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特輯報導
2017-04-10
神骨交鋒：骨小樑髖臼杯與異體植骨的協力演出 Large Acetabular Bone Defect: Synergy of TM cup and Allograft
隨著人工髖關節的盛行，髖關節翻修手術的需求也隨著時間而逐漸增加。分析髖關節翻修手術的原因，最常見為無菌性鬆動 (Aseptic loosening) 。聚乙烯墊片磨損導致之骨溶解 (Osteolysis) 常造成大片的髖臼骨缺損及髖臼杯鬆動，而髖臼杯鬆動後對髖臼的摩擦刺激，常進一步惡化骨缺損的嚴重度。髖臼端之翻修手術需要提供穩定的機械支撐(mechanical support) 及恢復適當的髖臼中心 (Hip center) 及腿長。對於治療往上脫位之髖臼杯 (upper migration) 合併巨大骨缺損之病患，挑戰在於恢復髖臼中心、提供髖臼杯足夠支撐、及穩定耐用的人工關節。治療往上脫位之髖臼杯，目前可考慮的方式包含金屬網合併骨移植 (metal mesh and bone graft)、塊狀異體骨移植 (structural allograft) 合併骨水泥固定杯 (cemented cup)、髖臼支架 (cage, reinforcement ring)、橢圓形髖臼杯 (oblong cup) 、高位髖臼中心 (high hip center)、及骨小樑金屬(trabecular metal, TM) 髖臼杯重建。
對於活動力較好之病患，使用塊狀異體骨移植來恢復髖臼中心及提供足夠支撐是理想的目標。另外 ，使用異體骨移植重建病患骨本對於將來可能的翻修手術也可簡化其骨缺損的複雜程度，甚至在未來的翻修手術不需要再補骨。若使用塊狀異體骨重建髖臼骨且合併生物型髖臼杯 (cementless cup) 重建，臨床上病患條件需要具有髖臼及髖臼杯接觸面積 50% 以上才較易成功。對於巨大髖臼骨缺損或上段骨缺損 (shelf, superior segmental or minor column defect) 之情形，使用塊狀異體骨合併骨水泥或生物型髖臼杯在 10 年的追蹤平均失敗率約為20~30%[1,2]。若骨缺損嚴重而無法達到自體骨與髖臼杯接觸面積大於 50%，則文獻上不建議使用生物型髖臼杯 [3]。而使用骨水泥髖臼杯或支架可用於缺損較大的髖臼，但其缺點為中期( 約 3~7 年左右 ) 開始出現鬆動的情形[4,5]。
為達到恢復骨本，提供立即的穩定度，及加快骨內生 (Bone ingrowth) ，我們建議一種搭配使用的方法：塊狀異體骨移植合併骨小樑髖臼杯 (TM cup) 的重建方式，髖臼之骨頭小缺損，則使用細小的異體骨(morselized bone chip) 填補。既達到補骨的手段，並利用骨小樑髖臼杯快速骨內生的優點 [7]，達成翻修手術中髖臼重建的目標。
手術方式
1. 在使用習慣的關節切口後 (Arthrotomy)，須盡量完整的暴露剩餘的髖臼骨。在移除鬆脫的髖臼杯後，必須仔細清除剩餘之肉芽組織，以利接下來評估剩餘的髖臼骨，並且辨認出不適合生物型髖臼杯的不連續髖臼 (pelvis discontinuity)。在確認理想的髖中心 (ideal hip center) 後，需確定有足夠的後柱或是前柱 (posterior column or anterior column)，若有則可考慮使用生物型髖臼杯。接著開始打磨髖臼骨，盡量保留剩餘之髖臼骨，但需把多餘之贅骨(osteophyte) 移除以利植入異體骨及生物型髖臼杯。在達到差不多理想的大小後，可放入髖臼杯的 trial，以評估骨頭與髖臼杯的接觸面積，穩定度，及骨缺損的位置。
2. 補骨部分，依據缺損的髖臼骨，有可能需要2~3 個異體股骨頭或是一個異體遠端股骨髁。若決定使用股骨頭，則需要夠大的直徑以重建段狀骨缺損 (segmental defect)。異體骨的形狀可以修飾成 L 型，以增加與病人自體髖臼骨接觸面，進而提高癒合率。若使用股骨頭，則 calcar 部位可往上插入髖臼的段狀骨缺損中，海綿骨則朝向髖臼杯。若使用遠端股骨髁，則將股骨幹部分朝向髖臼的段狀骨缺損。補骨時，補上的厚度需大於所需的厚度，預留接下來打磨後讓生物型髖臼杯可 press-fit 敲入髖臼。補入異體骨後，視異體骨的穩定度可同時鎖上3~4 支螺釘 (4 or 6.5mm) 固定異體骨，此時異體骨若穩定固定在髖臼上，則可開始打磨 (reaming)。
3. 打磨原則為創造出理想髖臼杯欲放置之位置，所以由小到大慢慢接近補骨前的髖臼骨，到達補骨前打磨的大小後，接著可補入異體碎骨，利用反轉打磨 (reverse reaming) 的方式，將剩餘的小洞骨缺損補滿。最後將生物型髖臼杯植入，並盡量將髖臼螺釘鎖過塊狀異體骨至髖臼骨上，及鎖於前柱及後柱上。
病例示範1
這是一位 70 歲男性病患，10 多年前左髖因退化性關節炎而接受全髖人工關節置換手術，最近幾個月開始左髖斷斷續續疼痛合併跛行，經 X 光片檢查發現髖臼杯鬆動合併嚴重骨溶解，但髖關節側面照發現前後柱仍保持 ( 如圖一、二 )，故建議補骨合併髖臼杯翻修手術。術前 X 光片判斷為上方節段型骨缺損 (superior segmental defect)，骨缺損為Paprosky IIA (migation <3cm, up and in)，AAOS III (medial cavitary and superior segmental)。術中證實骨缺損與 X 光片判讀一致，髖臼杯與髖臼接觸面積約為 30% (Gross IV, <50%)。利用異體遠端股骨髁重建髖臼骨缺損，最後使用骨小樑髖臼杯 (TM cup)植入髖臼 ( 如圖三 )。術後一年的 X 光片發現髖臼杯很穩定沒有變化，異體骨已和髖臼癒合 ( 如圖四 )。
病例示範2
這是一位 75 歲男性病患，20 多年前左髖因股骨頭缺血性壞死合併退化性關節炎而接受全髖人工關節置換手術。左髖在最近開始斷斷續續疼痛合併跛行大約一年左右，經 X 光片檢查發現髖臼杯鬆動合併嚴重骨溶解 ( 如圖五 )，建議補骨合併髖臼杯翻修手術。術前 X 光片判斷上方的節段型骨缺損 (superior segmental defect)，為 Paprosky IIIA (migration >3cm, up and out)，AAOS III (medial cavitary and superior segmental)。術中證實骨缺損與 X 光片判讀一致，髖臼杯與髖臼接觸面積約為25% (Gross IV, <50%)。髖臼的重建使用異體遠端股骨髁，並使用螺釘固定異體塊狀骨。最後使用骨小樑髖臼杯 (TM cup) 植入髖臼 ( 如圖六 )。術後一年的X 光片發現髖臼杯很穩定沒有變化，異體骨已開始和髖臼癒合 ( 如圖七 )。
當重建髖臼時面對巨大的髖臼骨缺損，為了重建骨本以達到良好的支撐強度，補上大量塊狀異體骨並配合快速骨內生之髖臼杯是提高成功率的方法之一。目前市面上號稱快速骨內生的髖臼杯上市時間夠長且具臨床中期追蹤以上的只有骨小樑髖臼杯(TM cup)。在之前的文獻報告中，即使髖臼骨接觸小於50%，使用骨小樑髖臼杯在 2 年內的成功率也超過90%[6]。對於巨大骨缺損之髖臼，骨小樑髖臼杯具有高孔洞性及接近軟骨下骨質 (subchrondral bone)之硬度，在補骨手術後，可提供快速的骨內生 (bone ingrowth) 達到穩定，及骨重塑 (bone remodeling) 達到髖臼骨本回復的特點。在處理髖臼端骨缺損或骨質疏鬆之病患，骨小樑髖臼杯是一個提高成功率的選擇。
Reference:
1. Sporer SM, O'Rourke M, Chong P, et al. The use of structural distal femoral allografts for acetabular reconstruction. Average ten-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. 2005;87:760-765.
2. Lee PT, Raz G, Safir OA, et al. Long-term results for minor column allografts in revision hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2010;468:3295-3303.
3. Garcia-Cimbrelo E. Porous-coated cementless acetabular cups in revision surgery: a 6- to 11-year follow-up study. J Arthroplasty. 1999;14:397-406.
4. Gerber A, Pisan M, Zurakowski D, et al. Ganz reinforcement ring for reconstruction of acetabular defects in revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2003; 85-A:2358-2364.
5. Callaghan JJ, Salvati EA, Pellicci PM, et al. Results of revision for mechanical failure after cemented total hip replacement, 1979 to 1982. A two to five-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. 1985;67:1074-1085.
6. Lakstein D, Backstein D, Safir O, et al. Trabecular Metal cups for acetabular defects with 50% or less host bone contact. Clin Orthop Relat Res. 2009;467:2318-2324.
7. Bobyn JD, Stackpool GJ, Hacking SA, et al. Characteristics of bone ingrowth and interface mechanics of a new porous tantalum biomaterial. J Bone Joint Surg Br. 1999;81:907-914.
對於活動力較好之病患，使用塊狀異體骨移植來恢復髖臼中心及提供足夠支撐是理想的目標。另外 ，使用異體骨移植重建病患骨本對於將來可能的翻修手術也可簡化其骨缺損的複雜程度，甚至在未來的翻修手術不需要再補骨。若使用塊狀異體骨重建髖臼骨且合併生物型髖臼杯 (cementless cup) 重建，臨床上病患條件需要具有髖臼及髖臼杯接觸面積 50% 以上才較易成功。對於巨大髖臼骨缺損或上段骨缺損 (shelf, superior segmental or minor column defect) 之情形，使用塊狀異體骨合併骨水泥或生物型髖臼杯在 10 年的追蹤平均失敗率約為20~30%[1,2]。若骨缺損嚴重而無法達到自體骨與髖臼杯接觸面積大於 50%，則文獻上不建議使用生物型髖臼杯 [3]。而使用骨水泥髖臼杯或支架可用於缺損較大的髖臼，但其缺點為中期( 約 3~7 年左右 ) 開始出現鬆動的情形[4,5]。
為達到恢復骨本，提供立即的穩定度，及加快骨內生 (Bone ingrowth) ，我們建議一種搭配使用的方法：塊狀異體骨移植合併骨小樑髖臼杯 (TM cup) 的重建方式，髖臼之骨頭小缺損，則使用細小的異體骨(morselized bone chip) 填補。既達到補骨的手段，並利用骨小樑髖臼杯快速骨內生的優點 [7]，達成翻修手術中髖臼重建的目標。
手術方式
1. 在使用習慣的關節切口後 (Arthrotomy)，須盡量完整的暴露剩餘的髖臼骨。在移除鬆脫的髖臼杯後，必須仔細清除剩餘之肉芽組織，以利接下來評估剩餘的髖臼骨，並且辨認出不適合生物型髖臼杯的不連續髖臼 (pelvis discontinuity)。在確認理想的髖中心 (ideal hip center) 後，需確定有足夠的後柱或是前柱 (posterior column or anterior column)，若有則可考慮使用生物型髖臼杯。接著開始打磨髖臼骨，盡量保留剩餘之髖臼骨，但需把多餘之贅骨(osteophyte) 移除以利植入異體骨及生物型髖臼杯。在達到差不多理想的大小後，可放入髖臼杯的 trial，以評估骨頭與髖臼杯的接觸面積，穩定度，及骨缺損的位置。
2. 補骨部分，依據缺損的髖臼骨，有可能需要2~3 個異體股骨頭或是一個異體遠端股骨髁。若決定使用股骨頭，則需要夠大的直徑以重建段狀骨缺損 (segmental defect)。異體骨的形狀可以修飾成 L 型，以增加與病人自體髖臼骨接觸面，進而提高癒合率。若使用股骨頭，則 calcar 部位可往上插入髖臼的段狀骨缺損中，海綿骨則朝向髖臼杯。若使用遠端股骨髁，則將股骨幹部分朝向髖臼的段狀骨缺損。補骨時，補上的厚度需大於所需的厚度，預留接下來打磨後讓生物型髖臼杯可 press-fit 敲入髖臼。補入異體骨後，視異體骨的穩定度可同時鎖上3~4 支螺釘 (4 or 6.5mm) 固定異體骨，此時異體骨若穩定固定在髖臼上，則可開始打磨 (reaming)。
3. 打磨原則為創造出理想髖臼杯欲放置之位置，所以由小到大慢慢接近補骨前的髖臼骨，到達補骨前打磨的大小後，接著可補入異體碎骨，利用反轉打磨 (reverse reaming) 的方式，將剩餘的小洞骨缺損補滿。最後將生物型髖臼杯植入，並盡量將髖臼螺釘鎖過塊狀異體骨至髖臼骨上，及鎖於前柱及後柱上。
病例示範1
這是一位 70 歲男性病患，10 多年前左髖因退化性關節炎而接受全髖人工關節置換手術，最近幾個月開始左髖斷斷續續疼痛合併跛行，經 X 光片檢查發現髖臼杯鬆動合併嚴重骨溶解，但髖關節側面照發現前後柱仍保持 ( 如圖一、二 )，故建議補骨合併髖臼杯翻修手術。術前 X 光片判斷為上方節段型骨缺損 (superior segmental defect)，骨缺損為Paprosky IIA (migation <3cm, up and in)，AAOS III (medial cavitary and superior segmental)。術中證實骨缺損與 X 光片判讀一致，髖臼杯與髖臼接觸面積約為 30% (Gross IV, <50%)。利用異體遠端股骨髁重建髖臼骨缺損，最後使用骨小樑髖臼杯 (TM cup)植入髖臼 ( 如圖三 )。術後一年的 X 光片發現髖臼杯很穩定沒有變化，異體骨已和髖臼癒合 ( 如圖四 )。
病例示範2
這是一位 75 歲男性病患，20 多年前左髖因股骨頭缺血性壞死合併退化性關節炎而接受全髖人工關節置換手術。左髖在最近開始斷斷續續疼痛合併跛行大約一年左右，經 X 光片檢查發現髖臼杯鬆動合併嚴重骨溶解 ( 如圖五 )，建議補骨合併髖臼杯翻修手術。術前 X 光片判斷上方的節段型骨缺損 (superior segmental defect)，為 Paprosky IIIA (migration >3cm, up and out)，AAOS III (medial cavitary and superior segmental)。術中證實骨缺損與 X 光片判讀一致，髖臼杯與髖臼接觸面積約為25% (Gross IV, <50%)。髖臼的重建使用異體遠端股骨髁，並使用螺釘固定異體塊狀骨。最後使用骨小樑髖臼杯 (TM cup) 植入髖臼 ( 如圖六 )。術後一年的X 光片發現髖臼杯很穩定沒有變化，異體骨已開始和髖臼癒合 ( 如圖七 )。
當重建髖臼時面對巨大的髖臼骨缺損，為了重建骨本以達到良好的支撐強度，補上大量塊狀異體骨並配合快速骨內生之髖臼杯是提高成功率的方法之一。目前市面上號稱快速骨內生的髖臼杯上市時間夠長且具臨床中期追蹤以上的只有骨小樑髖臼杯(TM cup)。在之前的文獻報告中，即使髖臼骨接觸小於50%，使用骨小樑髖臼杯在 2 年內的成功率也超過90%[6]。對於巨大骨缺損之髖臼，骨小樑髖臼杯具有高孔洞性及接近軟骨下骨質 (subchrondral bone)之硬度，在補骨手術後，可提供快速的骨內生 (bone ingrowth) 達到穩定，及骨重塑 (bone remodeling) 達到髖臼骨本回復的特點。在處理髖臼端骨缺損或骨質疏鬆之病患，骨小樑髖臼杯是一個提高成功率的選擇。
Reference:
1. Sporer SM, O'Rourke M, Chong P, et al. The use of structural distal femoral allografts for acetabular reconstruction. Average ten-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. 2005;87:760-765.
2. Lee PT, Raz G, Safir OA, et al. Long-term results for minor column allografts in revision hip arthroplasty. Clin Orthop Relat Res. 2010;468:3295-3303.
3. Garcia-Cimbrelo E. Porous-coated cementless acetabular cups in revision surgery: a 6- to 11-year follow-up study. J Arthroplasty. 1999;14:397-406.
4. Gerber A, Pisan M, Zurakowski D, et al. Ganz reinforcement ring for reconstruction of acetabular defects in revision total hip arthroplasty. J Bone Joint Surg Am. 2003; 85-A:2358-2364.
5. Callaghan JJ, Salvati EA, Pellicci PM, et al. Results of revision for mechanical failure after cemented total hip replacement, 1979 to 1982. A two to five-year follow-up. J Bone Joint Surg Am. 1985;67:1074-1085.
6. Lakstein D, Backstein D, Safir O, et al. Trabecular Metal cups for acetabular defects with 50% or less host bone contact. Clin Orthop Relat Res. 2009;467:2318-2324.
7. Bobyn JD, Stackpool GJ, Hacking SA, et al. Characteristics of bone ingrowth and interface mechanics of a new porous tantalum biomaterial. J Bone Joint Surg Br. 1999;81:907-914.
