五、发育性髋关节发育不良治疗的生物力学基础
DDH的治疗方法繁多,包括关节囊成形术、原位造盖术、髋臼扩大术、骨盆或股骨截骨术、关节置换术等,具体治疗方式需根据病理解剖、患者年龄、生物力学等特点并结合医师的技术和经验来进行选择。DDH治疗的基本生物力学原理是通过扩大髋臼容积、增加髋臼覆盖和股骨头包容、恢复头臼同心关系、矫正股骨近端畸形、调整外展肌力臂等方式,纠正关节发育缺陷、增加髋关节稳定性、增加髋臼和股骨头受力面积以减小关节应力、促进髋臼及股骨头重塑、重建髋关节解剖结构等,最终恢复髋关节正常生物力学关系。
髋臼发育直接与髋臼骨骺生长相关,而股骨近端发育直接与股骨近端、大转子和股骨颈峡部骨骺相关。正常情况下,髋关节受力作用于骺板中央,压应力均匀分布,不会出现一处生长过快或过慢的现象。一侧髋关节出现发育不良时,由于力学环境的改变常可导致对侧发育也出现异常。如果作用于骺板的力的方向与骺板垂线成角,负重时骺板压应力向一侧偏移,另一侧甚至可产生张应力,由此出现一侧生长较快的现象,直到骺板又垂直于受力方向后再进入均匀生长。因此,在小儿DDH患者中,部分需改变骺板受力方向的治疗方式(如骨盆旋转截骨术、股骨转子间内翻截骨术等)可导致骺板不同部位生长不一致,骨盆或股骨颈在发育过程中有回到原来方向的趋势,导致部分患儿疗效差,成年后仍需进一步治疗。
髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)是成人DDH伴有明显临床症状患者常用的治疗方式,髋关节旋转中心是影响术后假体与骨质、骨水泥及髋关节周围软组织内应力分布的最主要因素。从生物力学角度讲,髋臼假体的安放应尽可能置于髋臼解剖位置上,并要保证假体正常包容。非解剖位置的髋关节旋转中心重建(尤其是外移、上移)可增加早期无菌性松动和脱位风险,既往有文献报道髋关节旋转中心每外移1mm,假体松动翻修概率将增加24%。由于髋臼发育不良及顶部骨缺损,实际手术操作中很难做到髋臼假体旋转中心与生理解剖位置完全吻合,为保证髋臼假体顶部良好骨性覆盖及避免过大的移植骨覆盖,常对髋臼进行适当的内移或上移处理,原则是旋转中心位置宁偏内上,勿偏外上,争取在尽可能靠近髋臼生理解剖位置和最大限度宿主骨覆盖之间取得平衡。此外,既往研究也证实DDH全髋关节置换时在保证骨床包容的前提下选择较大直径的髋臼杯有利于髋关节应力分布,但需注意避免或减少髋臼骨床扩大磨锉所致的髋臼内壁穿破。
【笔者经验】
1.DDH是髋关节先天发育缺陷和后天力学环境异常共同作用的结果,以时间和空间上的不稳定性为特征。
2.髋关节是典型的杵臼关节,正常髋关节生物力学体系处于动态平衡之中,DDH髋关节杵臼结构紊乱导致关节软骨、软骨下骨及周围软组织静力学及动力学异常,长期异常的力学环境也可促进髋关节异常发育。
3.DDH治疗的基本生物力学原理是通过扩大髋臼容积、增加髋臼覆盖和股骨头包容、恢复头臼同心关系、矫正股骨近端畸形、调整外展肌力臂等方式纠正关节发育缺陷、增加髋关节稳定性、增加髋臼和股骨头受力面积以减小关节应力、促进髋臼及股骨头重塑、重建髋关节解剖结构等,最终恢复髋关节正常的生物力学关系。
(斯海波 沈 彬)