全髋关节置换术假体周围骨折的管理:一项手术选择的回顾性研究
介绍
初次髋关节置换术中存在假体周围骨折的风险[1];然而,更多的这类骨折来自于术后[2]。随着全髋或膝关节置换术次数的增加以及非骨水泥股骨柄数量的增加,假体周围骨折的发生率预计将会增加[3]。这些损伤通常见于有合并症和骨质疏松的老年患者[4]。对这些损伤的治疗通常需要耗费大量资源,对社会经济带来巨大的挑战[1]。
对于外科医师和医疗团队来说,假体周围骨折是一个巨大的挑战。外科治疗在技术上要求很高[5]。历史上,对一些损伤的长腿石膏或牵引等非手术治疗,已证明其发病率和死亡率高得令人无法接受[6]。多种技术已被用来处理这些复杂损伤,可能包括内固定和原位修复。虽然内固定可能包括锁定钢板、钢缆、直角钢板和同种异体或自体骨移植的使用,但对于理想的方法尚无共识。此外,钢板类型、长度和假体和骨之间的距离存在争议。手术后的潜在并发症包括失血、松动、骨折或骨性愈合、进一步骨折和感染[7]。Boylan等人最近描述了与损伤后6个月股骨颈骨折相比,假体周围骨折患者的死亡率相似,1年死亡率为9.7%[8],强调了优先处理这些患者的重要性。
温哥华分类系统[9]通常用于指导治疗决策。它包括了骨折位置、稳定性、骨密度的评估[10](图1)。A型骨折累及大转子或小转子,B型骨折始于股骨柄周围,可向远端延伸,而C型骨折位于股骨柄远端。温哥华系统仍然是最常用的,因为它的简单性和其在外科治疗中的应用[11]。
一般来说,在温哥华B1、C型骨折股骨柄固定良好的情况下,可以采用保留假体内固定方法治疗[1,12]。在温哥华B2、B3型骨折假体周围不稳定时,文献支持带或不带内固定的翻修性关节成形术[10]。尽管如此,围绕假体周围骨折的最佳治疗仍存在一些争议,例如:B1型骨折[10]中何种内固定方法是最佳方式,在考虑保留假体时,如何鉴别股骨柄是否稳定[7]。本文的目的是对假体周围骨折在固定良好或松动情况下,手术固定的选择进行循证综述。
稳定股骨柄的内固定方法
在B1或C型骨折的情况下,内固定的选择受到了股骨柄近端固定和骨量损失的限制。假体周围骨折手术干预后的并发症可能包括失血、骨折不愈合、再骨折或固定失效以及植入物松动[13]。这些问题在老年患者中而变得复杂,这些老年患者具有更显著的并发症和更低的生理储备[4]。以前的研究描述了这些骨折手术干预的结果,但是治疗方法是不一样的[14,15]。
钢板
Lindahl等人[13]描述了使用单钢板固定B1或C型骨折时,总失败率高达33.9%;结果提示着高失败率和翻修率。Froberg等人[15]描述了13%的失败率和锁定钢板翻修的需要。Zhang等人描述了12例应用直角钢板治疗骨水泥和非骨水泥股骨柄的B型假体周围骨折患者,所有病例平均12.5周愈合,均无感染或深静脉血栓形成(DVT)并发症[14]。这些失败表明,对于假体周围骨折的钢板固定,单一的选择是有风险的。此外,这些失败患者至少一部分来自于初次损伤导致的股骨柄的松动。
使用锁定钢板的潜在好处是单皮质螺钉固定的选择,当用于骨质疏松时理论上可以增加把持力。此外,体外试验表明,与非锁定钢板相比,抗轴向载荷和扭转的能力增强[16]。尽管如此,有证据表明,与非锁定钢板[10]相比,锁定钢板用于治疗温哥华B1骨折时,不愈合和植入失败的发生率更高,这可能是由于改变了骨折部位的应力,降低了愈合潜力,但未能在骨折部位实现最佳应力。
钢缆
环扎钢丝或钢缆固定通常用于术中假体周围骨折的处理,然而,在初次手术时,这种技术也可能应用于假体周围骨折手术后的治疗。作者报告了开放式钢缆固定或经皮钢缆固定的使用,但大多数研究描述了钢板和钢缆联合技术,而不是单独钢缆固定。以前关于“仅钢缆”钢板固定(即不使用螺钉)的报告表明,这种结构的失败率很高,需要进行翻修手术。在一组16名患者中,包括3例温哥华B1骨折,其中2例在术后6个月仅使用钢板和钢缆而导致骨折不愈合和固定失败[17]。最近的一项研究表明,采用经皮钢缆固定与远端锁定钢板固定相结合的混合技术,效果更佳。10例温哥华B1型骨折应用上述技术,平均愈合时间为18周,平均13月内无植物失败[18]。
同种异体骨支架固
Haddad等人[3]描述了同种异体骨支架固定术。皮质支撑移植物的使用基于其与宿主骨相似的杨氏弹性模量,因此理论上减少了应力屏蔽和骨吸收的影响[19]。虽然皮质骨移植物在治疗的早期阶段提供了额外的生物骨储备和结构支持,但一些问题仍然存在,即当移植物结合其自身骨时,会失去其机械强度[3]。同种异体皮质骨移植很少单独使用。它们更常与钢板固定结合使用[10]。体外试验表明,当使用直角钢板时,钢板和支撑同种异体移植物的组合已被证明在移植过程中提供了非常稳定的结构。例如,一侧钢板固定和前侧皮质结构移植物可以得到稳定的效果[20]。尽管皮质支撑移植物的使用增加了手术负担和经济压力,但体内试验结果似乎没有给钢板钢缆或加压钢板固定带来任何额外的益处[10](表1)。
Full table
温哥华B2或B3型骨折-固定、翻修的需要
假体周围骨折相关的股骨柄松动需要翻修性关节成形术和固定,目的是实现假体的稳定和骨折的愈合[22]。对假体周围骨折进行翻修性关节成形术,已有使用非骨水泥和骨水泥植入物的报道。
当使用非骨水泥假体时,可以使用锥形钛股骨柄来实现骨干固定,使外科医生能够绕过骨折部位并实现骨折远端的固定[11]。模块化植入物以前很流行,重建解剖结构时有更多的自由度;然而,非模块化植入物的趋势越来越明显,尤其是当骨支撑可能不足时,这可以避免与腐蚀和疲劳失效相关的并发症[23]。
髋关节置换术中假体周围骨折时应用骨水泥柄,以及考虑到骨水泥和假体柄之间固有的缺乏粘结性,假体柄是否应被视为松动这两个问题方面存在争议。一些作者认为,骨水泥假体柄周围出现骨折是翻修关节置换术的绝对指征[22]。相比之下,Goudie等人使用切开复位内固定(ORIF)和宽动态加压钢板(DCP)治疗79例假体周围骨折中获得91%的愈合率,表明不需要同时翻修关节成形术[24]。此外,作者主张,在近端使用生物临界锁定螺钉没有并发症,这益于假体柄,但却避免了水泥套可能会被埋入。这也是很多资深作者的经验。
有人担心,无论股骨柄固定情况如何,某些骨折类型中固定失败的增加可能是由于B2骨折[13]的错误诊断,即在术中未能意识到股骨柄的松动。当然,来自瑞典髋关节置换登记处的证据表明,与B2骨折的固定和翻修相比,B1骨折的固定效果较差,并且有人提出,这可能是B2骨折在最初表现时被误诊的原因,并且未能认识到股骨柄的松动[13]。
据报道,温哥华B2和B3骨折治疗后出现了令人鼓舞的结果,包括股骨柄翻修、骨折近端复位和钢缆固定。据报道,在平均随访4.5年的情况下,采用该技术报告的骨折愈合率为98%,翻修率为11%[11]。
温哥华B3骨折是一种前所未有的外科挑战,因为在骨质量差和骨支撑通常较差的情况下,假体容易松动。虽然固定和翻修的方法可能有效,但我们建议采用其他方法,如嵌塞植骨[25]或使用大号假体重建[26]。这些患者通常有明显的发病率,因此应考虑使用有利于快速重建、麻醉时间和手术负担最少的技术,并且最好是一次手术,而不是需要翻修手术。
讨论
在最近一项关于温哥华B1型骨折内固定方法的系统回顾中[10],根据使用的结构类型分为四组,包括带皮质支柱同种异体移植的ORIF、带钢缆或加压钢板的ORIF、带钢板和骨柱移植的ORIF以及带锁定钢板的ORIF。最终分析包括333名患者,其中46%采用钢索或加压钢板固定;36%采用锁定钢板固定;13%采用钢板和皮质支撑骨移植物固定;6%采用皮质骨支撑移植物固定。所有固定类型的愈合率为95%,分组并发症包括不愈合(5%)、移植物失败(4%)、感染(5%)和需要再次手术(9%)。对锁定钢板内固定对比使用钢缆/钢板或加压钢板技术,不愈合率分别为9%和3%,移植物失败率7%和2%,因此支持后者技术。此外,作者强调了一个事实,即在这个复杂的高度患病人群中,9%的再次手术率代表了一个重大负担和高风险。对于这组经常具有挑战性的患者,我们建议主要的手术重点应放在通过坚固的固定、稳定的植入物实现稳定的复位,并允许早期活动和完全负重。
我们回顾了在稳定的髋或膝关节置换假体周围骨折的结果,考虑横跨股骨转子和远端的固定会降低远期假体周围骨折和移植物失败的发生率,同时允许患者在手术后立即完全负重。我们在术后平均24个月随访了17名因股骨假体周围骨折接受全股骨钢板治疗的患者(未公布数据)。9例仅行全髋关节置换术(THR),6例仅行全膝关节置换术(TKR),2例为人工关节置换术。平均年龄为72.5岁(42-88岁),88%为女性,12%为女性。ASA评分中位数为3。
三名患者因痴呆症无法完成问卷调查,因此被排除在结果分数之外。其余14名患者的平均牛津髋关节或膝关节评分为50.25(范围为23-60),EQ-5D评分分别为4.0、4.3、4.1、4.3和4.1分(共5分),分别为机动性、自我护理、活动、疼痛和焦虑。一般健康的视觉模拟评分为64.4/100。在6个月的随访中,76%的患者实现了临床和影像学愈合。当使用全股骨钢板时,没有出现其他植入物或患者相关并发症,这表明这是一种安全的选择。Moloney 等在2014年还描述了一种类似的技术,通过确保固定技术从转子延伸到固定良好的股骨柄周围的股骨髁。在使用这种固定方法治疗的21名患者中,平均愈合时间为19周,与比较短的钢板固定队列[27]不同,没有出现不愈合和移植物失效的病例。因此,我们认为钢板应用技术可能与内固定结构的选择同样重要,未来的研究还应旨在比较“跨越式”或“全股骨钢板”的结果。
结论
对于固定良好的假体柄,保留假体、复位和固定骨折有多种选择,但松动的假体需要翻修关节成形术和内固定。我们描述了假体周围骨折内固定的一些潜在缺陷,包括不愈合、金属固定物失败,并讨论了与患者生理健康的重要关系。未来需要进行大规模随机试验,以确定最佳固定方案,以减少这些并发症。
Acknowledgments
Funding: None.
Footnote
Conflicts of Interest: All authors have completed the ICMJE uniform disclosure form (available at http://dx.doi.org/10.21037/aoj.2018.07.03). The authors have no conflicts of interest to declare.
Ethical Statement: The authors are accountable for all aspects of the work in ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.
Open Access Statement: This is an Open Access article distributed in accordance with the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), which permits the non-commercial replication and distribution of the article with the strict proviso that no changes or edits are made and the original work is properly cited (including links to both the formal publication through the relevant DOI and the license). See: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
References
- Chakravarthy J, Bansal R, Cooper J. Locking plate osteosynthesis for Vancouver Type B1 and Type C periprosthetic fractures of femur: a report on 12 patients. Injury 2007;38:725-33. [Crossref] [PubMed]
- Katz JN, Wright EA, Polaris JJ, et al. Prevalence and risk factors for periprosthetic fracture in older recipients of total hip replacement: a cohort study. BMC Musculoskelet Disord 2014;15:168. [Crossref] [PubMed]
- Haddad FS, Duncan CP, Berry DJ, et al. Periprosthetic femoral fractures around well-fixed implants: use of cortical onlay allografts with or without a plate. J Bone Joint Surg Am 2002;84-A:945-50. [Crossref] [PubMed]
- Bhattacharyya T, Chang D, Meigs JB, et al. Mortality after periprosthetic fracture of the femur. J Bone Joint Surg Am 2007;89:2658-62. [Crossref] [PubMed]
- Birch CE, Blankstein M, Chlebeck JD, et al. Orthogonal plating of Vancouver B1 and C-type periprosthetic femur fracture nonunions. Hip Int 2017;27:578-83. [Crossref] [PubMed]
- Mont MA, Maar DC. Fractures of the ipsilateral femur after hip arthroplasty. A statistical analysis of outcome based on 487 patients. J Arthroplasty 1994;9:511-9. [Crossref] [PubMed]
- Giannoudis PV, Kanakaris NK, Tsiridis E. Principles of internal fixation and selection of implants for periprosthetic femoral fractures. Injury 2007;38:669-87. [Crossref] [PubMed]
- Boylan MR, Riesgo AM, Paulino CB, et al. Mortality Following Periprosthetic Proximal Femoral Fractures Versus Native Hip Fractures. J Bone Joint Surg Am 2018;100:578-85. [Crossref] [PubMed]
- Duncan CP, Masri BA. Fractures of the femur after hip replacement. Instr Course Lect 1995;44:293-304. [PubMed]
- Dehghan N, McKee MD, Nauth A, et al. Surgical fixation of Vancouver type B1 periprosthetic femur fractures: a systematic review. J Orthop Trauma 2014;28:721-7. [Crossref] [PubMed]
- Abdel MP, Cottino U, Mabry TM. Management of periprosthetic femoral fractures following total hip arthroplasty: a review. International Orthopaedics 2015;39:2005-10. (SICOT). [Crossref] [PubMed]
- Bryant GK, Morshed S, Agel J, et al. Isolated locked compression plating for Vancouver Type B1 periprosthetic femoral fractures. Injury 2009;40:1180-6. [Crossref] [PubMed]
- Lindahl H, Malchau H, Odén A, et al. Risk factors for failure after treatment of a periprosthetic fracture of the femur. J Bone Joint Surg Br 2006;88:26-30. [Crossref] [PubMed]
- Zhang Y, Fan X, Liu Y, et al. Limited open reduction and double plates internal fixation for treatment of Vancouver type B1 periprosthetic femoral fracture after hip arthroplasty. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi 2013;27:1428-31. [PubMed]
- Froberg L, Troelsen A, Brix M. Periprosthetic Vancouver type B1 and C fractures treated by locking-plate osteosynthesis: fracture union and reoperations in 60 consecutive fractures. Acta Orthop 2012;83:648-52. [Crossref] [PubMed]
- Fulkerson E, Egol KA, Kubiak EN, et al. Fixation of diaphyseal fractures with a segmental defect: a biomechanical comparison of locked and conventional plating techniques. J Trauma 2006;60:830-35. [Crossref] [PubMed]
- Tsiridis E, Haddad FS, Gie GA. Dall-Miles plates for periprosthetic femoral fractures. A critical review of 16 cases. Injury 2003;34:107-10. [Crossref] [PubMed]
- Apivatthakakul T, Phornphutkul C, Bunmaprasert T, et al. Percutaneous cerclage wiring and minimally invasive plate osteosynthesis (MIPO): a percutaneous reduction technique in the treatment of Vancouver type B1 periprosthetic femoral shaft fractures. Arch Orthop Trauma Surg 2012;132:813-22. [Crossref] [PubMed]
- Mihalko WM, Beaudoin AJ, Cardea JA, et al. Finite-element modelling of femoral shaft fracture fixation techniques post total hip arthroplasty. J Biomech 1992;25:469-76. [Crossref] [PubMed]
- Zdero R, Walker R, Waddell JP, et al. Biomechanical evaluation of periprosthetic femoral fracture fixation. J Bone Joint Surg Am 2008;90:1068-77. [Crossref] [PubMed]
- Lindahl H, Garellick G, Regnér H, et al. Three Hundred and twenty-one periprosthetic femoral fractures. J Bone Joint Surg Am 2006;88:1215-22. [Crossref] [PubMed]
- Grammatopoulos G, Pandit H, Kambouroglou G, et al. A unique peri-prosthetic fracture pattern in well fixed femoral stems with polished, tapered, collarless design of total hip replacement. Injury 2011;42:1271-6. [Crossref] [PubMed]
- Sandiford NA, Garbuz DA, Masri BA, et al. Nonmodular Tapered Fluted Titanium Stems Osseointegrate Reliably at Short Term in Revision THA’s. Clin Orthop Relat Res 2017;475:186-92. [Crossref] [PubMed]
- Goudie ST, Patil S, Patton JT, et al. Outcomes following osteosynthesis of periprosthetic hip fractures around cemented tapered polished stems. Injury 2017;48:2194-200. [Crossref] [PubMed]
- Wimmer MD, Randau TM, Deml MC, et al. Impaction grafting in the femur in cementless modular revision total hip arthroplasty: a descriptive outcome analysis of 243 cases with the MRP-TITAN revision implant. BMC Musculoskelet Disord 2013;14:19. [Crossref] [PubMed]
- Parvizi J, Sim FH. Proximal femoral replacements with megaprostheses. Clin Orthop Relat Res 2004;169-75. [Crossref] [PubMed]
- Moloney GB, Westrick ER, Siska PA, et al. Treatment of periprosthetic femur fractures around a well-fixed hip arthroplasty implant: span the whole bone. Arch Orthop Trauma Surg 2014;134:9-14. [Crossref] [PubMed]
侯喆
医学硕士,云南省老年病医院骨科主治医师,从事骨科临床与科研工作10余年,任云南省医师协会骨科医师分会委员,云南省医师协会髋关节外科学组委员,云南省医学会激光分会委员。先后从事脊柱外科、创伤骨科、关节外科等骨科亚专业,对骨科疾病的诊疗经验丰富。(更新时间:2021/8/30)
(本译文仅供学术交流,实际内容请以英文原文为准。)
Cite this article as: Davenport D, Hutt JR, Mitchell PA, Trompeter A, Kendoff D, Sandiford NA. Management of peri-prosthetic fractures around total hip arthroplasty: a contemporary review of surgical options. Ann Joint 2018;3:65.