钻孔减压结合自体松质骨及同种异体骨植骨治疗股骨头坏死的短期疗效观察

毕梦娜 李钟 杨磊 斯焱

股骨头坏死（osteonecrosis of the femoral head, ONFH）的常见病因为酒精、激素、股骨颈骨折，临床以髋关节疼痛、功能障碍为主要症状，多为年轻患者。该病起病隐匿，病程长，预后差，一旦发生股骨头塌陷，多发展为髋关节的退行性关节病，最终需行全髋关节置换术，甚至面临多次翻修。所以如何在股骨头坏死早期积极进行保头治疗，防止股骨头塌陷，延后髋关节置换的时间，甚至避免髋关节置换，一直是骨科医师关注的重点。ARCO 0期：组织学检查为骨坏死，其余检查结果无异常；ARCO Ⅰ期：股骨头核磁共振或股骨头骨扫描结果为阳性；ARCOⅡ期：除骨扫描、MRⅠ、CT的异常外，X线片可见股骨头斑驳样硬化、囊变或者骨质疏松改变，但无股骨头塌陷；ARCO Ⅲ期：在X线片和CT上可见坏死部位或者软骨下骨折、塌陷，但无关节炎改变；ARCO Ⅳ期：X线片提示髋关节骨关节炎改变，包括股骨头形态改变、髋臼囊变、骨质硬化、关节间隙变窄及骨赘等。在Ⅰ期至Ⅲ期中，又根据股骨头受累范围：股骨头受累＜15%，股骨头受累15% ～ 30%，股骨头受累＞30%，细分为A、B、C三期。同时也强调了病灶部位及塌陷程度对预后的影响，对临床治疗方案的选择，有较强的指导意义。目前临床上保头治疗的措施包括：髓芯减压，联合或不联合植入有生物活性并有一定结构和力学支撑作用的物体，植入物包括自体髂骨、自体腓骨，同种异体颗粒骨、腓骨、钽棒等。上述保髋方案主要针对股骨头坏死未出现塌陷或轻微塌陷ARCOⅠ期至Ⅲa期的患者。

本文回顾性分析47例（59髋）接受股骨头钻孔减压、清除股骨头内死骨，并经减压通道行自体松质骨、混合同种异体颗粒骨打压植骨结合同种异体腓骨条骨植入治疗股骨头坏死患者资料，探讨其对处于ARCO Ⅱa期至Ⅲa期的中青年股骨头坏死患者的短期临床疗效，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：①临床表现为髋关节疼痛，经X线、MRⅠ等影像学证实为股骨头坏死，国际骨循环研究协会（Association Research Circulation Osseous, ARCO）分期为Ⅱa期、Ⅱb期、Ⅱc期及Ⅲa期；②参考《成人股骨头坏死诊断及治疗的专家共识（2012版）》[1]；③年龄≤55岁；④充分知情，接受本治疗方案的患者。排除标准：①合并髋部其他疾病，如髋关节发育不良、盂唇损伤、肿瘤、感染等；②BMⅠ＞28 kg/m2；③因基础疾病需长期药物治疗；④不能耐受外科手术。

1.2 一般资料

2018年1月至2020年12月，四川省骨科医院共收治47例（59髋）诊断为股骨头坏死的患者。其中，男39例，女8例；年龄29 ～ 51岁，平均37.2岁。所有患者均有患侧髋部疼痛不适，从出现髋关节疼痛到接受治疗时间3周 ～ 6个月。46髋为酒精性股骨头坏死（酒精组），13髋为激素性股骨头坏死（激素组），其中12例为双侧ONFH。按照ARCO分期，ARCO Ⅱa期16髋，ARCO Ⅱb期21髋，ARCO Ⅱc期13髋，ARCO Ⅲa期9髋。术前均拍骨盆前后位及双髋蛙式位X线片，行MRⅠ检查，确定坏死部位、面积及塌陷程度。

1.3 手术方法

全麻下，常规消毒、铺巾，经皮于股骨大转子外侧向股骨头坏死中心区域钻入导引针，透视确认导引针尖端位于股骨头坏死中心，且距离关节面约5 mm。于导引针入针点处行长约2 cm切口，逐层进入皮下、深筋膜至股骨大转子外侧，测量导引针长度，直径11 mm空心钻沿导引针钻开隧道至进入股骨大转子处（勿进入坏死地带），退出空心钻，取出钻头螺纹处健康股骨大转子骨质备用，并用刮匙取股骨大转子处适量松质骨备用（以不影响腓骨条稳定性为度），同时留存此时从隧道中流出的正常血液备用。直径11 mm空心钻沿导引针再次开隧道至测量深度，丝锥攻丝通过硬化带至测定的深度，完成隧道。刮匙破坏攻丝形成的螺纹，力求新鲜化硬化带，刮出股骨头内坏死骨组织，如坏死面积较大，则使用特质的扇形铰刀进一步清除隧道以外坏死部分。最后反复冲洗隧道，将同种异体骨（山西奥瑞生物材料有限公司）制备成边长约3 mm立方形骨小块与自体松质骨及备用的血液混合，植入股骨头坏死区域，并用顶棒将植骨打压紧密。测量剩余隧道长度，植入对应长度、直径12 mm（预制）深冻同种异体腓骨条（-70°冰箱保存，山西奥瑞生物材料有限公司），用顶棒打压骨条直至与股骨头内植骨紧密结合，同时确保腓骨进入隧道时维持一定阻力。透视确定植入骨位于股骨头负重面下方5 mm左右，术毕，逐层缝合切口。

1.4 评价指标

（1）门诊影像学评估：于术后1、2、3、6、12、18、24个月门诊复查。通过双髋前后位及双髋蛙式位X线片，观察股骨头形态及骨整合情况。与术后即刻X线片比较，末次随访X线片表现为：①腓骨条与宿主骨之间结合紧密，无新增透亮线。②腓骨条与宿主骨界限模糊，无明确分界线，腓骨条在隧道内无移位。③植入自体骨及异体颗粒骨在X线片上表现为与宿主骨对比呈等密度影显示，两者之间无透亮线。满足以上条件，定义为骨整合良好[2-3]。

（2）记录术前和末次随访的髋关节Harris评分。若股骨头塌陷，则考虑为随访结束，之前的Harris评分作为随访的得分。

1.5 统计学方法

采用SPSS 26.0软件进行统计学分析。计量资料用均值±标准差表示，符合正态分布的使用t检验比较，不符合正态分布和/或方差齐性，则采用Wilcoxon秩和检验；计数资料采用卡方检验或Fisher确切概率法比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

本组47例（59髋）随访24 ～ 36个月，平均随访30个月。末次影像学随访显示：植骨顶点处在双髋正侧位及蛙式位均位于股骨头坏死区域中心，颗粒植骨区域与腓骨条顶端结合紧密，颗粒植骨、腓骨条和宿主骨之间骨整合良好，均未见透亮带出现。无髋部骨折及腓骨脱出发生，接受该手术的47例患者，均感患髋疼痛明显缓解。术后所有患者疼痛明显缓解，部分患者疼痛消失（其中Ⅱa期14髋，Ⅱb期13髋，Ⅱc期4髋）。其中6例9髋病情进展股骨头发生塌陷，4例7髋进行全髋关节置换，2例虽塌陷，但因患者疼痛轻微，仅予对症处理。6例（9髋）股骨头塌陷患者中，Ⅱb期1髋，Ⅱc期3髋，Ⅲa期5髋。按病因分，塌陷病例中，酒精性坏死6例（塌陷率为13%），激素性坏死3例（塌陷率为23.1%）。

两组末次随访时Harris评分与术前比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。末次随访时酒精组Harris评分高于激素组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 酒精性股骨头坏死与激素性股骨头坏死疗效对比

本研究对股骨头坏死采用ARCO分期。术前各分期之间Harris评分，除Ⅱa期患者外，其他分期间差异无统计学意义（P＞0.05）。对比各分期患者组间术后Harris评分，Ⅱa期患者与Ⅱb期患者差异无统计学意义（P=0.289），但与Ⅱc及其以后分期患者之间差异有统计学意义（P＜0.05）。对比处于不同分期的股骨头坏死患者术后功能优良率，Ⅱa和Ⅱb期患者优良率为78.4%，Ⅱc和Ⅲa期患者的优良率为50%，两者比较差异具有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 不同分期的股骨头坏死Harris评分对比（n=59）

典型病例：患者，男，40岁，酒精性股骨头坏死，行双侧股骨头坏死钻孔减压，自体骨结合同种异体骨打压植骨、腓骨条植入术（见图1）。

图1 A、B. 术前双髋MRⅠ；C、D. 术前双髋正位、蛙式位片，显示双侧股骨头坏死，左侧ARCOⅡc期，右侧ARCOⅡb期；E、F. 术后半年X片，双侧股骨头形态正常，左侧可见明显囊变区域；G、H. 术后1年，右侧股骨头可见囊变，但股骨头形态正常；左股骨头轻微塌陷，患者仅有轻微不适；Ⅰ、J. 术后两年半，右股骨头形态正常，左股骨头轻微塌陷，与术后1年无明显改变，患者症状无进展，双侧植骨区域骨整合良好

3 讨论

全髋关节置换术可较好缓解股骨头坏死患者的疼痛，改善髋关节功能。人工髋关节置换术在缓解疼痛、重建功能方面表现优异，近期、中期疗效好。但其较大的手术创伤，可能发生的感染、假体周围骨折、无菌性松动等并发症，仍是不容忽视的问题[4]。鉴于上述原因，延缓股骨头坏死进展，避免全髋关节置换成为治疗早期股骨头坏死的目的[5]，这点对于中青年患者更为重要。文献报道短、中期保头治疗成功率60% ～ 80%[6]。就减压通道而言，更大直径的骨隧道，可以提供更多的操作空间来清除死骨；同时这种更大直径的骨隧道，可以获得更显著的髓芯减压，使股骨头内微循环得以重新建立。而减压和清除死骨是骨修复的生理基础[7]。但有研究报道，大通道在取得更好的减压和更利于清除死骨的同时也带来了更大的塌陷风险。一方面是获得骨修复所必需的生理基础，另一方面是随之而来的股骨头内支撑力减弱的矛盾，因此需要植骨或者植入钽块以防止股骨头负重区的塌陷[8-9]。大量研究结果显示，植入骨块后，加强了股骨头的机械支撑力，对预防股骨头塌陷起到了重要作用。这类方式在减压、清理死骨的同时进行植骨或者植入生长因子，阻断坏死，减轻股骨头内高压，促进局部成骨并提供力学支撑和股骨头软骨下修复支架，防止股骨头塌陷。

基于上述研究，笔者设计了大直径减压通道结合自体松质骨+同种异体骨打压植骨，植入同种异体腓骨条的方式来治疗ARCOⅡa-Ⅲa期的股骨头坏死患者。该手术方式具有以下特点：①接近12 mm大孔径的减压通道，减压更彻底，缓解疼痛明显。特制的扇形铰刀，可以进一步清除减压隧道以外的股骨头坏死区域，清除坏死组织更彻底。同时利用攻丝，进一步破坏硬化带，为植入的同种异体骨提供更多的血供，创造血管化条件。②植入物选择同种异体冷冻干燥颗粒骨及腓骨条。同时利用减压通道，取股骨大粗隆部松质骨，获得更多的植骨材料，并从自体松质骨中获得一定数量的骨髓间充质干细胞，与同种异体颗粒骨混合，为骨髓间充质干细胞提供良好的骨传导和骨诱导环境。本治疗方案采用的同种异体冷冻干燥骨其弹性模量与宿主骨相似，因此可以充分发挥其支撑作用，降低股骨头塌陷风险[10-11]；另外，由于同种异体冷冻干燥骨保留了骨诱导和骨传导作用，使得植入骨与宿主骨获得良好的相容性，从而能够有效促进股骨头内病灶的再血管化，进而推动骨组织的修复[12-13]。有研究表明，颗粒骨在植入早期具有强大的骨诱导活性[14]。颗粒骨选用以松质骨为主，带有少量皮质骨，不仅提高局部生物活性，松质骨的结构还能作为生物支架，为骨髓间充质干细胞转化为成骨细胞提供有力条件，促进成骨。同时，自体松质骨内含有丰富的骨髓基质干细胞，能发挥良好的骨诱导、骨生成和骨传导特性，促进病灶区域的骨质修复[15-17]。而皮质骨及同种异体腓骨条提高对股骨头支撑力度，使骨缺损在宿主骨体内稳定的环境下得以更快的修复，重建股骨头内力学结构，恢复生物力学强度，降低股骨头塌陷风险。③同种异体腓骨条直径12 mm，在进入接近直径12 mm的减压通道时，保持了一定阻力，保证腓骨条的初始稳定性，不发生腓骨脱出，有利于骨长入，同时提供股骨头软骨下骨的力学支撑。

研究显示，大通道髓芯钻孔减压的同时，需要植骨并打压夯实而恢复软骨下骨的结构支撑，或者植入钽块以有效防止股骨头负重区的塌陷[9,17]。骨髓间充质干细胞除具有多相分化潜能外，还具备高度自我更新能力和高度的可塑性，在适当的条件和相应的诱导因子的作用下，可分化为成骨细胞、血管内皮细胞等。同时骨髓间充质干细胞还具有低免疫原性的优点。这些良好的生物学特性，是促进新骨形成及骨修复的有利条件[18-21]。分化出的成骨细胞能促进骨小梁的恢复[22]。此外，促进血管壁分泌生长因子，也是骨髓间充质干细胞能为骨修复提供的又一有利条件[23-26]。但孤立的骨髓间充质干细胞必须依赖支架作为生长载体，生物支架提供细胞增殖分化的场所，引导组织再生[27]。同种异体骨与宿主骨在微观结构、生物成分、弹性模量等方面极为相似，组织相容性优良，骨髓细胞容易黏附在这种优良的载体上，获得良好的增殖空间[28-29]。因此，本组患者治疗方式紧紧围绕上述减压、支撑、促进修复三个关键点进行：经大通道减压、清除坏死骨组织后，将含有骨髓间充质干细胞自体松质骨及同种异体颗粒骨、腓骨条植入股骨头软骨下，并夯实，保证植骨顶端位于骨坏死中央区。本组患者植入物包括同种异体骨和自体松质骨，目的是在植入物的骨结构基础上，利用其内部富含的生物活性成分，由此在良好的生物支架下辅助下，充分发挥骨诱导、骨传导及支撑作用，提供稳定的内部结构，为骨修复创造有利条件。

对术后出现股骨头塌陷的患者进行影像学分析，坏死面积大、坏死区域位于股骨头外侧者更容易出现塌陷。笔者认为，尤其对于ARCOⅡb期及其之后分期的患者，物理支撑尤为重要。而有效发挥其支撑作用，需做到两点：①正确的位置，腓骨条在股骨头内的位置是植骨能否能起到支撑作用的关键。而早期股骨头坏死区域基本在股骨头前外上方。因此，植入物顶端应位于股骨头前外上方并尽量位于股骨头坏死区域中央。股骨头下坏死骨质清除过多会增加塌陷风险，故植入物顶端到软骨下骨距离不应小于5 mm。②适当的支撑面积，腓骨直径12 mm，相对于钽棒直径更大，可以对股骨头提供有效的支撑力，同时避免因减压通道直径过大导致股骨颈骨折。

另外，激素性坏死出现塌陷的比例为23.1%，而酒精性坏死出现塌陷的比例为13%。考虑酒精性坏死患者多可以通过术前宣教达到戒酒目的，从而去除导致坏死的诱因。而激素性坏死患者多因基础疾病不能脱离激素治疗，导致股骨头坏死的诱因一直存在，这可能是激素性坏死患者疗效欠佳的原因。这提示我们，临床医生在评估是否进行保头治疗、预判疗效时，需要充分考虑导致坏死的诱因以及在后续治疗中，诱因是否持续存在。由此，笔者认为对拟进行钻孔、植骨的患者，合理的筛选是手术取得成功的前提。股骨头坏死的病因应作为选择治疗方案及判断预后的重要考虑因素。术后股骨头塌陷的患者从分期上看，多数分布在Ⅱc期、Ⅲa期，Ⅲa期更多。此前，Plakseychuk等[30]学者对在美国匹兹堡大学医学中心接受了游离带血管腓骨移植术200例（220髋）股骨头坏死的患者进行了至少3年（平均5年）的随访，结果显示，与股骨头形态完好的患者比较，术前股骨头塌陷的患者在后期有更高的失败率及全髋关节置换率。Steinberg等[31]认为，“新月征”是股骨头软骨下骨塌陷标志，该类患者行FVFG术后失败风险更高。因此，与“股骨头塌陷”相比，“新月征”可能是提示FVFG术后预后不良更敏感的影像学标志。本组病例Ⅲa期患者术后塌陷率高，与Plakseychuk、Steinberg等[30-31]的结论一致，进一步证实了因AVN行FVFG手术的患者适应证选择的重要性。另一方面从术后Harris评分的组间对比来看，Ⅱa期、Ⅱb期患者与Ⅱc、Ⅲa期相比，差异具有统计学意义（P＜0.05），亦进一步说明病变程度与术后患者功能恢复好坏相关。由此可见，保髋手术疗效与手术时股骨头坏死的病程阶段密切相关。总体上看，在更早的分期进行保髋手术，疗效越好，患者获益越多。

综上，对于早期股骨头坏死患者，采用大直径通道减压、清除死骨，同时植入自体松质骨与同种异体颗粒骨混合物，最后植入同种异体腓骨条加强支撑，可延缓病情进展，改善髋关节功能，早期疗效好，对于年轻股骨头坏死、分期较早的患者是一种较好的治疗方法。但本研究也存在局限性：样本量较少且平均随访时间为30个月，尽管得到较好的早期随访结果，但还需要进一步延长随访时间来观察本项技术的中远期疗效；本研究属于回顾性病例观察性研究，无对照组，后期将设置前瞻性病例对照研究来进一步客观探索本技术的临床效果。