犬全髋置换发展历史（二）

姚海峰  兽医外科博士

    在兽医领域第一个单极髋关节置换手术是由Brown医生在1953年报道的。实验中使用不锈钢假体对犬猫关节进行置换。Gorman医生是犬全髋关节置换手术的开创者，1957年他报道了53例军用犬犬全髋置换的报告。在1974年，Hoefle医生报道了1例使用Richards-Toronzo型假体进行犬全髋置换手术过程并获得成功。上世纪80年代，Richards’Canine Ⅱ型犬全髋关节假体被广泛使用，随后犬全髋关节置换术的效果被大家所认同。这个时期Olmstead，Hohn及Turner’s等先后报道了共计400余例犬全髋置换手术。至此，在国外，犬全髋置换手术进入了新时代。但是由于国内宠物医疗发展较晚，到目前为止此项手术在国内尚未开展。主要问题是国外商品化的假体和全髋置换器械并不对中国大陆市场销售，并且价格昂贵。此种情况下引进此项技术困难重重。

    目前兽医领域所应用的假体都是基于Charnley型假体设计，常用的有骨水泥型假体、生物固定型假体以及Zurich 非骨水泥类型假体。自上世纪70年代初全髋关节技术应用于宠物临床，经过无数学者及工程技术人员的不懈努力，在材料学、力学结构、假体固定模式等方面做了大胆有效的改进和革新，使犬全髋置换技术得到了空前的发展。

    国外应用于小动物临床的犬全髋置换假体依据固定类型主要分为三大类：骨水泥固定类型和生物固定类型以及骨螺钉固定类型。骨水泥固定类型假体，主要是通过骨水泥填充假体与骨之间的间隙，使假体稳稳的固定与骨组织之中，达到早期稳定。据报道，早期人医使用第一代骨水泥技术时，股骨柄无菌性松动率达到19.5％－40％，翻修率达到1.8－13％。甚至1987年Jones等提出了“骨水泥病”的概念。随着科技发展，先后设计出了第二、三代骨水泥技术，包括髓腔栓、骨水泥枪、真空下离心技术调制骨水泥以及髓腔冲洗、压力固定以及假体柄中心化等。很大程度上克服了骨水泥的问题，骨水泥引发的问题随即明显降低。Juri ota等2005年报道了284例犬骨水泥全髋置换术后短期X线片评估，结果显示第三代骨水泥固定者要比第二、第一代要好很多，第二代也比第一代要好很多。骨水泥固定型髋臼假体，材料选用超高分子聚乙烯，髋臼内面为半圆形，内面光洁度达到镜面光滑。髋臼球面有环形沟槽，可增加与骨水泥接触面积，专有的顶端凸台，臼口设计，保证骨水泥厚度的一致性。人工髋臼壁考虑到长年使用造成磨损，其磨损率一般为0.13mm/年，以30年使用年限，人医使用的髋臼壁厚不得小于5mm。而对于犬用髋臼壁厚度我未能查找到相关数据，以最大年磨损率0.3mm计算，使用年限10年，则经过推算，犬用髋臼壁厚度应不小于3mm。

    生物固定类型假体于上世纪80年代开始施行，将股骨柄植入与之相匹配的骨髓腔，股骨柄上30%的面积为多孔层或是羟磷灰石涂层，早期假体与骨髓腔紧密结合以达到早期稳定，随后再利用骨小梁长入假体孔隙或是与假体表面喷涂的羟磷灰石紧密结合来达到远期稳定。髋臼分为金属外壳和高分子聚乙烯内衬两部分，金属外壳的外表面是多孔层或是羟磷灰石涂层，使骨组织长入金属外壳表面达到固定作用。髋臼杯固定方式常用的有两种类型，第一种是增大金属外壳周边，术中将其锤入打磨过的髋臼；第二种是螺钉穿过金属壳固定于髋臼上。虽然生物固定类型假体在初期曾经风靡一时，但由于应力遮挡作用、微动或是诸多因素影响骨组织长入假体表面微孔而影响远期假体稳定。根据Wolff定律我们知道，股骨所受应力变小，必然导致骨量减少和骨质疏松。也就是说由于应力遮挡因素，远期生物固定类型的假体周围骨出现骨质吸收，骨钙丢失导致支持假体的支撑力下降，造成假体松动。目前骨溶解已被认为是造成假体松动的主要原因之一。因此从术后疗效上来看，第三代骨水泥技术固定假体与生物固定型假体在术后统计情况看没有明显区别。1994年由美国“发展及共识会议”提出了生物型固定髋臼和骨水泥固定股骨体柄混合使用的方法，这种方法的使用已经成为人医全髋置换的一种趋势。这种方式同样也影响到宠物医疗领域。内固定型全髋置换假体

    不锈钢具有较强的抗腐蚀性能和优良的机械强度，在骨折内固定材料中被广泛使用，早期人工髋关节亦多采用不锈钢制造，但不久即被更好的材料钴合金及钛合金所替代。钴铬钼合金弹性模量为210Gpa，钛合金弹性模量为110Gpa。因此使用钛合金材料作为股骨柄假体，可最大程度的减少应力遮挡。在不锈钢、钛合金及钴铬钼合金三者中，钴铬钼合金的抗磨损能力是最强的，因此股骨头假体均采用钴铬钼合金以减少磨损碎屑。钛合金股骨头假体不耐磨损，磨损产生出的碎屑会引起金属原性骨溶解，而使假体松动。目前人医常用的股骨柄材料由钴－铬－钼合金或是钛合金构成；髋臼杯材料主要为高分子聚乙烯材料。据报道犬用生物固定型多孔层假体由3层直径0.6mm的金属小球利用烧结方法连接于股骨柄上，细小金属球之间形成相互交联的三维通孔连接，为骨生长提供理想的生长空间，使假体与骨形成立体交叉牢固结合，达到生物固定，最大程度达到远期的稳定植入。髋杯假体为金属壳，内衬为超高分子聚乙烯，髋杯金属壳外表面有多孔层覆盖。

    随着国民生活水平提高、国内宠物行业及宠物诊疗行业兴起，宠物主人对于宠物福利的要求日渐升温。犬全髋关节置换手术在国外成功开展逾33年，人工全髋关节置换手术已成为治疗犬髋关节晚期疾病的一种重要方法。而在国内还没有兽医有能力施行此类手术，不但缺技术更是缺器材。针对犬髋关节终末期病变，小体型犬可采用股骨头及股骨颈截骨术（FHNE），术后可取得较好的效果，但对于体重大于18kg以上者FHNE手术并没有小型犬效果好。在1份267例病例报告中指出术后30%的主人强调术后犬的后肢存在不同程度跛行。而若是在全髋置换手术（THR）后仍然有跛行的现象将被视为手术失败。在1份超过500例犬全髋置换手术的病例报告中指出，早期的成功率达到91.2%，稍晚一些的成功率达到95.2%。THR不仅可以矫正犬髋关节畸形、消除疼痛、保持关节稳定、最大限度恢复髋关节功能，术后恢复快，更是大大提高了患病动物的生活质量。而股骨头及颈切除术通常被认为是髋关节疾病的一种减痛手术，手术后恢复时间长，从4周至12周不等，并且多数患病动物进行股骨头及颈切除后，双侧后肢不等长，关节稳定性降低、髋关节功能受限、很多病例在术后仍然伴随肌群萎缩，不能爬楼梯及跳高。由此可见中大型犬髋关节病变后施行THR在手术效果、生活质量等方面与FHNE相比较具有明显的优越性。早期犬的假体主要为骨水泥类型，大量研究显示此类假体易于出现无菌性松动、高感染率、骨水泥聚合产生高温引起骨坏死、翻修手术很困难、以及骨水泥引发的微粒问题等等。随后在上世纪80年代初，非骨水泥型假体应运而生，但是此类假体不但手术要求很高——特别是对于髓腔制备的技巧，而且术后同样出现假体无菌性松动，松动的原因主要是股骨内壁受到的主要是压应变，而股骨外侧主要受的是张应变，在长期微小的变动中，这种方向不一致的微小变动将使股骨柄假体出现无菌性松动。苏伊士大学的Montavon医生等设计出了一款将股骨柄固定于股骨髓腔内骨皮质上的假体，称为Zurich cementless假体，很好的解决了内、外侧骨皮质不同方向微动造成固体松动这个问题。鉴于上述问题，迫切希望通过实验研究能够设计和摸索出一款技术要求相对较低、操作简便、并发症较少、价格合理，适用于在国内小动物临床应用和推广的犬全髋关节假体与器材，并通过相关基础研究深入认识相关技术要点、理论基础，为填补国内小动物临床空白和奠定基础做出贡献。