同種異體腓骨移植術治療股骨頭壞死的生物力學與臨床療效研究.pdf

1、目的:
　　保髖（保留自身關節(jié)）是股骨頭壞死(ONFH)患者首選的治療方法。目前臨床最常用的保髖治療方法主要建立在臨床經(jīng)驗上，并沒有很好地根據(jù)壞死股骨頭生物力學特性的變化進行治療，也缺乏相關的生物力學依據(jù)。其原因主要是目前的臨床研究偏重于生物學和影像學，對于塌陷相關的生物力學認識和研究相對不足。然而壞死股骨頭的塌陷是生物學因素和生物力學因素相互作用的結果，理想的保髖治療方法必須對這兩個方面都進行有效的重建，不可或缺。本研究針對目前

2、股骨頭壞死生物力學研究仍不足的現(xiàn)狀，以同種異體腓骨移植術(AFG)為范例，運用計算生物力學研究手段，研究正常、壞死、術后股骨頭生物力學效能的變化。同時對我院采用同種異體腓骨移植術治療的病例進行臨床回顧性研究，將實驗研究結果與臨床研究結果進行對比，為股骨頭壞死圍塌陷期治療決策的制定提供有效的生物力學與臨床依據(jù)，為解決股骨頭壞死的塌陷防治難題做出新的嘗試和探索。
　　方法:
　　實驗研究部分:應用患者的X片、CT、MRI影像學資

3、料建立個體化的正常、壞死、同種異體腓骨移植術髖關節(jié)三維有限元模型，采用參數(shù)化策略研究正常股骨頭、壞死股骨頭、術后股骨頭的載荷傳遞模式，揭示正常股骨頭的有效載荷傳遞規(guī)律，壞死股骨頭的載荷傳遞損害規(guī)律，同種異體腓骨移植術后股骨頭載荷傳遞重建規(guī)律，為壞死股骨頭的塌陷預測與治療提供有效的生物力學依據(jù)。
　　臨床研究部分:本研究回顧2010年1月1日-2014年3月1日在本院髖關節(jié)中心行同種異體腓骨移植術治療的股骨頭壞死患者，收集患者的X線

4、片、MRI及CT影像學資料，并根據(jù)患側、誘發(fā)因素、JIC分型、手術方式等進行分類整理，然后分別以B級塌陷（≤15％-30％或≤2-4mm）、人工關節(jié)置換為終點事件進行Kaplan-Meier生存率、COX回歸分析，探索不同終點事件下同種異體腓骨移植術后股骨頭壞死患者的生存率與危險因素，為壞死股骨頭的保髖治療與預后的判斷提供有效的臨床依據(jù)。
　　結果:
　　實驗研究部分:
　　1.軟骨下骨的應力結果
　　正常、壞死

5、、術后軟骨下骨的最大應力區(qū)域出現(xiàn)在股骨頭的頂端。股骨頭壞死后，股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的最大Mises應力顯著升高，較正常升高32.34％;同種異體腓骨移植術后壞死股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的最大Mises應力較術前下降11.28％。
　　2.壞死區(qū)的應力結果
　　股骨頭發(fā)生壞死后，股骨頭壞死區(qū)域的最大Mises應力下降顯著，較正常下降57.65％;同種異體腓骨移植術后股骨頭壞死區(qū)的的最大Mises應力較術前升高12.4％。
　

6、　3.股骨頭內(nèi)的載荷傳遞路徑
　　正常股骨頭內(nèi)部生物載荷傳遞路徑是連續(xù)的，股骨頭負重區(qū)載荷沿著載荷傳遞路徑傳遞到股骨矩;壞死后股骨頭內(nèi)部的正常載荷傳遞路徑被中斷;同種異體腓骨移植術后股骨頭負重區(qū)的載荷先傳遞到異體腓骨上，再傳到股骨矩上，初步重建出載荷傳遞路徑。
　　4.空心螺釘植入后的力學結果
　　同種異體腓骨移植術后配合螺釘與不配合螺釘軟骨下骨最大應力區(qū)域均出現(xiàn)在股骨頭的頂端。壞死股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的最大Mises

7、應力也沒有明顯變化，僅相差0.57MPa。
　　臨床研究部分:
　　1.一般資料
　　根據(jù)本研究的納入標準、排除標準，在我院行同種異體腓骨移植術的患者中，共納入136位患者，男性107例，女性29例;17例為雙側壞死，男性13例，女性4例;共153髖，左側78髖，右側75髖;誘因:特發(fā)性壞死33髖，創(chuàng)傷性壞死6髖，酒精性壞死51髖，激素性壞死63髖;JIC分型:A型3髖，B型15髖，C1型97髖，C2型38髖;行單純性

8、同種異體腓骨移植術104髖，行同種異體腓骨移植加螺釘內(nèi)穩(wěn)定術49髖;年齡19-61歲，平均37.51±9.16歲;隨訪時間6.13-62.47月，平均24.01±13.50月;在隨訪中36髖(23.53％)發(fā)生了B級以上塌陷，塌陷時間1.33-35.03月，平均15.04±8.67月，7髖(4.58％)發(fā)生了人工關節(jié)置換，置換時間16.87-35.07月，平均22.53±5.94月。
　　2.B級塌陷為終點事件
　　以B級塌

9、陷為終點事件，術后壞死股骨頭1年、2年、3年、4年、5年的生存率分別為90％±3％、74％±4％、66％±5％、66％±5％、66％±5％。行同種異體腓骨移植術術后壞死股骨頭以B級塌陷為終點事件的生存率的波動時間發(fā)生在前3年，3年后生存率保持穩(wěn)定。COX回歸分析結果顯示，變量JIC分型P=0.001＜0.01，研究有統(tǒng)計學意義，即JIC分型與術后股骨頭的生存率顯著相關。A、B型、C1型、C2型術后壞死股骨頭的生存率呈逐漸下降趨勢，A型、

10、B型的生存率存在差異，但無法得出明顯的變化趨勢。性別、年齡、誘發(fā)因素、患側、手術方式等變量的P＞0.05，無統(tǒng)計學意義，與壞死股骨頭生存率不存在相關性。
　　3.人工關節(jié)置換為終點事件
　　以人工關節(jié)置換為終點事件，壞死股骨頭術后1年、2年、3年、4年、5年的生存率為100％±0％、94％±2％、92％±3％、92％±3％、92％±3％。行同種異體腓骨移植術術后，以人工關節(jié)置換為終點事件壞死股骨頭的生存率波動時間也發(fā)生在前3

11、年，3年后生存率保持穩(wěn)定，波動情況與以B級塌陷為終點事件的結果類似。COX回歸分析結果顯示，變量JIC分型P=0.032＜0.05，研究有統(tǒng)計學意義，即JIC分型與術后壞死股骨頭的生存率存在相關性。A、B型、C1型、C2型術后壞死股骨頭的生存率逐漸下降趨勢，A型、B型的生存率存在差異，同時也無法得出明顯的變化趨勢。性別、年齡、誘發(fā)因素、患側、手術方式等變量的P＞0.05，無統(tǒng)計學意義，與壞死股骨頭生存率不存在相關性。
　　結論:<

12、br>　　1.同種異體腓骨移植術能夠重建壞死股骨頭內(nèi)的載荷傳導路徑，糾正軟骨下骨的應力集中和應力遮擋，在力學上能夠一定程度預防塌陷和促進修復，其臨床療效雖不及人工關節(jié)置換，但對于年輕的患者及存在希望獲得一個接近正常關節(jié)的患者不失為是個好的選擇，是一個富有臨床價值的保髖術式。
　　2.壞死股骨頭內(nèi)生物力學效能的改變不僅是壞死股骨頭塌陷的影響因素，也是壞死股骨頭修復的影響因素。
　　3.壞死股骨頭保髖治療的臨床愈合期與影像學修復