骨關節顯微骨病(骨一)

髖關節及顯微修復科(骨一科)在全國著名專家趙德偉教授的直接領導下,針對各期骨壞死病變特點開展了基礎與臨床研究,原創性提出股骨頭自體修復與再造的系列關鍵技術與術式。在保留壞死股骨頭正常骨結構基礎上,重建了股骨頭血運,提供足夠的力學支撐,恢復了股骨頭外形。針對早期骨壞死,率先采用骨髓基質干細胞植入技術進行結構重建,并應用導航技術精確清除病灶,將增殖的骨髓基質干細胞植入骨缺損區,重建骨結構,治療成功率大幅提高;對于中期骨壞死,原創性提出應用大轉子骨瓣轉移術重建壞死股骨頭結構的術式,與傳統術式比較,可靈活應用于骨壞死不同區域的重建,且有損傷小和簡便易行等優點;首次采用帶血運骨瓣聯合鉭金屬棒植入治療晚期骨壞死,創新性應用帶血運骨移植來重建股骨頭表面的骨缺損,利用鉭金屬棒良好的生物特性對骨瓣進一步支撐來恢復股骨頭的輪廓及力學性能,減緩或避免了病變的進一步發展,解決了缺血和重建后股骨頭因力學強度下降而易塌陷的難題。同時,骨一科擁有大量高難髖關節置換手術的經驗,并獨具特色,采用小切口結合導航技術,有切口小、出血少、損傷小、恢復快、關節假體位置安放準確、術后功能好、并發癥少等特點。

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一、髓芯減壓術是針對壞死體積大(>30%)且無癥狀的股骨頭壞死,即使無癥狀,但壞死位于負重區的股骨頭壞死,應該行髓芯減壓術或非手術治療手段聯合應用;ARCOⅠ期有癥狀或壞死體積>15%者,ARCOⅡA期病例,采用髓芯減壓術。我科術前應用數字減影技術評估股骨頭內血運情況,發生靜脈瘀滯采用髓芯減壓,而動脈缺血則選擇帶血運骨移植,做到有針對性的治療,提高手術成功率。

二、帶血運骨瓣移植是治療骨壞死的常用方法,其中應用旋股外側血管橫支、臀中肌支等系列方法在《現代骨科手術學》一書中被譽為“趙德偉法”,該方法主要是針對ARCO ⅡB、C期患者,在ARCO ⅢA、ⅢB期,亦可采用各種帶血運自體骨移植術。在塌陷早期,也可以利用多孔鉭金屬的支撐及骨長入特點,應用帶血運骨瓣聯合多孔鉭金屬移植治療該期病例。ARCO ⅢC、Ⅳ期的股骨頭壞死病例中,如果癥狀輕、年齡小,可選擇保留關節手術,可采用帶血管自體骨骨移植(如帶血管蒂大轉子骨瓣聯合髂骨移植等)對股骨頭進行重建。

三、人工關節置換術 

股骨頭一旦塌陷較重(ARCO ⅢC期、Ⅳ期),出現關節功能嚴重喪失或疼痛較重,應選擇人工關節置換術。一般認為,非骨水泥型或混合型假體的中、長期療效優于骨水泥型假體。股骨頭壞死的人工關節置換術有別于其他疾病的關節置換術,要注意一些相關問題:(1)患者長期應用皮質類固醇,或有基礎病需繼續治療,感染率升高;(2)長期不負重、骨質疏松等原因易導致假體穿入髖臼、骨折;(3)曾行保留股骨頭手術,會帶來各種技術困難;(4)激素性骨壞死、酒精性骨壞死不僅僅是股骨頭的病變,其周圍即全身骨質也已受損。所以,激素性、酒精性骨壞死行人工關節置換術的長期效果,可能不如骨關節炎或創傷性骨壞死。

我科目前有三千余例關節置換經驗,在控制關節感染及關節脫位等并發癥方面均低于國際水平,采用入路是前外側微創小切口,切口平均長度10cm,具有創傷小,出血少,功能恢復快的特點。針對患者病情采取單側置換或雙側同時置換。

四、髖關節翻修術

用于人工髖關節初次置換術后因為感染、假體位置不良、關節不穩、磨損、假體松動、移位或斷裂等并發癥時,需要將原假體取出,經過/不經骨水泥曠置術后進行假體再置換;可有效控制感染,并有效解決因假體問題導致的關節疼痛、功能障礙和畸形等問題。翻修術是較初次手術更為復雜,手術難度更高的手術。我科在應用生物型和骨水泥型假體完成翻修手術方面積累了豐富的經驗。

五、髖臼發育不良伴股骨頭高度脫位

發育性髖關節發育不良和髖關節脫位在我國是髖關節最常見的病變之一,前者可以因為髖關節發育畸形較輕,無臨床癥狀而在嬰幼兒期被忽略,一般在中年后出現疼痛,早期時可行截骨治療,后期嚴重時一般選擇關節置換;而后者在幼兒期即發生步態異常,不易被家長忽略,但是由于各種原因治療不及時、治療效果不佳或未曾治療而拖延至成年。出現脫位的病人髖關節非常不穩定,嚴重影響生活質量,關節置換可有效解決該問題,但手術難度大,必要時需行截骨等手段完成手術。我院已完成多次該類手術,具有豐富臨床經驗。

六、股骨頸骨折

傳統的對于股骨頭骨內動脈血管分布的研究方法是通過改良血管透明技術來實現的。研究方法有技術方法方面的缺陷:①破壞股骨頭血管的完整性。為了對灌注過造影劑的股骨頭進行清晰的X線攝影,首先需要對其進行徹底的脫鈣,因此需要先對股骨頭進行分割(切片)然后再進入脫鈣環節,脫鈣良好(徹底)后才便于進行清晰的X線攝影。②不論如何擺放或者重疊放置股骨頭的切片,X線攝影獲得的影像始終是二維影像,不便于三維觀察、測量和呈現。③制作過程耗時,操作繁瑣。

本課題組運用血管灌注、Micro-CT血管三維重建技術構建了一個直觀的、可視的股骨頭頸的動脈血管分布及三維構筑圖,首次完整地呈現股骨頭骨內正常動脈血運。顯示了股骨頭頸部關節血管網和囊外動脈環相互溝通,形成囊外、囊內、股骨頭內動脈吻合。上支持帶骺動脈、下支持帶骺動脈、前支持帶骺動脈和圓韌帶動脈通過形成動脈網狀吻合相互交通,這樣的血管網狀結構,對于及時正確的治療股骨頸骨折有重要意義。網狀的血管結構,讓各組血管能相互溝通,若某組支持帶動脈缺血可以通過代償供血。血管的網狀結構將四組供血動脈整合為一個整體動脈供血系統為整個股骨頭供血,四組血管都具有重要意義。與經典文獻中提到的四組血管對股骨頭分區供血不同,這是本研究主要的創新之處。針對髖部骨折的內固定治療,提出在手術治療中對股骨頭內網狀供血系統損傷最小化的理念,在足夠的力學固定強度前提下,盡可能減少股骨頭內血供的損傷,預防創傷性股骨頭壞死的發生。

股骨頸骨折存在問題:傳統AO空芯釘內固定方法骨折不愈合及股骨頭壞死發生幾率很高,已成為全世界骨科醫生的共識,但不知道問題所在及解決方法。

我們通過對股骨頭內的血運研究發現了原因,找到了解決方法。提出全新的治療方法。世界首次發現上、下、前支持帶動脈構成股骨頭骺基底部動脈網(骺網)。世界首次完整地呈現股骨頭骨內正常動脈血運的三維模式。

  • 典型病例

1、一枚空芯釘固定 女 32歲右股骨頸骨折

青壯年股骨頸骨折,空芯釘不過骺板內固定,不破壞骺網。避免早期負重12-24周,待骨痂形成,骨折線模糊后開始逐漸功能鍛煉。

2、一枚鉭釘固定 女  51歲  右股骨頸骨折

3、 一枚空芯釘固定+血管吻合 男22歲

4、兩枚空芯釘固定+骨瓣移植 男,35歲,右側股骨頸骨折

七、股骨頭缺血性壞死的治療

含義:股骨頭缺血性壞死(ONFH)是一種常見的骨科疾病,其特點是好發于青壯年,病理過程復雜,治療困難,致殘率高。大連大學附屬中山醫院骨一科為骨關節顯微骨病科,主要從事髖關節疾病的診斷和治療。在學科帶頭人趙德偉院長的帶領下,對股骨頭壞死的保髖治療及股骨頸骨折血運的研究達到世界領先水平。發表骨壞死顯微手術治療相關SCI收錄論文50篇,專著12部,中文核心期刊160篇。

由趙德偉教授牽頭,分別在2012年和2016年先后制訂了《成人股骨頭壞死診療標準專家共識》和《成人股骨頭壞死循證臨床診療指南》,對股骨頭壞死的治療進行了規范。

治療方案的選擇原則:

股骨頭壞死治療方案的選擇應綜合考慮分型(ARCO分型)、分期、壞死體積、關節功能及患者年齡、職業及對保存關節治療的依從性等因素。

ARCO 0期:如果一側確診,對側應高度懷疑,宜行雙側MR檢查,建議每3-6個月隨訪一次。

ARCO I期:病人有髖部癥狀,X線片正常,但核磁共振出現異常。

治療:在給予藥物治療的同時,可以行股骨頭壞死鉆孔減壓術或聯合干細胞移植術??煞譃榧氠樸@孔減壓術和粗通道髓芯減壓術。其區別主要在于減壓通道的直徑,細針鉆孔減壓術的孔道直徑為 3、3.5 或 4 mm,粗通道髓芯減壓術為 6 mm 以上。

病例一:

對干細胞移植,我們采用在體外擴增回植技術,充分利用機化的血腫為基床,可使缺損局部干細胞數量提升114倍

ARCO II期:病人有髖部癥狀,MRI出現異常,X線片顯示股骨頭出現透光和硬化改變。IIa、b治療指南建議采用髓芯減壓術,IIc期可采用帶血運的骨移植術。為保證治療效果,手術前后行血管造影,評估血管條件,提高手術成功率。

病例一:

ARCO III期:X線片顯示股骨頭塌陷變扁,此期的治療指南建議采用帶血運骨瓣移植聯合鉭棒植入。

病例一:

ARCO IV期:也就是所謂的晚期,股骨頭塌陷、變形,出現關節炎改變。 對青壯年患者指南建議可行股骨頭再造術,恢復股骨頭形態,延長關節置換手術時間。

病例一:

病例二:

對于ARCO IIc、III期、IV期有劇烈疼痛的老年患者(年齡≥55周歲)可選擇人工全髖關節置換術。

八、3D打印鉭金屬髖臼蓋治療發育性髖關節發育不良

發育性髖關節發育不良(DDH)是髖關節外科的常見病,由于發育異常,髖臼發育延遲或停滯,導致髖臼與股骨頭接觸面積減少,繼而受力面積減小,出現應力集中,最終形成骨關節炎。(圖1)

傳統治療治療方法主要分為三大類。第一類為截骨術,包括Chiari骨盆內移截骨術、Staheli髖臼擴大手術、Ganz髖臼周圍截骨術、髖臼旋轉截骨術等,原理為通過旋轉髖臼,增加髖臼對股骨頭的覆蓋。此類手術的共同特點是手術創傷大、風險高,髖臼旋轉角度不易控制,術后需長時間臥床,易出現臥床并發癥,臥床期間生活不能自理、生活質量低,手術難度高,學習曲線長。(圖2)

第二類為取自體髂骨髖臼加蓋術,原理為取自體髂骨置于髖臼頂,補充髖臼缺損部分,增加對股骨頭的覆蓋。此類手術的特點是取骨區術后易出現血腫、疼痛、感染等并發癥,同時髂骨形態無法與股骨頭較好的匹配,應力分布不均時易出現螺釘松動或髂骨被吸收,導致手術失敗,術后早期需扶拐部分負重。(圖3)

第三類手術為人工關節置換術,將已損壞的關節更換為人工假體關節。此類手術適用于60歲以上伴有嚴重骨性關節炎的患者,年輕患者如行關節置換將面臨二次翻修的問題。(圖4)

那么,對于年輕的DDH患者,能否有一種簡單有效、對患者創傷小、恢復快、費用低的治療方案呢?我院髖關節外科趙德偉院長帶領的團隊設計了3D打印鉭金屬髖臼蓋,針對每個DDH患者進行量身定做,無需截骨、無需取自體骨,手術方法簡單、安全有效。

3D打印鉭金屬髖臼蓋設計理念及方法

原理:利用計算機模擬與3D打印技術制作的多孔鉭金屬髖臼蓋模塊可以精準的填補髖臼缺損部分,最大程度的增加髖臼對股骨頭的包容,有效地增加兩者之間的接觸面積。從而延緩或終止髖關節骨性關節炎的進展。

具體步驟:

1、計算機軟件精準處理得到需要填補的髖臼蓋模型;

2、對其進行多孔化及優化處理;

3、有限元分析,確保修復后髖關節的應力分布均勻;

4、將設計的髖臼蓋三維模型以鈦金屬為原料快速成型打印出多孔鈦金屬模塊;

5、體外模擬手術,確認模型的匹配度及準確性;

6、行噴砂、高溫處理、鉭金屬噴涂、超聲波清洗、環氧乙烷消毒;

7、應用于臨床。

優點:

1、計算機精準設計,使填補的髖臼蓋與股骨頭的匹配度達到最佳,甚至優于髖臼旋轉截骨的匹配度;

2、多孔結構設計及鉭金屬涂層有利于骨長入到填補的模塊中,使其遠期也能夠具有較好的穩定性;多孔結構也有利于臀中肌長入,有利于臀中肌力量早期恢復。

3、手術操作簡單,無需截骨、取髂骨,減少對患者的損傷,術后可以早期下床活動,避免臥床并發癥。

典型病例一:

1、病例資料:33歲女性,主訴:右髖關節疼痛伴活動受限半年。查體:右側腹股溝中點下2cm處壓痛陽性,右髖關節活動度:屈曲90°;外旋20°;內旋0°。4字試驗陽性,內旋擠壓試驗陽性。診斷:右側發育性髖關節發育不良

2、術前X線提示右側發育性髖關節發育不良,如下圖。

3、術前CT可見左側髖臼對股骨頭覆蓋不足,以前外側為主,髖臼側可見囊性改變,關節間隙略變窄,如下圖。

4、應用計算機軟件設計、個體化3D打印的鉭金屬髖臼蓋,如下圖。

5、術后CT可見髖臼缺損部被鉭金屬髖臼蓋填充,填充的髖臼蓋與自身骨質非常匹配,無縫隙,同時股骨頭被充分覆蓋?;颊咝g后2天便可下床活動,髖關節疼痛消失。

典型病例二:

1、病例資料:45歲女性,主訴:雙髖關節疼痛伴活動受限4年,加重1個月。查體:雙側腹股溝中點下1.5cm處壓痛陽性,雙髖關節活動度:屈曲70°;外旋10°;內旋0°。4字試驗陽性,內旋擠壓試驗陽性。診斷:雙側發育性髖關節發育不良。

2、術前CT可見雙側髖臼對股骨頭的覆蓋不足,關節間隙變窄,出現骨性關節炎,如下圖。

3、術后CT見髖臼缺損部分被3D打印鉭金屬髖臼蓋覆蓋,髖臼蓋與髖臼、股骨頭匹配度極佳。術后早期便可下床活動,疼痛消失。

更新時間:2017-07-31





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