《Arthroplasty》:25-year follow-up of 102 unrevised cementless total hip arthroplasties with a second-generation metal-on-metal bearing in a young patient cohort
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背景:第二代金属对金属(metal-on-metal,MoM)轴承面因磨损率较低而被重新引入全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA),但尽管早期结果看似乐观,关于金属碎屑不良反应及植入物长期生存不佳的担忧逐渐出现,而有关小直径Mo
背景:第二代金属对金属(metal-on-metal,MoM)轴承面因磨损率较低而被重新引入全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA),但尽管早期结果看似乐观,关于金属碎屑不良反应及植入物长期生存不佳的担忧逐渐出现,而有关小直径MoM植入物结局的证据仍然有限且相互矛盾。本研究旨在评估年轻患者接受第二代小头MoM THA术后超过20年的植入物生存情况及金属磨损并发症。
方法:研究人员在一所大学中心开展了一项回顾性队列研究,纳入160例55岁以下患者的连续179髋THA,均采用小头MoM轴承面。在至少20年随访后,对临床-影像学结局及全身金属离子浓度进行评估,并采用Kaplan–Meier分析确定植入物生存率。
结果:手术时患者平均年龄为46岁。平均随访23年后,38例(21%)患者死亡,9例(5%)患者失访。共有30髋(16%)接受了翻修手术。翻修原因为:金属磨损相关并发症11髋(6%)、无菌性松动9髋(5%)、假体周围骨折6髋(3%)、假体周围关节感染3髋(2%)以及复发性脱位1髋(1%)。在未翻修THA中,WOMAC评分均值为85.3。可获得影像资料的髋关节中,43%(29/67)发现骨溶解病灶;可获得血样的髋关节中,22%(11/51)检测到血铬或钴离子水平升高(> 2 μg/L)。在18例未翻修THA中进行了金属伪影抑制序列磁共振成像(metal artifact reduction sequence magnetic resonance imaging,MARS-MRI),其中3例(17%)发现假瘤。Kaplan–Meier分析显示,25年时以金属磨损相关翻修为终点的生存率为93%(95%置信区间(confidence interval,CI):87%–96%),以任意原因翻修为终点的生存率为77%(95% CI:67%–85%)。
结论:第二代小头MoM THA在初次手术后20余年可获得可接受的植入物生存率和关节功能。然而,金属磨损相关并发症仍是最常见的翻修原因(37%),且43%的髋关节存在假体周围骨溶解。这提示需要将长期监测延续至术后第3个10年。鉴于现代轴承面的性能更优,推荐优先使用现代轴承面以避免磨损相关并发症和翻修。
该文发表于《Arthroplasty》,聚焦第二代小头金属对金属(metal-on-metal,MoM)无骨水泥全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)在年轻患者中的超长期结局。研究背景在于,常规聚乙烯内衬早期曾导致较高磨损率,因此MoM轴承面在20世纪80年代末重新进入临床,尤其被用于活动需求高、预期寿命长的年轻患者。其理论优势是体积磨损率低,但随着临床随访延长,金属碎屑不良反应(adverse reactions to metal debris,ARMD)、假瘤(pseudotumor)、金属沉积症(metallosis)、血钴/铬离子升高以及远期生存率欠佳等问题逐渐暴露。既往文献对于小直径MoM假体的长期表现并不一致,一部分研究提示翻修率升高,另一部分则报告中长期效果尚可。因此,对于这类患者是否需要持续严密监测、监测重点为何、出现金属磨损相关异常后应如何处理,临床上仍缺乏统一而清晰的长期证据。基于此,研究人员针对年轻患者队列中第二代28 mm小头MoM无骨水泥THA开展最短20年的长期随访,重点评估临床功能、影像学表现、系统性金属离子水平、植入物生存率以及金属磨损相关并发症发生情况。
在研究设计上,研究人员实施了单中心、回顾性、多术者队列研究,连续纳入1995年4月至2001年11月于同一机构接受手术的160例患者、179髋THA,患者年龄均<55岁,均采用Metasul第二代MoM关节面,配合无骨水泥压配固定髋臼杯及非骨水泥股骨柄。研究获得Heidelberg School of Medicine伦理批准,所有纳入对象均签署知情同意。该研究之所以重要,在于其随访时间已进入术后第3个10年,能够更真实地呈现小头MoM THA在超长期阶段的磨损相关风险积累情况,而这恰恰是现有登记资料和多数临床研究相对薄弱的部分。
主要技术方法概括如下:研究人员纳入单中心连续病例队列,对最短20年随访后的患者进行标准化临床评估、WOMAC功能评分及X线影像学分析;以Gruen分区和DeLee-Charnley分型评估透亮线与骨溶解,并测量髋臼倾角;对符合条件者进行金属伪影抑制序列磁共振成像(MARS-MRI)评估ARMD与假瘤;采用高分辨率电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma-mass spectrometry,ICP-MS)测定全血钴、铬离子水平;采用Kaplan–Meier法分析以金属磨损相关翻修和任意原因翻修为终点的植入物生存率,并将当前金属离子结果与10年前同队列数据进行比较。
以下为论文主体结果的分项解读。
研究背景与目的
研究人员指出,第二代小头MoM THA曾因低体积磨损率而被广泛用于年轻高活动量患者,但临床长期结果受到ARMD、假瘤形成、系统金属暴露升高和翻修风险的挑战。现有关于小头MoM植入物的证据不足且结论不一,因此本研究旨在系统评估:其一,年轻患者接受第二代28 mm小头MoM无骨水泥THA至少20年后的临床和影像学结局;其二,植入物生存率以及金属磨损相关并发症的发生率;其三,长期随访时血钴、铬离子浓度变化情况。
Cohort
队列方面,患者初次手术时平均年龄46岁,范围21–55岁。平均随访23年,范围20–28年。至末次随访时,38例患者死亡,9例失访,研究人员通过电话和家属信息确认死亡均与THA无关,且此前未接受翻修。共有30髋发生翻修,最终保留102髋未翻修髋用于进一步随访分析。其中67髋完成影像学随访,51髋完成血金属离子检测。该结果说明,在超长期随访背景下,虽然存在不可避免的数据缺失,但研究仍获得了较大样本量的未翻修髋临床资料,为后续结论提供基础。
Revisions
翻修原因分析显示,金属磨损相关并发症是最主要原因。30髋翻修中,11髋因显著假瘤形成和/或系统性金属离子升高等金属磨损相关问题接受翻修,占全部翻修的37%;此外,无菌性松动9髋,假体周围骨折6髋,假体周围关节感染3髋,复发性脱位1髋。11例金属磨损相关翻修中,6例仅需股骨头和内衬翻修,均改用陶瓷股骨头加高交联聚乙烯内衬;另5例因松动或严重骨溶解需翻修髋臼杯和/或股骨柄。金属磨损相关翻修发生时间为术后7–26年不等。该部分结果表明,小头MoM并未避免远期磨损问题,且相关失败可在很晚阶段发生。
Survival analysis
Kaplan–Meier生存分析显示,以“金属磨损相关翻修”为终点时,10年、20年和25年生存率分别为97%、95%和93%;以“任意原因翻修”为终点时,对应生存率分别为92%、86%和77%。这说明若仅考察金属磨损相关翻修,小头MoM THA在25年时仍具有较高生存率;但若纳入所有翻修原因,生存率在第3个10年明显下降。研究人员据此强调,随访时间长度对评价这类植入物至关重要,超长期观察更能揭示累积失败风险。
Clinical evaluation
临床功能方面,102髋未翻修髋中有83髋获得WOMAC评分。为提高可比性,评分反向并换算为100分制,0分代表最差,100分代表最佳。平均23年时,平均WOMAC评分为85.3,范围34–100。该结果提示,未翻修患者总体关节功能维持尚可,说明即使存在部分影像学异常或金属离子变化,临床症状并不一定同步恶化。
Radiographic evaluation
影像学评估中,67髋获得当前X线片,未见任何髋臼杯或股骨柄松动征象。平均髋臼倾角为44.6°,其中13髋倾角>50°。值得注意的是,29/67髋存在无症状轻度骨溶解,占43.3%,主要位于股骨近端Gruen 1区和7区周围。此外,5髋在常规X线下可见关节内撞击所致柄部切迹。该结果提示,即使在临床功能较好的未翻修髋中,假体周围骨-植入物界面仍可能发生持续的炎性骨吸收过程,骨溶解是该类轴承面长期安全性的关键警示信号。
MARS-MRI相关结果
研究队列中共有19髋符合MARS-MRI指征,实际完成18髋,其中3髋检出假瘤,占16.7%。在可比较的15髋中,12髋在2013–2015年和当前两次MRI中均无可疑异常;1例先前发现的小假瘤经“观察等待”后在本次评估中已不再存在;另1例双侧MoM THA患者10年前仅左侧有假瘤样病变,而当前双侧均出现假瘤。3例假瘤中有2例因临床功能差且伴严重骨溶解而接受翻修。该部分结果说明,假瘤并非必然持续进展,其影像学自然史存在异质性,因此对ARMD的处理需结合症状、功能与骨破坏程度综合判断。
Metal ion analysis
金属离子分析方面,51髋获得全血结果,11髋存在钴或铬>2 μg/L的升高,占21.6%。其中2例钴>7 μg/L,分别为8.9 μg/L和11.0 μg/L,而未见铬>7 μg/L。平均铬离子水平为1.3 μg/L,平均钴离子水平为1.6 μg/L。对这些患者,研究人员根据需要进一步行MARS-MRI以排除假瘤;其中1髋虽铬1.0 μg/L、钴0.8 μg/L,并未达到升高阈值,但MRI仍发现伴骨丢失的假瘤并最终需翻修。与10年前同队列检测值相比,当前铬平均下降0.25 μg/L,差异无统计学意义;钴平均升高0.59 μg/L,差异有统计学意义。21.6%的髋出现临床相关的钴或铬升高,另有21.6%的髋出现下降,多见于铬。该结果提示,单纯依赖血金属离子无法完全识别ARMD,因为正常离子水平下仍可能存在假瘤和骨破坏。
Discussion
讨论部分中,研究人员认为,该研究支持第二代小头MoM THA在20余年后仍可获得“可接受”的植入物生存率和功能结果,但其远期安全性问题不容忽视。首先,金属磨损相关并发症是最常见翻修原因,占全部翻修的37%,说明这类并发症是限制该假体长期表现的核心因素。其次,骨溶解发生率高达43%,尤其位于股骨近端,提示磨损颗粒诱导的炎症反应可能持续存在,并可能成为未来无菌性松动和再翻修的前驱改变。再次,MRI检出的假瘤比例虽低于部分文献报道,但受限于MRI仅用于高风险或可疑患者,实际发生率可能被低估。血金属离子方面,虽然总体水平与其他长期研究相近,但钴离子在10年间小幅上升,且离子水平与局部病变并非完全一致,进一步说明应采用临床、X线、MRI和离子检测相结合的综合随访策略。研究人员同时指出研究局限,包括长期随访导致的数据缺失、MRI与CT应用不足、不同检测方法间金属离子结果可比性有限,以及未采用竞争风险模型而仅使用Kaplan–Meier法,可能对翻修概率和长期生存率估计产生影响。
研究结论翻译如下:第二代小头金属对金属全髋关节置换术在初次手术后20余年表现出可接受的生存率和功能结局,但金属磨损相关并发症仍是显著问题,并且是翻修手术最常见的原因。研究观察到较高的假体周围骨溶解发生率(43%)、血金属离子水平升高发生率(22%)以及金属磨损相关并发症所致翻修比例(占全部翻修的37%),这些发现提示其安全性存在重要顾虑,因此不支持在当前THA实践中继续使用小头MoM轴承面;与此同时,即使在无症状个体中,也应强调开展警惕性强且持续时间足够长的长期随访。