王海涛　邱波

[摘要] 随着新材料及人体工程力学的发展，人工肩关节置换逐渐成为肩关节手术治疗的核心，而无柄肩关节置换是人工肩关节置换术的前沿进展，它比标准的解剖型全肩关节置换及肩关节表面置换手术操作更加简单，术后效果更好，更是在肩关节外科发展中发挥了重要作用。本文对无柄肩关节置换的历史演变、假体种类、适应证及禁忌证、相关研究结果及优势与不足作一综述，旨在为指导临床手术方案提供依据。

[关键词] 肩关节置换术；无柄肩关节置换术；应用；优势

[中图分类号] R687.3 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）07（a）-0047-04

[Abstract] With the development of new materials and human body engineering mechanics， shoulder arthroplasty has gradually become the core of the shoulder joint surgery. Stemless shoulder arthroplasty is the forefront progress of the shoulder joint arthroplasty， it is better than standard primary anatomic total shoulder arthroplasty and shoulder resurfacing arthroplasty. Surgical operation of stemless shoulder arthroplasty is more simple， postoperative effect of stemless shoulder arthroplasty is better， stemless shoulder arthroplasty has played an important role in the development of shoulder surgery. This paper summarizes the historical evolution， the types of prosthesis， indications and contraindications， the related research results and the advantages and disadvantages of the stemless shoulder arthroplasty， and aims to provide the basis for guiding the clinical operation program.

[Key words] Shoulder arthroplasty； Stemless shoulder arthroplasty； Application； Advantages

肩关节是人体活动范围最大的关节，最灵活的关节之一。这是其肱骨头大、关节盂小而浅的解剖特点决定的。这样的解剖特点同样导致肩关节的稳定性相对较差，导致薄弱的关节囊及肩袖极易受损，肩关节炎及肩周疾病等多发。肩关节置换是最早进行的关节置换手术，经过Pean、Charles Neer Ⅱ等许多学者的不懈努力，肩关节置换不断发展，如今已到第4代：无柄肩关节置换。无柄肩关节置换能很好地解除肩关节疾病疼痛、重建肩关节功能，恢复肩关节活动度，目前正应用于各年龄组患者的肩关节骨关节炎、类风湿关节炎、骨坏死及骨折的治疗，尤其对青壮年患者、对肩关节功能恢复要求高者更加适用，取得了良好疗效，应用前景广泛。

1 无柄肩关节置换历史演变

见于文献记载的半肩关节置换术，最早可追溯到1893年Pean等为1例肩关节结核性关节炎患者实施的半肩关节置换术，术后患者患肩疼痛缓解、功能改善，但2年后因结核感染复发无法控制导致手术失败[1]。随后Neer[2]于1955年报道了半肩关节置换术用于治疗近端肱骨骨折的手术效果。之后，其使用范围不断扩展，直至可以应用于治疗肱盂关节骨关节炎。1974年，Neer[3]同时应用高分子聚乙烯关节盂假体和人工肱骨头假体，现代意义上的全肩关节置换术诞生。隨后肩关节置换术不断发展，德国医生Zippel于1975 首先报道了肩关节表面置换术[4]，1970年时Neer曾研发和使用逆向型肩关节置换假体，但之后因各种原因不再应用，直到1985年，Grammont等[5]经过不断努力，设计出更加符合生物力学的逆向型肩关节假体，并且取得了良好的临床效果。随着肩关节置换术的发展，常见的肱骨柄组件相关并发症也更加常见，包括术中肱骨骨折；假体松动；应力屏蔽并导致骨量丢失；外伤性假体周围骨折[6-13]；严重的轴-头部畸形；肱骨柄组件周围骨质排列紊乱致修复解剖性旋转中心失败；在翻修的病例中不能取出有柄的假体组件、术中骨折、骨水泥难以取出等[7-8，10]。为了解决这些问题，先行者们不断进行各种探索尝试，包括将肱骨柄近端翅片尺寸减小或完全去除翅片；改柄表面材料从光滑到喷砂，如今是多孔涂层；将柄形从直圆柱状改动到更符合解剖学轮廓；肱骨柄组件也由最初使用的是整体系统演变为模块化系统，最后到短柄肱骨组件系统。直至2004年，完全去除肱骨组件的柄，无柄肩关节置换术诞生[4]。

2 无柄肩关节假体种类

目前可知的无柄肩关节假体有8种。第1种可用的无柄肩关节置换假体是TESS，并于2004年在欧洲首次应用。TESS是一个三元系统，包括干骺端是嵌入式六臂花冠状干骺端组件，其表面覆盖有多孔涂层来改善骨附着；旋入式的具有男性莫氏锥度的垫圈组件；相应的具有女性莫尔斯锥度的肱骨头组件。紧随其后，Eclipse无柄肩关节置换假体于2005年出现。Eclipse是一个三元系统，包括具有骨捕获功能的用于干骺端固定的圆柱形螺纹中心笼组件；覆盖解剖颈的切除平面并有皮层支持功能的轴承基座组件；相应的具有女性莫氏锥度的肱骨头组件。Eclipse是目前唯一的旋入型无柄假体。Mathys Affinis作为无柄肩关节置换假体在2009年也被引入欧洲市场。Mathys Affinis是一个二元系统，包括嵌入式肱骨组件，该组件是四翼状粗糙多孔钛结构，覆以骨诱导磷酸钙涂层以提高骨长入，其肱骨头侧具有男性莫尔斯锥度，与其相应的是具有女性莫尔斯锥度的陶瓷肱骨头组件。2010年，Simpliciti无柄肩关节置换假体始用于法国，它是一个二元系统，包括一个是具有女性莫氏锥度肱骨组件，一个是具有男性莫氏锥度肱骨头组件。肱骨组件具有三鳍状设计，有利于骨长入的多孔涂层和垫圈，垫圈有九个槽可供骨凿插入，可以帮助植入物取出。Sidus是在2012年推出的无柄肩关节假体，Sidus是一个二元系统，包括一个具有男性莫氏锥的四鳍状肱骨组件和相应的具有女性莫氏锥度的肱骨头组件。其肱骨组件覆以增加骨附着的粗糙喷砂。其特点是具有一个一旦植入就限定于肱骨截骨面的开窗垫圈设计和钴铬材料做成的肱骨头组件2013年同一公司，Nano无柄肩关节置换假体诞生。Nano在TESS的基本功能上添加了用于逆势肩关节置换术的功能。Nano系统是跟TESS系统类似的，在TESS和Nano之间一个主要的区别是Nano是二元系统，包括一个具有女性莫氏锥的花冠组件和相应的具有男性莫氏锥度的肱骨头组件。2015年，Easytech无柄肩关节置换假体正式引入市场。Easytech是一个三元系统，包括具有女性莫尔斯锥度的肱骨组件和肱骨头组件，连接两者的双雄莫氏锥度铰接组件。嵌入式的肱骨组件具有带刺的中心柱，开窗式垫圈和5个从垫圈下表面延伸的在外围的带刺的柱。该组件干骺端覆以涂层，以提高骨附着。同年，SMR无柄肩关节置换假体也相继诞生，这是一个可转换系统，其中的4组件用于顺式肩关节置换术，包括肱骨核心组件，双雄莫氏锥度铰接组件，肱骨头组件和锁定螺钉。2组件用于逆式肩关节置换术，包括肱骨核心组件和逆式内衬组件。嵌入式的肱骨核心组件由钛制骨小梁构成，这有利于骨长入。当用于逆式肩关节置换术，将钴铬钼合金制成的逆式内衬组件嵌入肱骨核心组件，然后与聚乙烯盂球铰接。

3 适应证与禁忌证

无柄肩关节置换术的适应证包括关节疼痛并肩旋转袖撕裂的肩关节炎、原发性骨关节炎、创伤后骨关节炎、骨坏死、风湿性骨关节炎、关节失稳、感染后关节炎、发育不良性关节炎和翻修等。对于中青年的不涉及肱骨干的创伤性肩关节骨折更加适用。

无柄肩关节置换术不能应用于骨质量差、肱骨干骺端囊肿、骨质减少、骨质疏松或患其他代谢性骨病的病例[14]，亦不能应用于影响骨长入及移植物穩定的肱盂关节处骨折病例[15]。

4 相关结果

关于TESS，2010年，Huguet等[16]首次报道63例应用TESS的病例并进行了至少3年的随访。其中5例在手术中出现有皮质裂缝却没有任何不稳定的迹象，而且每一个均在无进一步治疗的情况下自行愈合。未见其他肱骨组件相关并发症的报道。Razmjou等[17]比较了TESS（n = 17）、Bigliani Flatow假体（n = 40）和Neer Ⅱ假体（n = 22）的手术效果，差异无统计学意义，在平均24月的随访中。Berth等学者[18]对TESS和Mathys Affinis假体进行比较研究，每组41例，平均随访30个月。这些研究结果显示差异无统计学意义（P > 0.05）。TESS是出现时间最早的无柄肩关节假体，并且在其基础上演变而来的Sidus和Nano也已经应用与临床，因此TESS是经时间考验最久的无柄肩关节假体。

关于Eclipse，2011～2015年，3项研究调查了Eclipse假体，共包括426个病例，平均随访时间为13～72个月。Hawi等[19]报道了使用Eclipse假体的233例病例，平均随访23个月。他们描述了1例植入物在24个月后松动的病例，并且他们报道假体头部组件和旋入假体组件之间放射透亮线发生率为7.2%。然而，这些放射学变化并没有临床意义。在最近的Eclipse研究中，Habermeyer等[20]分析了最少随访5年的78例病例。他们报告说，1例病例显示肱骨组件的放射透亮线小于2 mm。另外，3例患者在肱骨组分的上部表现出部分骨溶解，没有假体松动。在这些患者中，34.9%的病例在X线片上显示肱骨大节结因应力屏蔽而改变的松质骨密度，但并无临床意义。没有观察到与Eclipse假体相关的植入物特异性并发症。Eclipse是紧随TESS出现的无柄肩关节假体，虽然其出现稍晚，但是其临床应用多、设计完善、应用简便及临床效果优异的诸多优势显而易见。因此Eclipse是目前唯一经FDA（美国食品与药品监督管理局）批准的无柄肩关节置换假体。也是第一个开始IDE（美国试验用医疗器械的豁免制度）临床试验的无柄肩关节置换假体。

关于Mathys Affinis，在唯一发表的使用这种植入物的研究中，Bell等[21]研究了50例术后原发性骨关节炎病例。他们报道了24个月的随访12例，和38例随访12个月。无假体相关的术中或术后并发症的报道。一些学者[22-23]报道病例共298例，经24个月随访后并没有发现肱骨侧并发症。Hawi等[19]学者综合分析了929例经无柄肩关节置换术的病例，平均随访26个月，肱骨组件相关并发症发生率在0%～7.9%。而有柄假体置换术并发症相对更多，假体周围骨折的发生率为1.6%～2.3%[24]，感染率在0%～4%[25-26]，肩关节前方不稳定的发生率在0.9%～1.8%，肩关节后部不稳定的发生率是1%[27]，肩袖撕裂的发生率在1.3%～7.8%[28-30]。由此可见，与有柄肩关节置换术相比，无柄肩关节置换短期及中期疗效更佳。

5 无柄肩关节置换的优点与不足

5.1 无柄肩关节置换的优点

①它可以保留近端肱骨的骨干，以及避免在需要去除肱骨组件柄的翻修手术中肱骨组件柄相关并发症。②它可以应用于肱骨干创伤后畸形愈合的病例及行内固定未取出的病例，避免有柄假体植入困难或者不能植入[31-32]。③无柄肩关节置换系统更适合用于创伤后关节重建，并且在需要时，取出比有柄假体系统更容易。在取出后，不会影响有柄假体系统的应用；④无需打磨髓腔，使髓腔已变形或封闭的患者也适用并且简化了手术操作。⑤它与肱骨头表面置换术相比，对肱骨头残留骨量没有要求；更容易实现需植入肩胛盂组件的肩胛盂的显露，手术操作更加简单[33]。⑥无柄假体也适合于创伤后关节重建，并且在需要时，取出比有柄假体更容易。在取出后，并不会影响有柄假体的应用。总而言之，无柄肩关节置换术的优点是理论上减少了手术时间、更少的失血量、骨保留更多和更低的术中及术后假体周围骨折的风险。

5.2 无柄肩关节置换的不足

①它依然无法应用于骨质量差、肱骨干骺端囊肿、骨质减少、骨质疏松或患其他代谢性骨病的病例；②所有调查研究仅提供短期或中期结果，尚缺乏10年以上的随访报道，其假体生存率有待进一步研究；③一些研究报告由设计师或共同开发者发表且仅包含有限的病例，结果可能存在偏移。

6 结论

无柄肩关节置换综合了标准的解剖型全肩关节置换和肩关节表面置换的优点，避免了二者的不足，与二者相比，其手术操作更加简单，对肩袖等肩关节周围软组织破坏更少，术后效果更佳。近年来无柄肩关节置换被引入用于逆向型肩关节置换，虽然要证明柄肩关节置换术的长期价值，还需要长期的研究，但是通过其良好的短期及中期效果可以预见。随着其应用范围的扩大及目前正在进行美国试验用医疗器械的豁免制度（IDE）临床试验，将提供关于这一主题的更有力和高质量的数据。

[参考文献]

[1] Bishop JY，Flatow EL. Humeral head replacement versus total shoulder arthroplasty：clinical outcomes——a review [J]. Shoulder Elbow Surg，2005，14：141-146.

[2] Neer CS 2nd. Articular replacement for the humeral head [J]. Bone Joint Surg，1955，37-A（2）：215-228.

[3] Neer CS 2nd. Replacement arthroplasty for glenohumeral osteoarthritis [J]. Bone Joint Surg，1974，56（1）：1-13.

[4] Churchill RS. Stemless shoulder arthroplasty：current status [J]. Shoulder Elbow Surg，2014，23（9）：1409-1414.

[5] Grammont P，Trouiloud P，Laffey J，et al. Design and manufacture of a new shoulder prosthesis [J]. Rhumatologie，1987，39：407-418.

[6] Athwal GS，Sperling JW，Rispoli DM. Periprosthetic humeral fractures during shoulder arthroplasty [J]. Bone Joint Surg，2009，91（3）：594-603.

[7] Bohsali KI，Wirth MA，Rockwood CA Jr. Complications of total shoulder arthroplasty [J]. Bone Joint Surg，2006，88（10）：2279-2292.

[8] Chin PY，Sperling JW，Cofield RH. Complications of total shoulder arthroplasty：are they fewer or different [J]. Shoulder Elbow Surg，2006，15（1）：19-22.

[9] Deshmukh AV，Koris M，Zurakowski D. Total shoulder arthroplasty：long-term survivor ship，functional outcome，and quality of life [J]. Shoulder Elbow Surg，2005，14（5）：471-479.

[10] Farng E，Zingmond D，Krenek L. Factors predicting complication rates after primary shoulder arthroplasty [J]. Shoulder Elbow Surg，2011，20（4）：557-563.

[11] Kumar S，Sperling JW，Haidukewych GH. Periprosthetic humeral fractures after shoulder arthroplasty [J]. Bone Joint Surg ，2004，86-A（4）：680-689.

[12] Sperling JW，Cofield RH，Rowland CM. Minimum fifteen-year follow-up of Neer hemiarthroplasty and total shoulder arthroplasty in patients aged fifty years or younger [J]. Shoulder Elbow Surg，2004，13（6）：604-613.

[13] Wirth MA，Rockwood Jr CA. Complications of total shoulder-replacement arthroplasty [J]. Bone Joint Surg Am，1996，78（4）：603-616.

[14] Athwal GS. Spare the canal：stemless shoulder arthroplasty is finally here：commentary on an article by R. Sean Churchill，MD，et al.“Clinical and radiographic outcomes of the simpliciti canal-sparing shoulder arthroplasty system. A prospective two-year multicenter study”[J]. Bone Joint Surg，2016，98（7）：e28.

[15] Petriccioli D，Bertone C，Marchi G. Stemless shoulder arthroplasty：a literature review [J]. Joints，2015，3（1）：38-41.

[16] Huguet D，DeClercq G. Results of a newstemless shoulder prosthesis：radiologic proof of maintained fixation andstability after a minimum of three years' follow-up [J]. Shoulder Elbow Surg，2010，19：847-852.

[17] Razmjou H，Holtby R，Christakis M. Impact ofprosthetic design on clinical and radiologic outcomes of total shoulderarthroplasty：a prospective study [J]. Shoulder Elbow Surg，2013，22：206-214.

[18] Berth A，Pap G. Stemless shoulder prosthesis versus conventional anatomicshoulder prosthesis in patients with osteoarthritis：a comparison of thefunctional outcome after a minimum of two years follow-up [J]. Orthop Traumatol，2013，14：31-37.

[19] Hawi N，Tauber M，Messina MJ，et al. Anatomic stemless shoulder arthroplastyand related outcomes：a systematic review [J]. BMC Musculoskelet Disord，2016，17：2-10.

[20] Habermeyer P，Lichtenberg S，Tauber M，et al. Midterm results of stemless shoulder arthroplasty：a prospective study [J]. Shoulder Elbow Surg，2015，24：1463-1472.

[21] Bell SN，Coghlan JA. Short stem shoulder replacement [J]. Shoulder Surg，2014，8：72-75.

[22] Churchill RS，Chuinard C，Wiater JM. Clinical and radiographic outcomes of the simpliciti canalsparing shoulder arthroplasty system：a prospective two-year multicenterstudy [J]. Bone Joint Surg Am，2016，98：552-560.

[23] Ho AG，Gowda AL，Wiater JM. Stemless humeral component in total shoulder arthroplasty：2-year age-related clinicaloutcomes[J]. Shoulder Elbow Surg，2016.pii： S1058-2746（16）00131-2.doi： 10.1016/j.jse.2016.02.023.[Epub ahead of print]

[24] Sperling JW，Hawkins RJ，Walch G，et al. Complications in total shoulder arthroplasty[J]. Bone Joint Surg Am，2013，95：563-569.

[25] Coste JS，Reig S，Trojani C，et al. The management of infection in arthroplasty of the shoulder [J]. Bone Joint Surg Br，2004，86：65-69.

[26] Sperling JW，Kozak TK，Hanssen AD，et al. Infection after shoulder arthroplasty [J]. Clin Orthop Relat Res，2001， 382：206-216.

[27] Ahrens P，Boileau P，Walch G. Anterior and posterior instability after unconstrained shoulder arthroplasty [J]. Sauramps Med，2001，2001：359-393.

[28] Cofield RH，Edgerton BC. Total shoulder arthroplasty：complications and revision surgery [J]. Instr Course Lect，1990，39：449-462.

[29] Deprey F. 2000 Shoulder prostheses：two to ten year follow-up [J]. Sauramps Med，2001，2001：393-399.

[30] Young AA，Walch G，Pape G，et al. Secondary rotator cuff dysfunction following total shoulder arthroplasty for primary glenohumeral osteoarthritis：results of a multicenter study with more than five years of follow-up [J]. Bone Joint Surg Am，2012，94：685-693.

[31] Kadum B，Hassany H，Wadsten M. Geometricalanalysis of stemless shoulder arthroplasty：a radiological study of seventy TESStotal shoulder prostheses [J]. J Orthop，2016， 40（4）：751-758.

[32] Boileau P，Trojani C，Walch G. Shoulder arthroplasty for the treatment of the sequelae of fractures ofthe proximal humerus [J]. Shoulder Elbow Surg，2001，10：299-308.

[33] Kadum B，Mafi N，Norberg S，et al. Results of the Total Evolutive Shoulder System （TESS）：a single-centre study of 56 consecutive patients [J]. Arch Orthop Trauma Surg，2011，131：1623-1629.

（收稿日期：2017-04-01 本文編辑：苏 畅）