从骨溶解的X线特征探讨磨损颗粒与人工髋关节无菌性松动的关系蔡谞
作者：王继芳 胡永成 卢世璧 王岩 董纪元
单位：蔡谞(100853北京，解放军总医院骨科)；王继芳 胡永成 卢世璧 王岩 董纪元(100853北京，解放军总医院骨科)
关键词：髋假体；骨质溶解；粒子大小；假体失效
中华骨科杂志000401
【摘要】目的探讨自人工关节关节面等处产生的磨损颗粒的迁移途径及其易聚积部位与骨溶解之间的关系。方法观察因无菌性松动行翻修术的39个国产人工髋关节的术前X线片，按关节类型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，并测算溶骨带宽度或溶骨面积。结果髋臼衬性骨溶解的发生率各区差异无显著性意义(P>0.05)，宽度以三区(Delee分区法)最大(P<0.05)；膨胀性骨溶解在人工股骨头和全髋关节中髋臼的发生率均以三区及坐骨缘最高(P<0.05)，各区溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)。股骨近端衬性骨溶解除四区(Gruen分区法)外均连续存在，宽度由近及远递减；膨胀性骨溶解发生率亦由近关节端向远端依次递减，溶骨面积在人工股骨头组各区中差异无显著性意义(P>0.05)，全髋关节则以近关节端(一、二、六区)较为严重(P<0.05)，且外侧(一、二区)重于内侧(五、六区)。结论国产人工髋关节出现无菌性松动后,假体周围骨溶解的发生部位和严重程度与自关节面等处产生的磨损颗粒的迁移途径和易聚积部位存在一定相关性。
, 百拇医药
An approach from the special X- ray features of osteolysis for the study of wear particles related to aseptic loosening of artificial hip components
CAI Xu, WANG Jifang, HU Yongcheng, et al.
Department of Orthopaedics, General Hospital of Chinese People's Liberation Army, Beijing 100853, China
【 Abstract】 Objective To study the relationship between osteolysis and migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface. Methods Pre revision X- ray films of 39 aseptically loosened hip prosthesis were observed. The incidence of liner osteolysis and expansile osteolysis around components in different regions was statistically determined according to different kinds of prosthesis and the width or area of osteolysis. Results There was no significant difference between the incidence of liner osteolysis of each zone at acetabulum (P >0.05) and the radiolucent lines were significantly wider in zone 3 (Delee and Charnley)(P< 0.05). The incidence of expansile osteolysis at acetabulum of both hemi and total hip prosthesis was the highest in zone 3 and ischium edge (P< 0.05), but no significant difference in size of osteolysis (P >0.05). Liner osteolysis at proximal femur was continuous except zone 4 (Gruen and Amstutz), and it gradually became narrower distally. Also the incidence of expansile osteolysis at proximal femur became lower distally from the joint. The size of osteolysis at different regions had no significant difference in the group of hemi hip prosthesis (P >0.05). But it was much severe at the proximal part of femur (zone 1, 2, 6) in the group of total hip prosthesis(P< 0.05) while lateral(zone 1, 2) was much severe than medial(zone 5, 6). Conclusion The location and severeness of osteolysis around aseptically loosened hip prosthesis have certain relationship with the migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface.
, 百拇医药
【 Key words】 Hip prosthesis;Osteolysis;Particle size;Prosthesis failure
由于发生无菌性松动的人工关节周围常伴有明显的骨溶解现象，而且在骨-假体界面组织中发现有与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属以及超高分子聚乙烯(UHMWPE)颗粒有关的慢性异物炎症反应,因此,目前认为磨损颗粒可能与假体周围的骨溶解有关[1,2]，并且是造成人工关节晚期置入失败的重要原因。本研究依据X线片对因无菌性松动而行翻修术的不同类型国产人工髋关节假体周围骨溶解的类型、分布及严重程度进行了比较，以探讨磨损颗粒自关节面等处产生后的迁移途径及其易聚积部位与骨溶解之间的关系，为深入研究磨损颗粒与人工关节无菌性松动的关系提供线索。
资料与方法
一、临床资料
, http://www.100md.com 1980年1月～1997年12月,我院施行人工髋关节翻修术79例，共93个髋关节。选择入院时血常规、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、髋臼或髓腔拭子培养均为阴性,证实为无菌性松动的髋关节39个(表1)，观测假体周围的骨溶解情况。
表1无菌性松动人工髋关节临床资料 假体类型及部位
髋数
平均年龄(岁)
置换至翻修平均时间(月)
人工股骨头
17
57.9
46.9
, http://www.100md.com
全髋关节*
22
48.6
77.2
髋臼
14
47.5
83.5
股骨柄
16
49.4
76.2
注：*部分假体仅髋臼或股骨柄一个部位松动
, http://www.100md.com
二、X线片的观察与测量
观察翻修术前所摄骨盆及松动侧髋关节正、侧位X线片，并寻找骨溶解征象。若假体或骨水泥与骨之间有透光带(radiolucentlines)，宽度大于1mm并相对一致，为衬性骨溶解(linerosteolysis)；若假体或骨水泥与骨之间有“扇贝”样X线透光区，形成明显的分界并向远离假体表面的方向扩展，为膨胀性骨溶解(expansileosteolysis)[3](图1)。膨胀性骨溶解呈侵袭性，观察时注意与废用或应力遮挡引起的骨质疏松相鉴别。
图1髋臼分区(一～三区)和股骨近端分区(一～七区)以及人工髋关节假体周围骨溶解类型模式图
在正位X线片上按Delee-Charnley分区法将髋臼分为三个区，其中第三区又分为髋臼后缘、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七个区[5](图1)。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线放大率或于摄片时设标尺校正。按椭圆形面积计算公式算出膨胀性骨溶解区的近似面积。
, 百拇医药
三、病例分组与数据分析、对髋臼和股骨近端分别进行观测，所得数据在不同关节类型及分区之间作比较，其中骨溶解发生率以精确四格表χ2检验作统计学处理，溶骨带宽度和面积则用方差分析进行显著性检验(α=0.05)。
结果
一、一般情况
无菌性松动人工髋关节的髋臼和股骨近端均可见骨溶解现象，并且多为衬性骨溶解和膨胀性骨溶解同时存在。骨水泥固定和无骨水泥固定假体周围骨溶解类型相似。股骨近端Gruen七区发生膨胀性骨溶解时仅有少数残留薄层的骨皮质，多数股骨距完全消失，因测量欠精确，故仅作参考。由于骨溶解的存在，假体缺乏骨性结构支撑而失去稳定性，因此在X线片上髋臼假体均有不同程度的移位，股骨柄则表现为下沉、倾斜或旋转。
二、衬性骨溶解
衬性骨溶解在松动的髋臼和股骨柄假体周围具有一定的连续性。其发生率在全髋关节髋臼各区差异无显著性意义(P>0.05)，溶骨带宽度则以三区最大(P<0.05)(表2)。不同类型和固定方式的股骨柄假体周围各对应区之间衬性骨溶解发生率差异亦无显著性意义(P>0.05)(表3)。全髋关节组股骨柄周围溶骨带宽在一、二、六区均大于人工股骨头组的对应区,差异有显著性意义(P<0.05)，三～五区差异无显著性意义(P>0.05)(表4)。
, 百拇医药
表2无菌性松动髋臼假体周围各区骨溶解发生率及程度(
±s) 分区
衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
发生率(%)
溶骨带宽(mm)
发生率(%)
溶骨面积(mm2)
一区
64(9/14)
1.85±0.61
36(5/14)
, http://www.100md.com
63.44±17.38△
二区
57(8/14)
5.00±2.12
57(8/14)
187.84±28.13
三区
57(8/14)
7.05±2.75*
93(13/14)*
184.08±20.09
, 百拇医药 后缘
-
-
29(4/14)
224.74±64.39
耻骨缘
-
-
21(3/14)
169.72±52.90
坐骨缘
-
-
, 百拇医药
86(12/14)＃
176.31±23.24
注：*与一、二区比较P<0.05；△与二、三区比较P<0.05；＃与后缘、耻骨缘比较P<0.05表3无菌性松动股骨柄假体周围各区骨溶解发生率(%) 分区
人工股骨头
全髋关节
衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
一区
, 百拇医药
76(13/17)
88(15/17)△
81(13/16)
81(13/16)△
二区
100(17/17)
53(9/17)
100(16/16)
50(8/16)
三区
100(17/17)
, http://www.100md.com
6(1/17)
94(15/16)
19(3/16)
四区
24(4/17)*
6(1/17)
50(8/16)*
6(1/16)
五区
100(17/17)
12(2/17)
88(14/16)
, http://www.100md.com
19(3/16)
六区
100(17/17)
71(12/17)△
94(15/16)
75(12/16)△
七区
0(0/17)
94(16/17)△
0(0/16)
94(15/16)△
, http://www.100md.com
注：*与同组其它区比较P<0.05；△与二～五区比较P<0.05表4无菌性松动股骨柄假体周围各区骨溶解程度(±s) 分区
人工股骨头
全髋关节
衬性骨溶解(mm)
膨胀性骨溶解(mm2)
衬性骨溶解(mm)
膨胀性骨溶解(mm2)
一区
3.43±0.79*
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208.15±65.08
8.74±1.42*△
352.06±67.03*△
二区
2.56±0.58
112.73±34.00
5.07±0.84△
345.76±105.34△
三区
1.44±0.42
119.10
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1.71±0.34
61.11±22.03
四区
0.44±0.13
354.48
0.64±0.21
170.15
五区
2.88±0.71
113.44±22.69
2.39±0.52
219.21±70.38△
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六区
2.28±0.54
100.39±21.40
3.16±0.66△
136.25±36.77△
七区
-
62.47±19.41
-
31.76±2.73
注：*与同组其它区比较P<0.05；△与人工股骨头组对应区比较P<0.05
, 百拇医药
三、膨胀性骨溶解
膨胀性骨溶解倾向于在各区内单发，但亦有严重者在假体周围连接成片，如蜂窝状(图2～5)。
图2股骨柄假体周围膨胀性骨溶解(箭头所示)连接成片如蜂窝状
图3股骨近端Gruen一、七区膨胀性骨溶解，股骨柄假体下沉
图4髋臼Delee一、二、三区及股骨Gruen一、七区膨胀性骨溶解(箭头所示)；股骨Gruen一、二、六、七区衬性骨溶解(左侧)；左侧髋臼假体移位，双侧股骨柄假体下沉
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图5髋臼Delee三区及股骨近端Gruen一、二、六、七区膨胀性骨溶解(箭头所示)，髋臼假体移位，股骨柄假体下沉、倾斜
髋臼二区的骨溶解较为严重时，可使臼底骨质变薄，甚至突破臼底造成中心性脱位。人工股骨头组虽无髋臼假体，但在髋臼三区的后缘和坐骨缘同样存在膨胀性骨溶解，并以坐骨缘发生率最高(P<0.05)。除该组一、二区及耻骨缘未发现膨胀性骨溶解外，不同类型关节及固定方式的髋臼各对应区的发生率和溶骨面积的差异均无显著性意义(P>0.05)(表2)。
股骨近端膨胀性骨溶解严重者可使骨质极度变薄，甚至突破骨皮质造成局部骨裂。人工股骨头和全髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解发生率由高到低依次为一、六、七区，二区，三、四、五区(P<0.05)，各对应区之间差异无显著性意义(P>0.05)(表3)。人工股骨头组股骨柄周围各区溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)，但其近关节端的一、二、五、六区溶骨面积均小于全髋关节组的对应区,差异有显著性意义(P<0.05)(表4)。
, 百拇医药
讨论
以往研究认为，造成人工髋关节假体周围无菌性骨溶解的因素有：假体微动、应力遮挡、应力集中、对金属离子的过敏反应、手术操作和骨水泥造成骨滋养血管损伤以及骨水泥聚合反应产生高温造成的骨坏死等[6,7]。近年来，许多作者通过组织学观察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]。因此，我们推测骨溶解的发生部位及其严重程度应与磨损颗粒的迁移途径和易聚积部位存在一定的相关性。
一、髋臼骨溶解X线特征与磨损颗粒的相关性
本组髋臼假体周围衬性骨溶解宽度以三区最大;膨胀性骨溶解不论何种关节和固定方式，其发生率均以三区及其中的坐骨缘最高，溶骨面积二、三区也大于一区。该结果与Zicat等[3]的观测结果基本一致，并与磨损颗粒自关节面及多种界面产生后在髋臼内的迁移途径和易聚积部位相符。其原因如下：(1)由于Delee三区处于整个髋臼窝的低位，而其中的坐骨缘又最低，故必然成为磨损颗粒易于聚积的部位；(2)髋关节负重活动时髋臼的受力支撑点主要在一、二区，三区为关节腔内关节液和骨-假体界面组织液在关节运动时的“泵”出方向，从而将磨损颗粒冲刷进入三区；(3)三区内的坐骨和耻骨为相对薄弱和多孔的松质骨，磨损颗粒和骨溶解较易扩展进入其中。
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二、股骨柄周围骨溶解X线特征与磨损颗粒的相关性
Schmalzried等[8]曾提出有效关节空间(effectivejointspace)的概念，即人工关节假体在接近关节腔的部位若未与骨床达到紧密结合，则骨-假体界面在一定程度上成为关节腔的直接延续，关节液可以渗入。由于在关节负重运动过程中关节腔有类似“泵”的作用，使关节液中的磨损颗粒随关节腔内压力梯度的改变而沿着有效关节空间逐渐向假体远端扩散，并可在近端阻留。我们对股骨近端的观测表明，不论何种固定方式，股骨柄周围骨溶解的发生率和严重程度存在一个总的趋势，即邻近关节的部位(Gruen一、二、六区)多发而严重，离关节越远就越少而轻，并且近外侧(一、二区)重于近内侧(五、六区)。这种骨溶解分布规律符合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。另外，股骨柄的外上区，即Gruen一区，主要由大转子的松质骨构成，松质骨的小梁网不能有效限制小颗粒的扩散可能也是该区骨溶解好发和较为严重的原因之一。
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本组人工股骨头假体股骨柄周围同样出现骨溶解现象，提示单纯金属磨损颗粒在该过程中具有一定的作用。然而，不论何种固定方式，全髋关节股骨柄近关节端骨溶解程度较前者严重，其原因可能在于全髋关节股骨头和金属背壳与聚乙烯内衬之间的相对运动产生的微小聚乙烯颗粒。近年来，有作者认为聚乙烯颗粒在假体周围骨溶解过程中起主要作用[9]。
综上所述，无菌性松动的国产人工髋关节假体周围骨溶解的类型、分布及严重程度与磨损颗粒产生后的迁移途径和易聚积部位一致，提示磨损颗粒在骨溶解过程中具有重要作用。当然，尽管绝大多数无菌性松动假体周围有骨溶解，但随访研究亦表明部分稳定和使用良好的人工关节假体周围同样有骨溶解现象。因此，在骨结构损害未致假体机械稳定性丧失之前，磨损颗粒聚积造成的骨溶解并不一定引起假体松动。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39800161)
参考文献
, 百拇医药
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 Bone Joint Surg(Am), 1983, 65:575- 584.
2，Shanbhag AS, Jacobs JJ, Glant TT, et al. Composition and morphology of wear debris in failed uncemented total hip replacement. J Bone Joint Surg(Br), 1994, 76:60- 67.
3，Zicat B, Engh CA, Gokcen E. Patterns of osteolysis around total hip components inserted with and without cement. J Bone Joint Surg(Am), 1995, 77:432- 439.
, 百拇医药
4，Delee JG, Charnley J. Radiological demarcation of cemented sockets in total hip replacement. 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. Clin Orthop, 1979, (141):17- 27.
6，Soballe K, Brockstedt- Rasmussen H, Hansen ES, et al. Hydroxyapatite coating modifies implant membrane formation: controlled micromotion studied in dogs. Acta Orthop Scand, 1992, 63:128- 140.
, 百拇医药
7，Pritchett JW. Femoral bone loss following hip replacement: a comparative study. Clin Orthop, 1995, (314):156- 161.
8，Schmalzried TP, Jasty M, Harris WH. Periprosthetic bone loss in total hip arthroplasty: polyethylene wear debris and the concept of the effective joint space. J Bone Joint Surg(Am), 1992, 74:849- 863.
9，Kaufer H, Danelists, Amstutz HC, et al. Symposium: osteolysis in total joint replacement. Contemp Orthop, 1993, 27:47- 58.
(收 稿 日 期 :1999-06-10), 百拇医药
单位：蔡谞(100853北京，解放军总医院骨科)；王继芳 胡永成 卢世璧 王岩 董纪元(100853北京，解放军总医院骨科)
关键词：髋假体；骨质溶解；粒子大小；假体失效
中华骨科杂志000401
【摘要】目的探讨自人工关节关节面等处产生的磨损颗粒的迁移途径及其易聚积部位与骨溶解之间的关系。方法观察因无菌性松动行翻修术的39个国产人工髋关节的术前X线片，按关节类型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，并测算溶骨带宽度或溶骨面积。结果髋臼衬性骨溶解的发生率各区差异无显著性意义(P>0.05)，宽度以三区(Delee分区法)最大(P<0.05)；膨胀性骨溶解在人工股骨头和全髋关节中髋臼的发生率均以三区及坐骨缘最高(P<0.05)，各区溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)。股骨近端衬性骨溶解除四区(Gruen分区法)外均连续存在，宽度由近及远递减；膨胀性骨溶解发生率亦由近关节端向远端依次递减，溶骨面积在人工股骨头组各区中差异无显著性意义(P>0.05)，全髋关节则以近关节端(一、二、六区)较为严重(P<0.05)，且外侧(一、二区)重于内侧(五、六区)。结论国产人工髋关节出现无菌性松动后,假体周围骨溶解的发生部位和严重程度与自关节面等处产生的磨损颗粒的迁移途径和易聚积部位存在一定相关性。
, 百拇医药
An approach from the special X- ray features of osteolysis for the study of wear particles related to aseptic loosening of artificial hip components
CAI Xu, WANG Jifang, HU Yongcheng, et al.
Department of Orthopaedics, General Hospital of Chinese People's Liberation Army, Beijing 100853, China
【 Abstract】 Objective To study the relationship between osteolysis and migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface. Methods Pre revision X- ray films of 39 aseptically loosened hip prosthesis were observed. The incidence of liner osteolysis and expansile osteolysis around components in different regions was statistically determined according to different kinds of prosthesis and the width or area of osteolysis. Results There was no significant difference between the incidence of liner osteolysis of each zone at acetabulum (P >0.05) and the radiolucent lines were significantly wider in zone 3 (Delee and Charnley)(P< 0.05). The incidence of expansile osteolysis at acetabulum of both hemi and total hip prosthesis was the highest in zone 3 and ischium edge (P< 0.05), but no significant difference in size of osteolysis (P >0.05). Liner osteolysis at proximal femur was continuous except zone 4 (Gruen and Amstutz), and it gradually became narrower distally. Also the incidence of expansile osteolysis at proximal femur became lower distally from the joint. The size of osteolysis at different regions had no significant difference in the group of hemi hip prosthesis (P >0.05). But it was much severe at the proximal part of femur (zone 1, 2, 6) in the group of total hip prosthesis(P< 0.05) while lateral(zone 1, 2) was much severe than medial(zone 5, 6). Conclusion The location and severeness of osteolysis around aseptically loosened hip prosthesis have certain relationship with the migration pathway and collection site of wear particles originated from articular surface.
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【 Key words】 Hip prosthesis;Osteolysis;Particle size;Prosthesis failure
由于发生无菌性松动的人工关节周围常伴有明显的骨溶解现象，而且在骨-假体界面组织中发现有与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、金属以及超高分子聚乙烯(UHMWPE)颗粒有关的慢性异物炎症反应,因此,目前认为磨损颗粒可能与假体周围的骨溶解有关[1,2]，并且是造成人工关节晚期置入失败的重要原因。本研究依据X线片对因无菌性松动而行翻修术的不同类型国产人工髋关节假体周围骨溶解的类型、分布及严重程度进行了比较，以探讨磨损颗粒自关节面等处产生后的迁移途径及其易聚积部位与骨溶解之间的关系，为深入研究磨损颗粒与人工关节无菌性松动的关系提供线索。
资料与方法
一、临床资料
, http://www.100md.com 1980年1月～1997年12月,我院施行人工髋关节翻修术79例，共93个髋关节。选择入院时血常规、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、髋臼或髓腔拭子培养均为阴性,证实为无菌性松动的髋关节39个(表1)，观测假体周围的骨溶解情况。
表1无菌性松动人工髋关节临床资料 假体类型及部位
髋数
平均年龄(岁)
置换至翻修平均时间(月)
人工股骨头
17
57.9
46.9
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全髋关节*
22
48.6
77.2
髋臼
14
47.5
83.5
股骨柄
16
49.4
76.2
注：*部分假体仅髋臼或股骨柄一个部位松动
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二、X线片的观察与测量
观察翻修术前所摄骨盆及松动侧髋关节正、侧位X线片，并寻找骨溶解征象。若假体或骨水泥与骨之间有透光带(radiolucentlines)，宽度大于1mm并相对一致，为衬性骨溶解(linerosteolysis)；若假体或骨水泥与骨之间有“扇贝”样X线透光区，形成明显的分界并向远离假体表面的方向扩展，为膨胀性骨溶解(expansileosteolysis)[3](图1)。膨胀性骨溶解呈侵袭性，观察时注意与废用或应力遮挡引起的骨质疏松相鉴别。
图1髋臼分区(一～三区)和股骨近端分区(一～七区)以及人工髋关节假体周围骨溶解类型模式图
在正位X线片上按Delee-Charnley分区法将髋臼分为三个区，其中第三区又分为髋臼后缘、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七个区[5](图1)。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线放大率或于摄片时设标尺校正。按椭圆形面积计算公式算出膨胀性骨溶解区的近似面积。
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三、病例分组与数据分析、对髋臼和股骨近端分别进行观测，所得数据在不同关节类型及分区之间作比较，其中骨溶解发生率以精确四格表χ2检验作统计学处理，溶骨带宽度和面积则用方差分析进行显著性检验(α=0.05)。
结果
一、一般情况
无菌性松动人工髋关节的髋臼和股骨近端均可见骨溶解现象，并且多为衬性骨溶解和膨胀性骨溶解同时存在。骨水泥固定和无骨水泥固定假体周围骨溶解类型相似。股骨近端Gruen七区发生膨胀性骨溶解时仅有少数残留薄层的骨皮质，多数股骨距完全消失，因测量欠精确，故仅作参考。由于骨溶解的存在，假体缺乏骨性结构支撑而失去稳定性，因此在X线片上髋臼假体均有不同程度的移位，股骨柄则表现为下沉、倾斜或旋转。
二、衬性骨溶解
衬性骨溶解在松动的髋臼和股骨柄假体周围具有一定的连续性。其发生率在全髋关节髋臼各区差异无显著性意义(P>0.05)，溶骨带宽度则以三区最大(P<0.05)(表2)。不同类型和固定方式的股骨柄假体周围各对应区之间衬性骨溶解发生率差异亦无显著性意义(P>0.05)(表3)。全髋关节组股骨柄周围溶骨带宽在一、二、六区均大于人工股骨头组的对应区,差异有显著性意义(P<0.05)，三～五区差异无显著性意义(P>0.05)(表4)。
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表2无菌性松动髋臼假体周围各区骨溶解发生率及程度(
±s) 分区衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
发生率(%)
溶骨带宽(mm)
发生率(%)
溶骨面积(mm2)
一区
64(9/14)
1.85±0.61
36(5/14)
, http://www.100md.com
63.44±17.38△
二区
57(8/14)
5.00±2.12
57(8/14)
187.84±28.13
三区
57(8/14)
7.05±2.75*
93(13/14)*
184.08±20.09
, 百拇医药 后缘
-
-
29(4/14)
224.74±64.39
耻骨缘
-
-
21(3/14)
169.72±52.90
坐骨缘
-
-
, 百拇医药
86(12/14)＃
176.31±23.24
注：*与一、二区比较P<0.05；△与二、三区比较P<0.05；＃与后缘、耻骨缘比较P<0.05表3无菌性松动股骨柄假体周围各区骨溶解发生率(%) 分区
人工股骨头
全髋关节
衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
衬性骨溶解
膨胀性骨溶解
一区
, 百拇医药
76(13/17)
88(15/17)△
81(13/16)
81(13/16)△
二区
100(17/17)
53(9/17)
100(16/16)
50(8/16)
三区
100(17/17)
, http://www.100md.com
6(1/17)
94(15/16)
19(3/16)
四区
24(4/17)*
6(1/17)
50(8/16)*
6(1/16)
五区
100(17/17)
12(2/17)
88(14/16)
, http://www.100md.com
19(3/16)
六区
100(17/17)
71(12/17)△
94(15/16)
75(12/16)△
七区
0(0/17)
94(16/17)△
0(0/16)
94(15/16)△
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注：*与同组其它区比较P<0.05；△与二～五区比较P<0.05表4无菌性松动股骨柄假体周围各区骨溶解程度(
±s) 分区人工股骨头
全髋关节
衬性骨溶解(mm)
膨胀性骨溶解(mm2)
衬性骨溶解(mm)
膨胀性骨溶解(mm2)
一区
3.43±0.79*
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208.15±65.08
8.74±1.42*△
352.06±67.03*△
二区
2.56±0.58
112.73±34.00
5.07±0.84△
345.76±105.34△
三区
1.44±0.42
119.10
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1.71±0.34
61.11±22.03
四区
0.44±0.13
354.48
0.64±0.21
170.15
五区
2.88±0.71
113.44±22.69
2.39±0.52
219.21±70.38△
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六区
2.28±0.54
100.39±21.40
3.16±0.66△
136.25±36.77△
七区
-
62.47±19.41
-
31.76±2.73
注：*与同组其它区比较P<0.05；△与人工股骨头组对应区比较P<0.05
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三、膨胀性骨溶解
膨胀性骨溶解倾向于在各区内单发，但亦有严重者在假体周围连接成片，如蜂窝状(图2～5)。
图2股骨柄假体周围膨胀性骨溶解(箭头所示)连接成片如蜂窝状
图3股骨近端Gruen一、七区膨胀性骨溶解，股骨柄假体下沉
图4髋臼Delee一、二、三区及股骨Gruen一、七区膨胀性骨溶解(箭头所示)；股骨Gruen一、二、六、七区衬性骨溶解(左侧)；左侧髋臼假体移位，双侧股骨柄假体下沉
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图5髋臼Delee三区及股骨近端Gruen一、二、六、七区膨胀性骨溶解(箭头所示)，髋臼假体移位，股骨柄假体下沉、倾斜
髋臼二区的骨溶解较为严重时，可使臼底骨质变薄，甚至突破臼底造成中心性脱位。人工股骨头组虽无髋臼假体，但在髋臼三区的后缘和坐骨缘同样存在膨胀性骨溶解，并以坐骨缘发生率最高(P<0.05)。除该组一、二区及耻骨缘未发现膨胀性骨溶解外，不同类型关节及固定方式的髋臼各对应区的发生率和溶骨面积的差异均无显著性意义(P>0.05)(表2)。
股骨近端膨胀性骨溶解严重者可使骨质极度变薄，甚至突破骨皮质造成局部骨裂。人工股骨头和全髋关节股骨柄周围膨胀性骨溶解发生率由高到低依次为一、六、七区，二区，三、四、五区(P<0.05)，各对应区之间差异无显著性意义(P>0.05)(表3)。人工股骨头组股骨柄周围各区溶骨面积差异无显著性意义(P>0.05)，但其近关节端的一、二、五、六区溶骨面积均小于全髋关节组的对应区,差异有显著性意义(P<0.05)(表4)。
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讨论
以往研究认为，造成人工髋关节假体周围无菌性骨溶解的因素有：假体微动、应力遮挡、应力集中、对金属离子的过敏反应、手术操作和骨水泥造成骨滋养血管损伤以及骨水泥聚合反应产生高温造成的骨坏死等[6,7]。近年来，许多作者通过组织学观察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]。因此，我们推测骨溶解的发生部位及其严重程度应与磨损颗粒的迁移途径和易聚积部位存在一定的相关性。
一、髋臼骨溶解X线特征与磨损颗粒的相关性
本组髋臼假体周围衬性骨溶解宽度以三区最大;膨胀性骨溶解不论何种关节和固定方式，其发生率均以三区及其中的坐骨缘最高，溶骨面积二、三区也大于一区。该结果与Zicat等[3]的观测结果基本一致，并与磨损颗粒自关节面及多种界面产生后在髋臼内的迁移途径和易聚积部位相符。其原因如下：(1)由于Delee三区处于整个髋臼窝的低位，而其中的坐骨缘又最低，故必然成为磨损颗粒易于聚积的部位；(2)髋关节负重活动时髋臼的受力支撑点主要在一、二区，三区为关节腔内关节液和骨-假体界面组织液在关节运动时的“泵”出方向，从而将磨损颗粒冲刷进入三区；(3)三区内的坐骨和耻骨为相对薄弱和多孔的松质骨，磨损颗粒和骨溶解较易扩展进入其中。
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二、股骨柄周围骨溶解X线特征与磨损颗粒的相关性
Schmalzried等[8]曾提出有效关节空间(effectivejointspace)的概念，即人工关节假体在接近关节腔的部位若未与骨床达到紧密结合，则骨-假体界面在一定程度上成为关节腔的直接延续，关节液可以渗入。由于在关节负重运动过程中关节腔有类似“泵”的作用，使关节液中的磨损颗粒随关节腔内压力梯度的改变而沿着有效关节空间逐渐向假体远端扩散，并可在近端阻留。我们对股骨近端的观测表明，不论何种固定方式，股骨柄周围骨溶解的发生率和严重程度存在一个总的趋势，即邻近关节的部位(Gruen一、二、六区)多发而严重，离关节越远就越少而轻，并且近外侧(一、二区)重于近内侧(五、六区)。这种骨溶解分布规律符合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。另外，股骨柄的外上区，即Gruen一区，主要由大转子的松质骨构成，松质骨的小梁网不能有效限制小颗粒的扩散可能也是该区骨溶解好发和较为严重的原因之一。
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本组人工股骨头假体股骨柄周围同样出现骨溶解现象，提示单纯金属磨损颗粒在该过程中具有一定的作用。然而，不论何种固定方式，全髋关节股骨柄近关节端骨溶解程度较前者严重，其原因可能在于全髋关节股骨头和金属背壳与聚乙烯内衬之间的相对运动产生的微小聚乙烯颗粒。近年来，有作者认为聚乙烯颗粒在假体周围骨溶解过程中起主要作用[9]。
综上所述，无菌性松动的国产人工髋关节假体周围骨溶解的类型、分布及严重程度与磨损颗粒产生后的迁移途径和易聚积部位一致，提示磨损颗粒在骨溶解过程中具有重要作用。当然，尽管绝大多数无菌性松动假体周围有骨溶解，但随访研究亦表明部分稳定和使用良好的人工关节假体周围同样有骨溶解现象。因此，在骨结构损害未致假体机械稳定性丧失之前，磨损颗粒聚积造成的骨溶解并不一定引起假体松动。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(39800161)
参考文献
, 百拇医药
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(收 稿 日 期 :1999-06-10), 百拇医药