同種異體腓骨移植術(shù)治療股骨頭壞死的生物力學(xué)與臨床療效研究.pdf

1、目的:
　　保髖（保留自身關(guān)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(xué)特性的變化進行治療，也缺乏相關(guān)的生物力學(xué)依據(jù)。其原因主要是目前的臨床研究偏重于生物學(xué)和影像學(xué)，對于塌陷相關(guān)的生物力學(xué)認識和研究相對不足。然而壞死股骨頭的塌陷是生物學(xué)因素和生物力學(xué)因素相互作用的結(jié)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(xué)研究仍不足的現(xiàn)狀，以同種異體腓骨移植術(shù)(AFG)為范例，運用計算生物力學(xué)研究手段，研究正常、壞死、術(shù)后股骨頭生物力學(xué)效能的變化。同時對我院采用同種異體腓骨移植術(shù)治療的病例進行臨床回顧性研究，將實驗研究結(jié)果與臨床研究結(jié)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(xué)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(yīng)用患者的X片、CT、MRI影像學(xué)資

3、料建立個體化的正常、壞死、同種異體腓骨移植術(shù)髖關(guān)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(shù)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(shù)后股骨頭載荷傳遞重建規(guī)律，為壞死股骨頭的塌陷預(yù)測與治療提供有效的生物力學(xué)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(guān)節(jié)中心行同種異體腓骨移植術(shù)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(xué)資料，并根據(jù)患側(cè)、誘發(fā)因素、JIC分型、手術(shù)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(guān)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(shù)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(yù)后的判斷提供有效的臨床依據(jù)。
　　結(jié)果:
　　實驗研究部分:
　　1.軟骨下骨的應(yīng)力結(jié)果
　　正常、壞死

5、、術(shù)后軟骨下骨的最大應(yīng)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(yīng)力顯著升高，較正常升高32.34％;同種異體腓骨移植術(shù)后壞死股骨頭負重區(qū)軟骨下骨的最大Mises應(yīng)力較術(shù)前下降11.28％。
　　2.壞死區(qū)的應(yīng)力結(jié)果
　　股骨頭發(fā)生壞死后，股骨頭壞死區(qū)域的最大Mises應(yīng)力下降顯著，較正常下降57.65％;同種異體腓骨移植術(shù)后股骨頭壞死區(qū)的的最大Mises應(yīng)力較術(shù)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(shù)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(xué)結(jié)果
　　同種異體腓骨移植術(shù)后配合螺釘與不配合螺釘軟骨下骨最大應(yīng)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(yīng)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(shù)的患者中，共納入136位患者，男性107例，女性29例;17例為雙側(cè)壞死，男性13例，女性4例;共153髖，左側(cè)78髖，右側(cè)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(shù)104髖，行同種異體腓骨移植加螺釘內(nèi)穩(wěn)定術(shù)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(guān)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(shù)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(shù)術(shù)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(jié)果顯示，變量JIC分型P=0.001＜0.01，研究有統(tǒng)計學(xué)意義，即JIC分型與術(shù)后股骨頭的生存率顯著相關(guān)。A、B型、C1型、C2型術(shù)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(cè)、手術(shù)方式等變量的P＞0.05，無統(tǒng)計學(xué)意義，與壞死股骨頭生存率不存在相關(guān)性。
　　3.人工關(guān)節(jié)置換為終點事件
　　以人工關(guān)節(jié)置換為終點事件，壞死股骨頭術(shù)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(shù)術(shù)后，以人工關(guān)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(jié)果類似。COX回歸分析結(jié)果顯示，變量JIC分型P=0.032＜0.05，研究有統(tǒng)計學(xué)意義，即JIC分型與術(shù)后壞死股骨頭的生存率存在相關(guān)性。A、B型、C1型、C2型術(shù)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(cè)、手術(shù)方式等變量的P＞0.05，無統(tǒng)計學(xué)意義，與壞死股骨頭生存率不存在相關(guān)性。
　　結(jié)論:<

12、br>　　1.同種異體腓骨移植術(shù)能夠重建壞死股骨頭內(nèi)的載荷傳導(dǎo)路徑，糾正軟骨下骨的應(yīng)力集中和應(yīng)力遮擋，在力學(xué)上能夠一定程度預(yù)防塌陷和促進修復(fù)，其臨床療效雖不及人工關(guān)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(guān)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(shù)式。
　　2.壞死股骨頭內(nèi)生物力學(xué)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(fù)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(xué)修復(fù)