骨水泥和非骨水泥固定假体周围骨溶解X线征象差异与磨损颗粒关系的初步分析
作者：蔡谞 王继芳 卢世璧 王岩 董纪元 胡永成
单位：解放军总医院骨科，北京 100853
关键词：假体；松动；磨损颗粒；骨溶解
军医进修学院学报000222 【摘要】目的：探讨不同固定方式假体周围骨溶解X线征象差异与磨损颗粒迁移特点及其易聚积部位之间的联系，分析磨损颗粒在假体无菌性松动中的作用。方法：观察因无菌性松动行翻修术的39个国产人工髋关节术前X线片，按部位及固定方式分组统计假体周围不同区域衬性和膨胀性骨溶解的发生率，并测算溶骨带宽或溶骨面积。结果：非骨水泥固定髋臼假体周围各区(Delee分区法)衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组(P<0.05)，溶骨带宽以三区最重(P<0.05)并大于骨水泥固定组对应区(P<0.05)；膨胀性骨溶解以三区发生率最高(P<0.05)，但两种固定方式各对应区之间发生率及溶骨面积均无显著性差异(P>0.05)。柄周衬性骨溶解宽度人工股骨头组除一、四区(Gruen分区法)、全髋关节组除三、四区无显著性差异(P>0.05)外，其它各对应区均以骨水泥固定组较重(P<0.05)；膨胀性骨溶解发生率以一、七区最高(P<0.05)，两种固定方式各对应区之间溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)。结论：无菌性松动假体周围骨溶解的发生部位及严重程度与磨损颗粒迁移和聚集的部位有关，固定方式不同骨溶解的X线表现亦有差异。阻断磨损颗粒的扩散可能是防止骨溶解发生的有效方法之一。
, http://www.100md.com
中图号：R318.17 文献标识码：A
文章编号：1005-1139(2000)02-0147-04
Differences between roentgenographic feature of osteolysis around cemented and cementless prostheses and the relations with wear particles
CAI Xu,WANG Ji-fang,LU Shi-bi,WANG Yan,Dong Ji-yuan,HU Yong-cheng
(Department of Orthopaedics,PLA General Hospital,Beijing 100853,China)
, 百拇医药 【Abstract】Objective:To study the relationship between different roentgenographic feature of osteolysis around cemented and cementless prostheses and migration pathway and collection site of wear particles.Methods:Pre-revision radiographs of 39 aseptically loosened hip prostheses were observed.The incidence of liner and expansile osteolysis around components was statistically determined according to different site and fixation manner.The width or area of osteolysis waw measured.Results:The incidence of liner osteolysis at acetabulum of cementless group was significantly higher than that of cement group (P<0.05) and the radiolucent lines were significantly wider in zone 3 (DeLee and Charnley) of cementless group (P<0.05).The incidence of expansile osteolysis at acetabulum was highest in zone 3(P<0.05),but there was no significant difference in incidence and size of osteolysis between corresponding regions of the two groups (P>0.05).The radiolucent lines at proximal femur were much wider in cement group (P<0.05) except zone 1,4 (Gruen and Amstutz) of semi hip prostheses and zone 3,4 of total hip prostheses.The incidence of expansile osteolysis at proximal femur was highest in zone 1,7(P<0.05).There was no significant difference in size of osteolysis between corresponding regions of cement and cementless group (P>0.05).Conclusion:The location and severeness of osteolysis around aseptically loosened hip prostheses have certain relation with the migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface.Cement and cementless prostheses have some different roentgenographic feature of osteolysis around the components.Blocking the diffusion path of wear particles could be an effective method to prevent osteolyisis.
, 百拇医药
Key words:prostheses;loosening;wear particles;osteolysis
无菌性松动人工髋关节假体周围的骨溶解现象早期被称为“骨水泥病”(cement disease)，但非骨水泥固定假体的应用并未使之消失。近年认为，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属以及超高分子聚乙烯(UHMWPE)等磨损颗粒在界面骨溶解中起重要作用[1，2]，因而成为研究焦点。笔者对因无菌性松动而行翻修术的骨水泥固定和非骨水泥固定人工髋关节假体周围骨溶解的X线类型、分布及严重程度进行了比较，以探讨不同固定方式假体周围骨溶解X线征象差异与磨损颗粒迁移特点及其易聚积部位之间的联系。
1 材料和方法
1.1 临床资料 1980 年 1 月至 1997 年 12 月间我院施行松动人工髋关节翻修手术 79 例，共 93 个髋关节，其中入院时血常规、血沉和C-反应蛋白均在正常范围，术前关节穿刺液及术中关节腔、髋臼或髓腔培养均为阴性的无菌性松动髋关节 39 个(表 1)。
, 百拇医药
表1 无菌性松动人工髋关节临床资料 关节类型及部位
男
女
平均年龄
置换至翻修平均
时间(月)
人工股骨头
6
11
57.9
46.9
骨水泥
5
, 百拇医药
7
57.2
52.9
非骨水泥
1
4
59.8
32.4
全髋关节
13
9
48.6
77.2
, 百拇医药
髋臼
9
5
47.5
83.5
骨水泥
5
4
47.6
106.1
非骨水泥
4
1
, http://www.100md.com 47.4
42.8
股骨柄
11
5
49.4
76.2
骨水泥
6
5
48.5
84.6
非骨水泥
, http://www.100md.com 5
51.2
57.7
1.2 X线片的观察与测量 在翻修术前所摄松动侧髋关节正、侧位X线片上寻找骨溶解征象，并将其分为衬性骨溶解(liner osteolysis)和膨胀性骨溶解(expansile osteolysia)[3](图 1)。根据Delee-Charnley分区法将髋臼分为 3 个区，第 3 区又分为髋臼后缘、耻骨缘和坐骨缘三个部分[4]；同时按Gruen-Amstutz分区法将股骨近端分为 7 个区[5]。测量髋臼和股骨近端各区衬性骨溶解宽度或膨胀性骨溶解长、短径(两径垂直)，以人工股骨头的直径作对照校正X线放大率或于拍片时设标尺校正，用椭圆形面积计算公式得出膨胀性骨溶解区的近似大小。
, 百拇医药
图1 髋臼和股骨近端分区及人工髋关节假体周围骨溶解类型模式图
1.3 病例分组与数据分析 按骨水泥和非骨水泥固定髋臼或股骨柄各分 2 组，分别进行观察与测量。所得数据在不同固定方式及分区之间作比较，其中骨溶解发生率以四格表χ2 检验作统计学处理，溶骨带宽和面积则用方差分析进行显著性检验。
2 结 果
因无菌性松动需行翻修术的人工髋关节，骨水泥固定组置换至翻修的平均时间均大于非骨水泥固定组，但两组假体周围骨溶解类型相似(图 2)。
图2 骨水泥固定髋臼三区及非骨水泥固定股骨柄假体周围一、二、六、七区膨胀性骨溶解(箭 头所示)
, http://www.100md.com 2.1 髋臼骨溶解
2.1.1 非骨水泥固定髋臼假体周围各区衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组(P<0.05)，溶骨带宽以三区最重(P<0.05)，并大于骨水泥固定组对应区(P<0.05)。
2.1.2 骨水泥和非骨水泥固定组髋臼膨胀性骨溶解均以三区发生率最高(P<0.05)，溶骨面积一区最小(P<0.05)，但两组各对应区之间发生率及溶骨面积均无显著性差异(P>0.05)。
2.2 股骨近端骨溶解
2.2.1 两种固定方式假体柄周围衬性骨溶解宽度人工股骨头组除一、四区、全髋关节组除三、四区无显著性差异(P>0.05)外，其它各对应区均以骨水泥固定组较重(P<0.05，表2～3)。
2.2.2 股骨近端膨胀性骨溶解发生率以一、七区最高(P<0.05)，两种固定方式各对应区之间溶骨面积无显著性差异(P>0.05，表 4～5)。
, 百拇医药
表2 无菌性松动股骨柄周围各区衬性骨溶解发生率(%) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
67(8/12)
100(5/5)
, 百拇医药
76(13/17)
82(9/11)
80(4/5)
81(13/16)
二 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
100(11/11)
100(5/5)
100(16/16)
三 区
, 百拇医药
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
91(10/11)
100(5/5)
94(15/16)
四 区
0(0/12)
80(4/5)
24(4/17)
64(7/11)△
20(1/5)*
, 百拇医药
50(8/16)
五 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
91(10/11)
80(4/5)
88(14/16)
六 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
, 百拇医药
100(11/11)
80(4/5)
94(15/16)
注：与同组其它各区比较：*P<0.05；与同组二、六区比较：△P<0.05表3 无菌性松动股骨柄周围各区衬性骨溶解宽度(
±s，L/mm) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, 百拇医药
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
4.17±1.68
3.00±0.80
3.43±0.79
11.65±1.95＃
4.57±1.49
8.74±1.42
二 区
3.50±1.06＃
, 百拇医药
2.00±0.65
2.56±0.58
6.45±1.14△＃
3.11±1.06△
5.07±0.84
三 区
2.50±0.96＃
0.80±0.20*
1.44±0.42
1.85±0.42*
, 百拇医药
1.50±0.58☆
1.71±0.34
四 区
0.00±0.00
0.70±0.15*
0.44±0.13
0.90±0.32*
0.18±0.10*
0.64±0.21
五 区
4.17±1.74＃
, http://www.100md.com
2.10±0.38
2.88±0.71
2.85±0.81▲＃
1.75±0.51☆
2.39±0.52
六 区
3.50±1.06＃
1.55±0.50△
2.28±0.54
3.50±0.93▲＃
, 百拇医药
2.68±0.91△
3.16±0.66
与同组其它各区比较，*P<0.05；与同组一区比较，△P<0.05；与非骨水泥组对应区比较，＃P<0.05；与同组一、二区比较，▲P<0.05；与同组二、六区比较，☆P<0.05表4 无菌性松动人工髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解发生率(%) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, 百拇医药
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
92(11/12)*
80(4/5)*
88(15/17)*
91(10/11)*
60(3/5)*
81(13/16)*
二 区
, 百拇医药
67(8/12)
0(0/5)
6(1/17)△
18(2/11)△
20(1/5)
19(3/16)△
四 区
8(1/12)△
0(0/5)
6(1/17)△
9(1/11)△
, 百拇医药
0(0/5)
6(1/16)△
五 区
17(2/12)△
0(0/5)
12(2/17)△
27(3/11)△
0(0/5)
19(3/16)△
六 区
75(9/12)
, 百拇医药
60(3/5)*
71(12/17)*
82(9/11)
60(3/5)*
75(12/16)*
七 区
100(12/12)*
80(4/5)*
94(16/17)*
100(11/11)*
, 百拇医药
80(4/5)*
94(15/16)*
同组中发生率最高，*P<0.05；同组中发生率最低，△P<0.05表5 无菌性松动人工髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解面积(±s，A/mm2) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, http://www.100md.com 骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
307.40±127.18
148.60±68.13
208.15±65.08
324.71±53.40*
406.75±179.97
352.06±67.03#
二 区
, http://www.100md.com 130.45±41.03
59.55
112.73±34.00
252.73±54.62
1276.12
345.76±105.34#
三 区
119.10
-
119.10
77.51±20.79△
, 百拇医药 11.91
61.11±22.03
四 区
354.48
-
354.48
170.15
-
170.15
五 区
113.44±22.69
-
113.44±22.69
, 百拇医药
219.21±70.38△
-
219.21±70.38＃
六 区
145.48±22.63
55.30±16.41
100.39±21.40
150.87±38.47
112.87±78.61
136.25±36.77#
七 区
, http://www.100md.com
89.61±40.65
42.11±13.05
62.47±19.41
32.75±4.09△
30.44±3.91
31.76±2.79
同组中溶骨面积最大，*P<0.05；同组中溶骨面积最小，△P<0.05；与人工股骨头组对应区比较，＃P<0.05
3 讨 论
近年提出，多种人工关节磨损颗粒，包括PMMA、金属和UHMWPE颗粒等，在骨-骨水泥或骨-假体界面组织中引起的慢性异物炎症反应是造成骨溶解的根本原因[1，2]。
, 百拇医药
3.1 髋臼骨溶解的对比及其与磨损颗粒的关系 由于Delee三区处于整个髋臼窝的低位、又以薄弱多孔的松质骨为主，磨损颗粒易在此聚集。若骨溶解与磨损颗粒有关，则该部位应较严重。本组髋臼衬性骨溶解宽度是在非骨水泥固定组以三区为重；膨胀性骨溶解发生率均以三区最高，溶骨面积有二、三区大于一区的趋势，与推断一致。
Zicat等[3]发现，骨溶解在松动的骨水泥固定髋臼假体周围发生率很高，可达 30%，但在尚不需翻修的非骨水泥和骨水泥固定髋臼假体周围发生率分别为 18% 和 36%。他们认为，该差异可能与骨水泥固定的髋臼假体周围常见的纤维组织有关，该组织可沿界面提供一条低阻的磨损颗粒迁移通道。同时包于纤维组织中的假体周围常形成一硬化骨层可阻挡骨溶解扩展进入松质骨，因而更易形成衬性骨溶解，而非膨胀性骨溶解。然而，我们的结果却发现非骨水泥固定组衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组的对应区，膨胀性骨溶解则无显著性差异。其原因可能
为：①非骨水泥固定髋臼因使用金属背壳而造成与塑料内衬背面之间的磨损，增加了磨损颗粒的
, 百拇医药
产生及其在骨-假体界面的散布；②金属背壳的半球形状与骨性臼窝有时因手术操作的原因并未
达到完全的紧压配合，骨-假体界面可能留有间隙，为磨损颗粒的扩散提供了通道；③翻修术中
无菌性松动非骨水泥固定髋臼假体周围纤维组织界膜同样多见；④骨水泥固定者若骨水泥分布均
匀则因骨水泥与髋臼骨小梁的嵌合作用，反而形成一定的物理屏障，相对阻碍了磨损颗粒的迁移。
3.2 股骨柄周围骨溶解的对比及其与磨损颗粒的关系 本组不论固定方式如何，股骨柄周围骨溶解的发生率和严重程度越远离关节就越少而轻，符合主要源于关节面的大量磨损颗粒随重力和关节“泵”效应经有效关节空间[8]发生迁移的途径和易聚积部位，间接反映了磨损颗粒在人工关节假体周围骨溶解中的作用。
, 百拇医药 有作者认为，生物学固定的股骨柄周围骨溶解发生率远比骨水泥固定假体要高[8]，本组两种固定方式的假体周围各对应区骨溶解发生率和膨胀性骨溶解的程度则均无显著性差异，但衬性骨溶解宽度在多数区域以骨水泥固定者为重。其原因可能与我国早期大多采用第一代指压式骨水泥技术，骨水泥在假体周围分布不均匀，易于产生有效关节空间有关。也有作者认为，假体周围骨水泥的断裂和崩解是骨水泥固定假体周围形成有效关节空间的原因[10]。有效关节空间的形成为磨损颗粒的扩散、聚集及其在骨-假体界面产生生物学效应创造了条件。
3.3 假体固定方式的选择 骨水泥和非骨水泥生物固定人工髋关节远期疗效的评价一直存有争议。本组骨水泥固定假体置换至翻修的平均时间均大于非骨水泥固定者，但其髋臼及股骨近端骨溶解的发生率和严重程度却各有伯仲。有作者认为，尽管非骨水泥固定髋臼假体周围可出现大面积骨溶解，但其失败率仍低于骨水泥固定者，因此建议老年患者宜选用多孔表面非骨水泥固定髋臼和骨水泥固定股骨柄作混合型全髋关节置换。然而，不论采用何种方式固定，若磨损颗粒移行离开关节面的物理限制遭到破坏，即有可能因有效关节空间的形成和磨损颗粒的迁移而引起界面骨溶解，最终假体因骨性支撑结构丧失而发生无菌性松动。另一方面提示，阻断磨损颗粒的扩散途径可能是防止骨溶解发生的有效方法之一。
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39800161)；
作者简介：蔡谞，男，1966-10-29生，上海市人，汉族，1989年第一军医大学毕业，1997年军医进修学院博士毕业，解放军总医院骨科主治医师，从事骨关节病和人工关节方面的研究；发表论文12篇。电话：(010)66937100
参考文献
1，Goldring SR,Schiller AL,Roelke M et al.The synovial-like membrane at the bone cement interface in loose total hip replacements and its proposed role in bone lysis[J].J Bone Joint Surg(Am),1983,65(5):575-584.
2，Shanbhag AS,Jacobs JJ,Glant TT et al.Composition and morphology of wear debris in failed uncemented total hip replacement[J].J Bone Joint Surg (Br),1994,76(1):60-67.
, http://www.100md.com
3，Zicat B,Engh CA,Goken E.Patterns of osteolysis around total hip components inserted with and without cement[J].J Bone Joint Surg (Am),1995,77(3):432-439.
4，DeLee JG,Charnley J.Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement[J].Clin Orthop,1976,121:20-32.
5，Gruen TA,McNeice GM,Amstutz HC."Modes of failure" of cemented stem-type femoral components.A radiographic analysis of loosening[J].Clin Orthop,1979,141:17-27.
, 百拇医药
6，Schmalzried TP,Jasty M,Harris WH et al.Periprosthetic bone lost in total hip arthroplasty: polyethylene debris and the concept of the effective joint space[J].J Bone Joint Surg (Am),1992,74(6):849-863.
7，Horikoshi M,Macaulay W,Booth RE et al.Comparison of interface membranes obtained from failed cemented and cementless hip and knee prostheses[J].Clin Orthop,1994,309:69-87.
8，Anthony PP,Gie GA,Howie CR et al.Localised bone lysis around the femoral components of cemented total hip arthroplasties[J].J Bone Joint Surg(Br),1990,72(6):970-978.
收稿日期：2000-01-22
修回日期：2000-02-08, 百拇医药
单位：解放军总医院骨科，北京 100853
关键词：假体；松动；磨损颗粒；骨溶解
军医进修学院学报000222 【摘要】目的：探讨不同固定方式假体周围骨溶解X线征象差异与磨损颗粒迁移特点及其易聚积部位之间的联系，分析磨损颗粒在假体无菌性松动中的作用。方法：观察因无菌性松动行翻修术的39个国产人工髋关节术前X线片，按部位及固定方式分组统计假体周围不同区域衬性和膨胀性骨溶解的发生率，并测算溶骨带宽或溶骨面积。结果：非骨水泥固定髋臼假体周围各区(Delee分区法)衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组(P<0.05)，溶骨带宽以三区最重(P<0.05)并大于骨水泥固定组对应区(P<0.05)；膨胀性骨溶解以三区发生率最高(P<0.05)，但两种固定方式各对应区之间发生率及溶骨面积均无显著性差异(P>0.05)。柄周衬性骨溶解宽度人工股骨头组除一、四区(Gruen分区法)、全髋关节组除三、四区无显著性差异(P>0.05)外，其它各对应区均以骨水泥固定组较重(P<0.05)；膨胀性骨溶解发生率以一、七区最高(P<0.05)，两种固定方式各对应区之间溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)。结论：无菌性松动假体周围骨溶解的发生部位及严重程度与磨损颗粒迁移和聚集的部位有关，固定方式不同骨溶解的X线表现亦有差异。阻断磨损颗粒的扩散可能是防止骨溶解发生的有效方法之一。
, http://www.100md.com
中图号：R318.17 文献标识码：A
文章编号：1005-1139(2000)02-0147-04
Differences between roentgenographic feature of osteolysis around cemented and cementless prostheses and the relations with wear particles
CAI Xu,WANG Ji-fang,LU Shi-bi,WANG Yan,Dong Ji-yuan,HU Yong-cheng
(Department of Orthopaedics,PLA General Hospital,Beijing 100853,China)
, 百拇医药 【Abstract】Objective:To study the relationship between different roentgenographic feature of osteolysis around cemented and cementless prostheses and migration pathway and collection site of wear particles.Methods:Pre-revision radiographs of 39 aseptically loosened hip prostheses were observed.The incidence of liner and expansile osteolysis around components was statistically determined according to different site and fixation manner.The width or area of osteolysis waw measured.Results:The incidence of liner osteolysis at acetabulum of cementless group was significantly higher than that of cement group (P<0.05) and the radiolucent lines were significantly wider in zone 3 (DeLee and Charnley) of cementless group (P<0.05).The incidence of expansile osteolysis at acetabulum was highest in zone 3(P<0.05),but there was no significant difference in incidence and size of osteolysis between corresponding regions of the two groups (P>0.05).The radiolucent lines at proximal femur were much wider in cement group (P<0.05) except zone 1,4 (Gruen and Amstutz) of semi hip prostheses and zone 3,4 of total hip prostheses.The incidence of expansile osteolysis at proximal femur was highest in zone 1,7(P<0.05).There was no significant difference in size of osteolysis between corresponding regions of cement and cementless group (P>0.05).Conclusion:The location and severeness of osteolysis around aseptically loosened hip prostheses have certain relation with the migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface.Cement and cementless prostheses have some different roentgenographic feature of osteolysis around the components.Blocking the diffusion path of wear particles could be an effective method to prevent osteolyisis.
, 百拇医药
Key words:prostheses;loosening;wear particles;osteolysis
无菌性松动人工髋关节假体周围的骨溶解现象早期被称为“骨水泥病”(cement disease)，但非骨水泥固定假体的应用并未使之消失。近年认为，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属以及超高分子聚乙烯(UHMWPE)等磨损颗粒在界面骨溶解中起重要作用[1，2]，因而成为研究焦点。笔者对因无菌性松动而行翻修术的骨水泥固定和非骨水泥固定人工髋关节假体周围骨溶解的X线类型、分布及严重程度进行了比较，以探讨不同固定方式假体周围骨溶解X线征象差异与磨损颗粒迁移特点及其易聚积部位之间的联系。
1 材料和方法
1.1 临床资料 1980 年 1 月至 1997 年 12 月间我院施行松动人工髋关节翻修手术 79 例，共 93 个髋关节，其中入院时血常规、血沉和C-反应蛋白均在正常范围，术前关节穿刺液及术中关节腔、髋臼或髓腔培养均为阴性的无菌性松动髋关节 39 个(表 1)。
, 百拇医药
表1 无菌性松动人工髋关节临床资料 关节类型及部位
男
女
平均年龄
置换至翻修平均
时间(月)
人工股骨头
6
11
57.9
46.9
骨水泥
5
, 百拇医药
7
57.2
52.9
非骨水泥
1
4
59.8
32.4
全髋关节
13
9
48.6
77.2
, 百拇医药
髋臼
9
5
47.5
83.5
骨水泥
5
4
47.6
106.1
非骨水泥
4
1
, http://www.100md.com 47.4
42.8
股骨柄
11
5
49.4
76.2
骨水泥
6
5
48.5
84.6
非骨水泥
, http://www.100md.com 5
51.2
57.7
1.2 X线片的观察与测量 在翻修术前所摄松动侧髋关节正、侧位X线片上寻找骨溶解征象，并将其分为衬性骨溶解(liner osteolysis)和膨胀性骨溶解(expansile osteolysia)[3](图 1)。根据Delee-Charnley分区法将髋臼分为 3 个区，第 3 区又分为髋臼后缘、耻骨缘和坐骨缘三个部分[4]；同时按Gruen-Amstutz分区法将股骨近端分为 7 个区[5]。测量髋臼和股骨近端各区衬性骨溶解宽度或膨胀性骨溶解长、短径(两径垂直)，以人工股骨头的直径作对照校正X线放大率或于拍片时设标尺校正，用椭圆形面积计算公式得出膨胀性骨溶解区的近似大小。
, 百拇医药
图1 髋臼和股骨近端分区及人工髋关节假体周围骨溶解类型模式图
1.3 病例分组与数据分析 按骨水泥和非骨水泥固定髋臼或股骨柄各分 2 组，分别进行观察与测量。所得数据在不同固定方式及分区之间作比较，其中骨溶解发生率以四格表χ2 检验作统计学处理，溶骨带宽和面积则用方差分析进行显著性检验。
2 结 果
因无菌性松动需行翻修术的人工髋关节，骨水泥固定组置换至翻修的平均时间均大于非骨水泥固定组，但两组假体周围骨溶解类型相似(图 2)。
图2 骨水泥固定髋臼三区及非骨水泥固定股骨柄假体周围一、二、六、七区膨胀性骨溶解(箭 头所示)
, http://www.100md.com 2.1 髋臼骨溶解
2.1.1 非骨水泥固定髋臼假体周围各区衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组(P<0.05)，溶骨带宽以三区最重(P<0.05)，并大于骨水泥固定组对应区(P<0.05)。
2.1.2 骨水泥和非骨水泥固定组髋臼膨胀性骨溶解均以三区发生率最高(P<0.05)，溶骨面积一区最小(P<0.05)，但两组各对应区之间发生率及溶骨面积均无显著性差异(P>0.05)。
2.2 股骨近端骨溶解
2.2.1 两种固定方式假体柄周围衬性骨溶解宽度人工股骨头组除一、四区、全髋关节组除三、四区无显著性差异(P>0.05)外，其它各对应区均以骨水泥固定组较重(P<0.05，表2～3)。
2.2.2 股骨近端膨胀性骨溶解发生率以一、七区最高(P<0.05)，两种固定方式各对应区之间溶骨面积无显著性差异(P>0.05，表 4～5)。
, 百拇医药
表2 无菌性松动股骨柄周围各区衬性骨溶解发生率(%) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
67(8/12)
100(5/5)
, 百拇医药
76(13/17)
82(9/11)
80(4/5)
81(13/16)
二 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
100(11/11)
100(5/5)
100(16/16)
三 区
, 百拇医药
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
91(10/11)
100(5/5)
94(15/16)
四 区
0(0/12)
80(4/5)
24(4/17)
64(7/11)△
20(1/5)*
, 百拇医药
50(8/16)
五 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
91(10/11)
80(4/5)
88(14/16)
六 区
100(12/12)
100(5/5)
100(17/17)
, 百拇医药
100(11/11)
80(4/5)
94(15/16)
注：与同组其它各区比较：*P<0.05；与同组二、六区比较：△P<0.05表3 无菌性松动股骨柄周围各区衬性骨溶解宽度(
±s，L/mm) 分 区人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, 百拇医药
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
4.17±1.68
3.00±0.80
3.43±0.79
11.65±1.95＃
4.57±1.49
8.74±1.42
二 区
3.50±1.06＃
, 百拇医药
2.00±0.65
2.56±0.58
6.45±1.14△＃
3.11±1.06△
5.07±0.84
三 区
2.50±0.96＃
0.80±0.20*
1.44±0.42
1.85±0.42*
, 百拇医药
1.50±0.58☆
1.71±0.34
四 区
0.00±0.00
0.70±0.15*
0.44±0.13
0.90±0.32*
0.18±0.10*
0.64±0.21
五 区
4.17±1.74＃
, http://www.100md.com
2.10±0.38
2.88±0.71
2.85±0.81▲＃
1.75±0.51☆
2.39±0.52
六 区
3.50±1.06＃
1.55±0.50△
2.28±0.54
3.50±0.93▲＃
, 百拇医药
2.68±0.91△
3.16±0.66
与同组其它各区比较，*P<0.05；与同组一区比较，△P<0.05；与非骨水泥组对应区比较，＃P<0.05；与同组一、二区比较，▲P<0.05；与同组二、六区比较，☆P<0.05表4 无菌性松动人工髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解发生率(%) 分 区
人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, 百拇医药
骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
92(11/12)*
80(4/5)*
88(15/17)*
91(10/11)*
60(3/5)*
81(13/16)*
二 区
, 百拇医药
67(8/12)
0(0/5)
6(1/17)△
18(2/11)△
20(1/5)
19(3/16)△
四 区
8(1/12)△
0(0/5)
6(1/17)△
9(1/11)△
, 百拇医药
0(0/5)
6(1/16)△
五 区
17(2/12)△
0(0/5)
12(2/17)△
27(3/11)△
0(0/5)
19(3/16)△
六 区
75(9/12)
, 百拇医药
60(3/5)*
71(12/17)*
82(9/11)
60(3/5)*
75(12/16)*
七 区
100(12/12)*
80(4/5)*
94(16/17)*
100(11/11)*
, 百拇医药
80(4/5)*
94(15/16)*
同组中发生率最高，*P<0.05；同组中发生率最低，△P<0.05表5 无菌性松动人工髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解面积(
±s，A/mm2) 分 区人工股骨头
全髋关节
骨水泥
非骨水泥
合计
, http://www.100md.com 骨水泥
非骨水泥
合计
一 区
307.40±127.18
148.60±68.13
208.15±65.08
324.71±53.40*
406.75±179.97
352.06±67.03#
二 区
, http://www.100md.com 130.45±41.03
59.55
112.73±34.00
252.73±54.62
1276.12
345.76±105.34#
三 区
119.10
-
119.10
77.51±20.79△
, 百拇医药 11.91
61.11±22.03
四 区
354.48
-
354.48
170.15
-
170.15
五 区
113.44±22.69
-
113.44±22.69
, 百拇医药
219.21±70.38△
-
219.21±70.38＃
六 区
145.48±22.63
55.30±16.41
100.39±21.40
150.87±38.47
112.87±78.61
136.25±36.77#
七 区
, http://www.100md.com
89.61±40.65
42.11±13.05
62.47±19.41
32.75±4.09△
30.44±3.91
31.76±2.79
同组中溶骨面积最大，*P<0.05；同组中溶骨面积最小，△P<0.05；与人工股骨头组对应区比较，＃P<0.05
3 讨 论
近年提出，多种人工关节磨损颗粒，包括PMMA、金属和UHMWPE颗粒等，在骨-骨水泥或骨-假体界面组织中引起的慢性异物炎症反应是造成骨溶解的根本原因[1，2]。
, 百拇医药
3.1 髋臼骨溶解的对比及其与磨损颗粒的关系 由于Delee三区处于整个髋臼窝的低位、又以薄弱多孔的松质骨为主，磨损颗粒易在此聚集。若骨溶解与磨损颗粒有关，则该部位应较严重。本组髋臼衬性骨溶解宽度是在非骨水泥固定组以三区为重；膨胀性骨溶解发生率均以三区最高，溶骨面积有二、三区大于一区的趋势，与推断一致。
Zicat等[3]发现，骨溶解在松动的骨水泥固定髋臼假体周围发生率很高，可达 30%，但在尚不需翻修的非骨水泥和骨水泥固定髋臼假体周围发生率分别为 18% 和 36%。他们认为，该差异可能与骨水泥固定的髋臼假体周围常见的纤维组织有关，该组织可沿界面提供一条低阻的磨损颗粒迁移通道。同时包于纤维组织中的假体周围常形成一硬化骨层可阻挡骨溶解扩展进入松质骨，因而更易形成衬性骨溶解，而非膨胀性骨溶解。然而，我们的结果却发现非骨水泥固定组衬性骨溶解发生率明显高于骨水泥固定组的对应区，膨胀性骨溶解则无显著性差异。其原因可能
为：①非骨水泥固定髋臼因使用金属背壳而造成与塑料内衬背面之间的磨损，增加了磨损颗粒的
, 百拇医药
产生及其在骨-假体界面的散布；②金属背壳的半球形状与骨性臼窝有时因手术操作的原因并未
达到完全的紧压配合，骨-假体界面可能留有间隙，为磨损颗粒的扩散提供了通道；③翻修术中
无菌性松动非骨水泥固定髋臼假体周围纤维组织界膜同样多见；④骨水泥固定者若骨水泥分布均
匀则因骨水泥与髋臼骨小梁的嵌合作用，反而形成一定的物理屏障，相对阻碍了磨损颗粒的迁移。
3.2 股骨柄周围骨溶解的对比及其与磨损颗粒的关系 本组不论固定方式如何，股骨柄周围骨溶解的发生率和严重程度越远离关节就越少而轻，符合主要源于关节面的大量磨损颗粒随重力和关节“泵”效应经有效关节空间[8]发生迁移的途径和易聚积部位，间接反映了磨损颗粒在人工关节假体周围骨溶解中的作用。
, 百拇医药 有作者认为，生物学固定的股骨柄周围骨溶解发生率远比骨水泥固定假体要高[8]，本组两种固定方式的假体周围各对应区骨溶解发生率和膨胀性骨溶解的程度则均无显著性差异，但衬性骨溶解宽度在多数区域以骨水泥固定者为重。其原因可能与我国早期大多采用第一代指压式骨水泥技术，骨水泥在假体周围分布不均匀，易于产生有效关节空间有关。也有作者认为，假体周围骨水泥的断裂和崩解是骨水泥固定假体周围形成有效关节空间的原因[10]。有效关节空间的形成为磨损颗粒的扩散、聚集及其在骨-假体界面产生生物学效应创造了条件。
3.3 假体固定方式的选择 骨水泥和非骨水泥生物固定人工髋关节远期疗效的评价一直存有争议。本组骨水泥固定假体置换至翻修的平均时间均大于非骨水泥固定者，但其髋臼及股骨近端骨溶解的发生率和严重程度却各有伯仲。有作者认为，尽管非骨水泥固定髋臼假体周围可出现大面积骨溶解，但其失败率仍低于骨水泥固定者，因此建议老年患者宜选用多孔表面非骨水泥固定髋臼和骨水泥固定股骨柄作混合型全髋关节置换。然而，不论采用何种方式固定，若磨损颗粒移行离开关节面的物理限制遭到破坏，即有可能因有效关节空间的形成和磨损颗粒的迁移而引起界面骨溶解，最终假体因骨性支撑结构丧失而发生无菌性松动。另一方面提示，阻断磨损颗粒的扩散途径可能是防止骨溶解发生的有效方法之一。
, 百拇医药
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39800161)；
作者简介：蔡谞，男，1966-10-29生，上海市人，汉族，1989年第一军医大学毕业，1997年军医进修学院博士毕业，解放军总医院骨科主治医师，从事骨关节病和人工关节方面的研究；发表论文12篇。电话：(010)66937100
参考文献
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2，Shanbhag AS,Jacobs JJ,Glant TT et al.Composition and morphology of wear debris in failed uncemented total hip replacement[J].J Bone Joint Surg (Br),1994,76(1):60-67.
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3，Zicat B,Engh CA,Goken E.Patterns of osteolysis around total hip components inserted with and without cement[J].J Bone Joint Surg (Am),1995,77(3):432-439.
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收稿日期：2000-01-22
修回日期：2000-02-08, 百拇医药