新塑形过程中易被吸收或发生塌陷的缺点，并随时间的延长其强度逐渐减弱，最终有可能会导致髋臼假体松动[6]。对于结构性植骨失败者最终还是要采用骨水泥进行翻修固定，对中青年患者来说尚能耐受翻修手术，但对老年患者这无疑是增加了痛苦及手术创伤，并加重经济负担。老年患者生理活动能力日渐衰老，机体再生乏力，植骨难以愈合，对手术耐受能力差，手术的目的是缓解疼痛、提高生活自理能力，翻修方式应该是能用简单的就不用复杂的，用最短的手术时间、最小的创伤达到治疗目的。因此，本组病例均采用髋臼金属支架结合骨水泥固定进行翻修，术中不用植骨，避免了大量自体骨及异体骨的应用，减少了创伤及并发症。髋臼钛合金支架有较强的支撑强度，术中可根据髋臼的大小选择不同的型号，且不用塑形，骨水泥能够将聚乙烯内衬、髋臼金属支架、髋臼骨三合一粘连成一整体，达到“钢筋混凝土”式即刻固定效力，稳定可靠，术后患者可早期下床功能锻炼，有利于患髋功能的恢复，从而减轻老年患者的痛苦，提高生存率。

随着3D打印技术在骨科手术中的广泛应用，术前选择3D打印技术构建患髋模型，可以直观评估髋臼的形态学骨缺损，避免了靠 X 线和 CT 影像资料评价带来的误差[7]。3D打印技术指导术前制定手术计划，模拟手术操作，提前备好髋臼金属支架，预知术中螺钉的固定位置，增加了手术的精确性，提高了手术的安全性，有利于手术的成功及患者的康复。

图1 患者，男，71岁，左髋关节置换术后9年，髋臼假体松动和骨溶解，PaproskyⅡ型，采用髋臼金属支架搭配骨水泥聚乙烯内衬进行髋臼翻修，保留原股骨柄 A.术前X线片，显示左髋臼骨溶解，假体松动内陷;B.术前CT，显示髋臼底及前壁骨溶解，假体松动内陷;C.3D打印髋臼模型；D.术后X线片，显示髋臼金属支架位置合适，无脱位;E.术后14个月X线片，显示髋臼假体无松动及脱位 图2 患者，女，67岁，右髋关节置换术后5年，髋臼假体松动和骨溶解，PaproskyⅡ型，采用髋臼金属支架搭配骨水泥聚乙烯内衬进行髋臼翻修，保留原股骨柄 A.术前X线片，显示右髋臼骨溶解，假体内移;B.术前CT，显示髋臼底骨溶解缺损，假体内移;C.术前CT三维重建，显示髋臼假体松动，髋臼底及前壁骨溶解，假体松动内陷；D.术后X线片，显示髋臼金属支架位置合适，无脱位;E.术后16个月X线片，显示髋臼假体无松动及脱位 图3 患者，女，74岁，右髋关节置换术后3年，髋臼假体松动和骨溶解，PaproskyⅡ型，采用髋臼金属支架搭配骨水泥聚乙烯内衬进行髋臼翻修，股骨柄用骨水泥型假体翻修 A.术前X线片，显示右髋臼骨溶解，假体内移;B.术前CT，显示髋臼底骨溶解缺损，假体内移;C.术前CT三维重建，显示髋臼底部骨溶解缺损，金属杯内移；D.术后X线片，显示髋臼假体位置合适，无脱位;E.术后13个月X线片，显示髋臼假体无松动及脱位

对于股骨柄翻修的问题，如果术前及术中确定股骨柄有松动则必须同时进行翻修，而如果股骨柄没有松动的话，就没必要将柄取出进行翻修。这样可以缩短手术时间，减少创伤。如果粗暴取出则有可能会导致股骨骨折，反而加重损伤，增加髋关节的不稳定性，不利于老年患者的康复。

综上所述，在治疗髋关节置换术后髋臼骨缺损时，采用3D打印辅助髋臼金属支架搭配骨水泥进行翻修，髋臼假体可获得即刻的初始稳定，无需植骨，近期疗效满意。