吴程键，孙鹏程，刘培来

(山东大学齐鲁医院，济南250012)

人工全髋关节置换术(THA)大约起源于20世纪40年代，我国大约从60年代以后也逐步开展THA。多年实践证实，THA已经越来越成熟，其对改善髋关节功能及关节疼痛效果满意。然而从THA开始的早期，股骨头假体直径大小是否对THA术后的疗效有影响，一直是骨科医师讨论的话题。随着医疗技术的进步和材料科学的发展，对股骨头假体直径大小与THA术后疗效的相关研究逐渐增多。本文将从股骨头假体直径大小对THA术后关节脱位发生率、关节活动度、假体界面磨损、患者疼痛改善以及关节松动率的影响作一综述。

1 股骨头假体直径与髋关节脱位发生率

使用传统标准大小股骨头假体的THA，术后脱位发生率在0.4% ～5.8%，而翻修患者假体脱位的风险更是高达13.0%，甚至有报道初次THA脱位发生率高达20.0%;而髋关节翻修手术中因脱位翻修者占22.5%［1，2］，其中关节脱位多发生在术后 3个月内［3］。饮酒高BMI、先天性发育性髋臼发育不良、精神疾病、炎性关节炎、高龄(＞80岁)、关节翻修以及选择后外侧手术入路都是引起术后关节脱位的重要因素［2］，而另一重要的因素则是股骨头假体的直径大小［3］。近年来，许多骨科医师对股骨头假体的大小与脱位关系进行了大量有意义的研究。大量文献证实，大直径股骨头假体(直径＞28 mm［4］)能够显著降低THA术后关节脱位的风险，并且直径越大关节脱位发生率越低。Amlie等［5］对2 572例初次分别接受直径为28 mm和32 mm假体的THA患者进行了为期1～8 a的随访，证实32 mm组中仅0.3%的患者出现关节脱位，而28 mm组为3.1%。Howie等［6］在一项 RCT研究中，对患者进行了1 a的随访，结果证实了接受股骨头直径36 mm假体置换者脱位风险显著低于股骨头直径28 mm者。Bystrom等［7］研究发现，直径32 mm股骨头假体的因脱位导致的翻修低于28 mm者。而Bistolfi等［8］比较了接受股骨头直径28 mm(198例)与36 mm(259例)THA的患者的脱位情况，表明大直径假体明显低于小直径假体的脱位。分析其中原因为大直径假体减少了假体与假体、假体与髋部骨质的撞击，并通过影像学得到证实;另外，增加了股骨头假体的跳跃距离，即股骨头假体中心髋臼假体边缘的距离［3，9］。股骨头假体直径越大，假体脱位所要移动的距离越大。因此，在理论上跳跃距离越大，髋关节假体的稳定性越好。

2 股骨头直径与THA术后关节活动度

THA的一个重要目标在于改善和恢复患者髋关节的功能，使患者重新站立及正常行走。大直径的股骨头假体可增加假体间撞击前关节摆动的角度，因而使用大直径假体能够提高术后关节的活动度。Burroughs等［1］进行的一项在髋关节模拟器上的研究报道了在直径32～44 mm的假体较直径28 mm假体获得更优的关节活动度，当直径＞32 mm时关节活动度明显改善，并且消除了假体与假体的撞击;同时当直径＞38 mm时由于关节骨与骨撞击，关节活动度未能继续改善。而Cuckler等［3］对616例患者分别接受直径为38 mm和28 mm的假体随访表明二者的关节活动度分别为154°和126°，但是获得统计检验的证实。Lavigne等［10］进行的一项队列研究证实，大直径假体的活动度明显改善，主要是改善了髋关节的屈曲及外旋。关节活动度的改善直接影响着患者日常活动能力(ADL)的改善。Isao等的研究分别测量了不同直径的髋关节的屈曲及外展角度，显示大直径假体的活度明显大于小直径假体，作者同时比较了术后患者的ADL，此项研究包括穿脱裤子、袜子及修剪趾甲的能力，证实大直径患者的ADL优于小直径组，但未发现有统计学意义。由于以上研究的证据等级较低，因此也有研究者对于大直径假体改善关节的活动度优于小直径假体的结论提出了质疑。Zijlstra等［11］的随机对照研究比较了直径38～60 mm假体和28 mm假体关节活动度，术后随访1 a未获得大直径假体改善关节的活动度优于小直径假体的结论。Hanna等［12］的单盲随机临床研究得到与Zijlstra相同的结论，但此两项研究随访时间短。因此，大直径股骨头假体是否优于小直径股骨头假体，仍需要大样本中心的随机对照研究来证实股骨头直径与关节活动度的关系。

3 股骨头假体直径大小与假体磨损率

从THA开展早期，股骨头假肢直径大小是否能影响假体磨损率，一直是研究者争论的话题。随着越来越多研究的开展，我们认为大直径股骨头假体可增加假体的磨损。Tarasevicius等［13］对直径32 mm的股骨头假体和22 mm假体进行了回归分析研究，结果显示大直径假体的磨损率是小直径假体的2.8倍。Livermore等［14］对 385 例分别安装了直径为22、28、32 mm假体的患者进行了研究，表明32 mm假体组聚乙烯的磨损率明显高于其他两组。Eggli等［15］的一项前瞻性 RCT也证实，32 mm假体磨损率大于22 mm假体。股骨头假体增大，相应的假体间聚乙烯衬垫的厚度要相应减小;当其厚度＜8 mm时，聚乙烯衬垫受到的压力明显增加;这些结论得到了生物力学实验的证实［16］。但是考虑到大直径假体表面单位面积承载的应力较低，故分析大直径假体磨损明显增加的原因是大直径假体的聚乙烯衬垫过薄;因此有研究建议使用大直径骨水泥假体时尽量使其厚度 ＞8 mm［17］。

但是以上研究是基于传统聚乙烯衬垫，随着材料科学的发展，人们发现传统聚乙烯的替代品，即高交联聚乙烯(HLPE)。体外实验研究表明，HLPE耐磨强度较传统聚乙烯高，并且未见其磨损率与股骨头假体的大小相关。目前一些临床研究表明，HLPE磨损率较传统聚乙烯降低了45% ～99%［5，18］。而Lachiewicz等对HLPE假体进行研究证实，该类型假体能够明显降低磨损，且当假体达到磨合状态时，其线性磨损率在每年0.01～0.02 mm，明显低于导致假体松动的0.1 mm磨损率;同时还证实，大直径假体的HLPE容积磨损率机会是小直径假体的2倍，但二者皆低于导致假体松动的阈值［18，19］。因此，我们认为HLPE能够显著降低假体界面的磨损情况，是取代传统聚乙烯的良好材料。

金属对金属界面相比金属对聚乙烯摩擦系数大大降低。Silva等［20］研究表明，金属对金属髋关节假体的磨损率只有金属对传统聚乙烯的1/20～1/200。但是，金属对金属髋关节假体引起血清中铬、钴离子升高［21］，由此导致的过敏反应、假肿瘤、致癌性等依旧是骨科医师担心的问题，还需更长期随访明确。而大直径金属对金属假体可较小直径假体显著升高血铬及血钴水平［22］，因此对选择大直径金属对金属股骨假体应慎重。

陶瓷对聚乙烯界面也是目前可供选择的髋关节假体。Amanatullah等［23］对陶瓷对聚乙烯假体进行为期5 a的随访，证实界面的平均磨损率为每年218.2 mm，未见影像学可见的磨损;且该研究同时与陶瓷对陶瓷假体对比发现，虽然前者的线性磨损约为后者的3倍，但未影响患者的关节功能，也未提高假体的翻修率。如前所述，运用HLPE可取得更佳的效果。

陶瓷对陶瓷髋关节假体是目前所知磨损率最低的假体，其线性磨损率每年为5μm［23］。但是因股骨头假体的增大势必减少髋臼假体的厚度，由于其材料属性的限制，过薄的髋臼假体可能导致该假体的碎裂，因而使过去大直径陶瓷对陶瓷假体的运用受到限制［3］。陶瓷假体碎裂可能与假体的制作工艺密切相关。近年来，由于制作工艺的显著提升，显著降低了陶瓷对陶瓷假体摩擦系数，提高了抗爆裂强度。在一项多中心前瞻性的随机对照研究中，为期48个月的随访过程中未发现陶瓷股骨头假体与髋臼假体碎裂［24］。因此，工艺改进为使用大直径股骨头假体提供了可能。Solarino等［25］对117例使用直径32 mm的陶瓷假体随访24～144个月，未出现股骨头假体或是髋臼假体碎裂。虽然如此，假体碎裂仍然是陶瓷假体THA手术失败不可忽视的因素，同时尚无更大直径陶瓷假体运用的报道;另外，陶瓷假体面临着费用高、术后陶瓷假体噪音等并发症，是陶瓷假体运用不可忽视的问题。

4 股骨头假体直径大小与术后髋关节疼痛的改善及假体松动

THA的首要目的为改善患者关节疼痛，也是THA最主要的手术适应证。对于术后髋关节疼痛的改善，无论是大直径股骨头假体还是小直径股骨头假体，都能获得令术者及患者满意的效果，但是目前研究未能证实股骨头假体直径的大小与疼痛的改善有显著的关系。Shen等［26］对直径 28、32、36 mm股骨头假体进行研究，表明各组对术前疼痛改善显著，然而各组间无显著差异。Luo等［27］研究也证实，假体大小不影响髋关节疼痛改善。Matsushita等［28］在研究假体直径与关节活动度时，也完成了其对术后髋关节疼痛改善的研究，通过HHS评分评价了术后大直径与小直径假体的疼痛改善情况，证实直径为32 mm和26 mm的髋关节假体对于改善髋关节疼痛无统计学差异。

THA术后关节假体松动是关节翻修的重要原因，因此需要术者考虑是否大直径假体明显影响假体的松动率。因为大直径假体与传统聚乙烯可导致更严重的假体磨损，产生更多的摩屑，导致假体周围骨溶解，而假体周围骨溶解是假体松动的重要原因［13，15，18，29］。Lachiewicz 等［30］对 122 例接受大直径金属对金属或金属对HLPE髋关节假体患者随访5～10 a，未发现髋臼骨溶解或影像学可见的髋臼或股骨假体松动。似乎运用磨损率低的材料假体，可以减少假体松动率。但以上研究并非是对股骨头假体直径与假体松动的专题研究，其证据水平低，是否能够采信，值得商榷。故而股骨头假体直径与假体松动的的关系，需要更多的专题研究来佐证。

综上所述，大直径股骨头假体在防止髋关节术后关节脱位方面具有显著的优势，并得到广泛认可;同时，大直径假体增加假体界面磨损也是受认可的。而对于术后髋关节活动度及日常活动的改善与假体直径大小关系尚存在较大的争议，有作者对大直径股骨头假体能改善关节活动度存在明显的质疑;而HHS评分、髋关节假体的松动率以及疼痛改善与假体直径大小的关系目前研究不充分。虽大直径股骨头假体可因磨损颗粒的产生而导致假体松动，但是由于假体材料的更新(如金对HLPE体或陶瓷对陶瓷假体)，可明显减少磨损颗粒，从而降低假体松动率。大直径假体由于髂撞击综合征导致腹股沟持续性疼痛的发生率更高［31，32］。通过上述陈述认为，当为降低术后假体脱位时，大直径假体可获得满意效果。因此建议对有饮酒、肥胖、先天性发育性髋臼发育不良、精神疾病、炎性关节炎、高龄(＞80岁)、关节翻修、活动量大等易脱位因素之一的患者，应与其协商是否选择大直径假体，而有两个或更多上述因素时建议使用大直径假体［2，33］。

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