人工髋关节置换并发假体周围骨折的临床分析

【摘要】  分析人工髋关节置换术中、术后发生假体周围骨折的原因，探讨其预防措施和治疗方法。［方法］自1995年7月～2006年8月，共640例人工髋关节置换术患者，其中18例发生假体周围骨折，术中骨折11例（股骨距骨折7例，假体柄下端骨折4例），术后骨折7例（假体柄下端、远端骨折），男12例，女6例，年龄51～79岁，平均68岁，按照髋关节假体置换术后骨折的AAOS分型：Ⅰ型1例，Ⅱ型4例，Ⅲ型4例，Ⅳa型4例，Ⅳb型2例，V型1例，Ⅵ型2例，其中术中假体周围骨折11例有10例予立即内固定，1例（Ⅱ型）股骨距劈裂骨折无明显移位未做内固定，仅延迟下地负重时间；术后假体周围骨折7例有4例在两周内行手术内固定，2例合并假体松动而采用全髋关节翻修术，1例（Ⅵ型）假体远端骨折因身体原因无法手术而采取保守治疗予以骨牵引4周后改石膏外固定。［结果］术后平均随访时间15.2个月（6～38个月），15例患者骨折均达到骨性愈合，2例发生骨折延迟愈合，保守治疗的1例患者术后6个月拍X线片示骨折畸形愈合，术后8个月因内科疾病死亡。Harris评分平均80分（67～92分）。［结论］ 术中暴力、股骨髓腔发育异常、假体型号过大、骨质疏松是术中假体周围骨折发生的主要原因，骨溶解、假体松动、骨质疏松加外伤是术后发生假体周围骨折的主要原因，根据不同分型采用不同的治疗方法以促进骨折愈合，稳定假体，减少卧床时间和并发症（尤其对高龄患者更为重要），尽早恢复功能。

【关键词】  髋关节置换术 并发症 骨折

    Clinical analysis of periprothetic femoral fracture with hip arthroplasty∥MA Jianbing,LIU Miao,YAO Jianfeng.Department of  Orthopaedics，Xi’an Red Cross Hospital,Xi’an 710054,China

    Abstract：［Objective］To analyze the causes of perioperative periprothetic  fracture  with hip arthroplasty  and discuss the prevention and treatment of the fracture.［Method］18 of 640 THR cases occurred femoral fracture from July 1995 to August 2006,11 with intraoperative fracture and 7 with postoperative fracture,12 were and 6 female,the mean age  68 years(range:51 to 79 years).According to AAOS’standard,18 cases were divided into 6 types:1 of I type，6 of II type，4 of III type，4 of IVa type，2 of IVb type，1 of V type and 2 of VI type.10 of 11 cases of intraoprative fracture were operated immediately with internal fixation,and one of II type was treated with conservative method .4 of 7 cases of postoperative fracture were operated with open reduction and internal fixation in two weeks，2 cases with loosen stem were operated by revision hip，and one of V type was treated with conservative method because of other disease.［Result］The mean followed up perioid were 15.2 months(rang:6 to 42 months),15 fractures united，2 delayed united and 1 dead after 8 months postoperatively.The average scores were 80 according to Harris’standard  (range:67 to 92).［Conclusion］Violence、abnormal of femur cannal、osteoprosis and bigger prothesis are the main causes of intraoperatively peri-prothetic  femur fracture after THA,and loosening、  osteoperosis and outside injury are the main causes of postoperatively periprothetic  femoral fracture,different treatment should be used according to the  different types.

    Key words：hip orthroplasty;  complication;  fracture

    随着人工髋关节置换手术开展的越来越多，临床上发生假体周围骨折的患者的数量也越来越多，多数由于术中暴力等手术操作不规范或骨质疏松、骨溶解所导致，由于髋关节置换的多为高龄患者，治疗不当长期卧床给患者带来极大的痛苦，甚至于死亡，治疗较为棘手。作者总结了自1995年7月～2006年8月总共640例人工髋关节置换患者，对其中发生假体周围骨折的18例患者进行了随访，对其发生的原因、治疗和预防进行分析研究。

    1   一般资料

    本院自1995年7月～2006年8月总共640例人工髋关节置换术患者，其中有18例发生假体周围骨折（初次置换12例，翻修术6例）：术中骨折11例（61%）包括股骨距劈裂骨折7例，假体柄下端股骨螺旋骨折3例，假体柄远端穿出股骨皮质1例，术后骨折7例（39%）包括假体柄下端、远端骨折，骨折时间平均为术后6.8个月（2～42个月）。原发疾病为：股骨颈骨折10例，股骨头坏死5例，先天性髋关节发育不良2例，强直性脊柱炎1例。采用全生物固定假体6例，全骨水泥型固定假体9例，杂交型（水泥柄生物臼）固定3例。男12例，女6例，平均年龄68岁（51～79岁），按照髋关节假体置换术后骨折的AAOS分型Ⅰ型1例，Ⅱ型6例，Ⅲ型4例，Ⅳa型4例，Ⅳb型2例，V型1例，Ⅵ型2例，其中术中假体周围骨折11例有10例予立即内固定，1例（Ⅱ型）股骨距劈裂骨折无明显移位未做内固定，仅延迟下地负重时间；术后假体周围骨折7例有4例立即手术内固定，2例合并假体松动而采用全髋关节翻修术，1例（Ⅵ型）假体远端骨折因身体原因无法手术而采取保守治疗予以骨牵引4周后改石膏外固定。

    2  假体周围骨折的分型

    根据髋关节假体置换术后骨折的AAOS分型［1］：Ⅰ型骨折近端到转子间线；Ⅱ型垂直劈裂骨折，不延伸至小转子以下部分；Ⅲ型垂直或螺旋型劈裂骨折，延伸至小转子以下部分；Ⅳ型骨折位于假体股骨部分的尖部a.螺旋型；b.横断或短斜型。V型为严重粉碎的Ⅲ型或Ⅳ型；Ⅵ型为骨折在假体以外。本组中Ⅰ型1例，Ⅱ型6例，Ⅲ型4例，Ⅳa型4例，Ⅳb型2例，V型1例，Ⅵ型2例。

    3  治疗方法

    3.1  保守治疗

    AAOS分型Ⅱ型1例因术中假体选择较大（德国Link 公司Ribbed HA喷涂生物柄）致股骨距劈裂但无明显移位，未做内固定，推迟下地负重时间1个月，Ⅵ型1例患者为术后2月因摔伤致股骨远端骨折，因经济原因行骨牵引4周后改石膏固定。

    3.2  手术治疗

    3.2.1  髓内固定  改换用长柄假体穿过骨折线以达到髓腔内固定。本组中有1例患者在术后2年8个月发生假体周围骨折（Ⅲ型），骨折前仅有影像学假体松动表现（柄旁明显透亮带出现）而无明显疼痛症状， 翻修选用德国Link公司 SP-Ⅱ加长水泥柄（170 mm）直接固定。

    3.2.2  髓外固定  使用钢板或捆绑带、钢丝结合植骨对股骨进行固定。本组中有14患者采用该方法治疗，Ⅰ型1例，Ⅱ型5例，Ⅲ型3例，Ⅳa型3例，Ⅳb型2例，V型1例，Ⅵ型1例。根据骨折分型不同对Ⅱ型、Ⅲ型骨折采用捆绑带、钢丝加植骨治疗，对于Ⅳa型、Ⅳb型、V型、Ⅵ型采用钢板加钢丝或捆绑带、植骨内固定（图1～3）。

    图1a  术后Ⅳa型骨折  图1b  钢板固定术后  图 2a  术中Ⅳb型骨折  图2b  钢板固定术后  图2c  3个月后骨折愈合  图3a  术后V型粉碎骨折  图3b  立即固定术后  图3c  6个月后骨折愈合

    3.2.3  二者联合应用  本组中有1例患者在术后3年6个月发生假体周围骨折（Ⅳa型），骨折前有股骨粗隆部明显的骨溶解、假体松动的临床和影像学表现，翻修选用台湾联合公司带大粗隆骨水泥柄（长204 mm）加捆绑带固定。

    4  结  果

    术后平均随访时间15.2个月（6～38个月），分组进行总结：

    4.1  保守治疗组未做固定处理1例（Ⅱ型）

    患者术后X线片看不到骨折线，推迟负重1个月，恢复良好，Harris评分90分；另1例石膏固定患者术后6个月拍片示骨折畸形愈合，Harris评分67分（最低），术后8个月因内科疾病死亡。

    4.2  手术组15例患者骨折均达到骨性愈合，2例发生骨折延迟愈合（分别于术后6个月、11个月达到骨性愈合），骨折平均愈合时间为3.9个月， Harris评分平均为82分（69～92分）。

    4.3  翻修组2例中Ⅲ型骨折患者翻修后1月开始负重，3个月骨折处骨性愈合，Harris评分81分；Ⅳa型骨折患者翻修后2月开始负重，4.5个月时骨折处达到骨性愈合，Harris评分79分。

    5  讨  论

    随着人工关节的广泛应用于临床，虽然并发假体周围骨折的机率不高但数量还是在不断增加，据Berry［2］报道股骨侧发生假体周围骨折的机率为0.1%～2.1%， Lewallen和Berry等报道在31年中骨水泥固定的初次全髋置换后股骨侧假体发生假体周围骨折的机率为0.6%；3265例骨水泥固定的全髋翻修术后发生率为2.8%,1132例非骨水泥固定的全髋翻修术后假体周围骨折的发生率为1.5%。根据以上这些数据预计股骨假体周围骨折的发生率约为1%～4%之间。

    5.1  假体周围骨折的分型

    　　假体周围骨折有较多不同的分型，不同的分型都有自己的指导治疗作用，Whittaker等最早在1974年根据骨折部位分为3型：Ⅰ型，发生于转子间的骨折；Ⅱ型，围绕假体周围的斜型或螺旋型的骨折；Ⅲ型，复杂严重的骨折伴有远端骨折块的分离。还有Vancouverfen的ABC分型，Mayo分型，Johansson分型，Mallory分型，Amstutz分型等［3］，作者根据骨折线的位置和类型以及粉碎程度采用髋关节假体置换术后骨折的AAOS分型，较为详细并对于临床治疗有较好的指导意义。

    5.2  发生假体周围骨折的原因分析及预防

    5.2.1  病人因素  全身因素中骨质疏松是最常见的原因，如长期卧床造成废用性骨质疏松，妇女绝经后骨质疏松，类风湿性关节炎，长期服用激素等；局部因素如骨缺损易造成术后骨折，股骨畸形与髓腔锉、假体不匹配打入时造成骨折（本组中有2例，1例为老年女性身材矮小，髓腔较细，1例为先天性髋关节发育不良患者髓腔狭窄）；关节置换术后摔倒等外伤因素。

    5.2.2  医源性因素（总共18例患者中有8例属于此种情况，占44%）  术中显露不充分，判断不清楚盲目操作易致骨折；暴力操作如关节内黏连，强行脱位或安装假体后由于颈过长或截骨太少强行复位造成螺旋骨折（本组中Ⅳa型4例患者有2例为暴力造成术中骨折）；技术因素如扩大髓腔时方向错误导致假体穿出股骨皮质或选择过大的髓腔锉、假体强行打入时导致骨折（本组中Ⅱ型2例，Ⅲ型1例，Ⅳ型1例共有4例属于此种情况），假体柄与髓腔内壁的接触面和假体在髓腔内的占有率发生改变（如假体柄远端不在髓腔中央）导致局部应力改变出现骨反应，假体偏心性受力导致一侧皮质变薄造成术后骨折（本组中Ⅳ型骨折6例有1例发生），翻修时髓腔骨水泥清理不干净致髓腔狭窄导致假体打入时造成骨折，骨质疏松、粗隆部骨溶解强行打出骨水泥固定的假体时造成大粗隆骨折（本组中Ⅰ型1例属于此种情况）。

    5.2.3  其他因素  骨溶解、假体松动使假体柄在髓腔内发生微动，局部骨皮质由于磨损或应力遮挡等作用变薄，成为假体周围骨折发生的潜在原因。

    综合以上原因应重视预防措施，术前仔细测量髓腔大小估计使用假体的型号做好准备，对于髓腔较细特别是矮小女性和先天性髋关节发育不良的患者尤其重视。对于骨质疏松患者在术中脱位、扩髓、打出打入假体、复位时小心操作，切忌暴力。扩大髓腔尽量暴露清楚，沿髓腔中心方向进入，防止假体穿出髓腔并避免扩髓过度造成髓腔皮质变薄，扩髓或打入假体时遇到较大的阻力时勿强行打入，仔细寻找原因，防止造成骨折。对于较严重的骨溶解、骨质疏松患者可以预先捆扎钢丝或捆绑带以增强股骨皮质抗扭转应力。翻修时对于骨水泥固定的假体打出时因水泥与假体结更为牢固，一定要先用薄凿分离骨水泥与骨质的间隙，强力打出假体会造成大粗隆部的骨折甚至带着大粗隆一起打出，本组中有1例骨水泥固定的翻修病例造成大粗隆骨折。

    5.3  假体周围骨折的治疗

    　　如何让骨折尽快愈合、获得假体稳定是治疗需要解决的主要问题。对于大粗隆部的Ⅰ型骨折一般对假体的稳定性影响不大，多发生在术中暴力打出骨水泥假体或骨长入良好的生物假体时，术后极少发生，采用“8”字钢丝捆扎或螺钉固定，局部血供丰富，愈合较为容易，本组中18例有1例（0.6%）发生Ⅰ型骨折，系翻修中打出骨水泥假体柄时造成，以“8”字钢丝捆扎，推迟下地负重2周，效果满意。对于 Ⅱ型骨折无明显移位的可以采用保守治疗，推迟下地负重时间即可。对于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V型有劈裂移位骨折的患者应及时采取适当的内固定如钢丝，捆绑带，螺钉，钢板等，由于髓腔内存在假体，固定有一定的困难，单纯钢丝或捆绑带捆扎是较为简单的方法，是捆绑带比钢丝有更大的接触面积并可控制加压，固定更为牢靠，尤其对于Ⅱ、Ⅲ型假体旁的劈裂骨折螺钉固定较为困难的更为适合，但过多的环行捆扎会影响股骨的血供，可与钢板联合应用。对于Ⅳ、V型假体股骨部分的尖部骨折可以采用捆绑带或钢板固定，有假体部分的螺钉偏心固定一侧或两侧皮质。Dennis等［4］对柄尖端发生的股骨骨折的5种内固定方法进行了生物力学分析，总结出两种组合对抗压力、侧方应力和抗扭力作用明显提高：即钢板+近端单皮质螺钉+远端双皮质螺钉和钢板+近端钢丝单皮质螺钉+远端双皮质螺钉。对于Ⅵ型假体远端骨折一般发生在术后由于骨质疏松加外伤造成，采用钢板固定较为可靠。对于假体稳定的骨折根据不同部位来分别治疗：Ⅱ、Ⅲ型即假体近端到远端的骨折因有假体的髓内固定可以不治疗或有限内固定如钢丝、捆绑带；Ⅳ、V型柄尖端周围的骨折采用内固定或翻修术；Ⅵ型柄远端的骨折采用手术内固定。对于合并假体松动的假体周围骨折应及时进行翻修术，选用长柄的骨水泥假体穿过骨折处起到髓内固定的作用（最好超过远端骨折线两倍髓腔直径），甚至可以不用再固定骨折，本组中有1例Ⅲ型患者采用此方法，效果满意，Harris评分88分，但断端可能会由于水泥渗入骨折线导致骨折延迟愈合。Macdonald等［5］应用长柄生物固定假体治疗14例股骨近端骨折患者，随访9年骨折愈合良好。但作者发现假体松动骨折的患者多数合并骨质疏松，所以很少采用生物固定翻修假体，对于骨溶解区和缺损区一定要植骨，采用自体骨或带BMP的人工骨促进骨折愈合与假体稳定。

    　　总之，术中暴力、股骨髓腔发育异常、假体型号过大、骨质疏松是术中假体周围骨折发生的主要原因，骨溶解、假体松动、骨质疏松加外伤是术后发生假体周围骨折的主要原因，根据不同的分型选择合适的治疗方法，促进骨折尽早愈合和假体稳定，减少卧床时间和并发症（尤其对高龄患者更为重要），提高人工关节术后的生活质量。

【参考文献】
  ［1］ AAOS.Committee on the hip:classification and management of femoral defects in total hip replacement.Exhibit.57th Annual Meeting of the American Academy of Orthpedic Surgeons［R］.New Orleans,LA，1990,8-13.

［2］ Berry DJ.Management of periprosthetic fracture:the hip［J］.J Arthroplasty,2002,17:11-13.

［3］ 庞贵根，张涛.全髋关节置换术后股骨假体周围骨折的分类和治疗进展［J］.中国矫形外科杂志，2006，14(13)：995-997.

［4］ Dennis MG,Simon JA,Kummer FJ,et al.Fixation of periprothetic femoral shaft fracture occurring at the tip of the stem:a biomechanical study of 5 techniques［J］.J Arthroplasty,2000,15:523-528.

［5］ Macdonald SJ,Paprosky WG,Jablonsky WS,et al.Perithetic femoral fracture treated with a longstem cementless component［J］.J Arthroplasty,2001,16:379-383.

作者单位：西安交通大学第一医院骨科，710068