陶对陶全髋关节置换术中的可怕并发症：陶瓷碎裂

上个世纪70年代开始，陶瓷对陶瓷负重界面被应用到全髋关节置换术中。陶瓷材料除了具有更高的硬度、更佳的润滑效应和更好的耐磨性，还具有良好的组织相容性，不释放有毒的金属离子，尤其适合于活动量大的年轻患者。然而，陶瓷的碎裂仍然是影响陶瓷关节寿命的一项主要因素。陶瓷碎裂是一种脆性碎裂，表现为轻微能量下的裂纹迅速扩散，与局部划痕、细微碎裂有明确关系，大部分无明显外伤史。   陶瓷碎裂包括陶瓷股骨头的碎裂和陶瓷内衬的碎裂。第一代和第二代氧化铝陶瓷头碎裂的发生率约为2.4%~2.8%，而去年发表的一项大规模的注册研究显示第三代陶瓷头的碎裂率为0.119%，而第四代陶瓷头仅为0.009%；第三和第四代陶瓷内衬的碎裂率则均在0.1%左右。陶瓷内衬成为陶瓷失效的主要部件，主要与陶瓷内衬与股骨假体柄相撞击有关。

陶瓷的碎裂的危险因素

首先是陶瓷本身的性能。陶瓷脆性高，易碎。第一代陶瓷由于设计欠佳和制作工艺限制，界面磨损严重，无菌性松动和陶瓷头碎裂的发生率高，第二代陶瓷采用了更小的晶体颗粒，增加了陶瓷密度，改善了生产工艺。第三代陶瓷的制造过程中，采用了无尘生产车间、热均衡处理、激光蚀刻等新技术，氧化铝粉末纯度更高，而第四代陶瓷则是一种氧化铝氧化锆复合陶瓷，因而具有更高的硬度、韧性和耐磨性，碎裂率低。

其次是陶瓷假体的设计，多因素分析显示直径小于28mm是陶瓷头碎裂的独立危险因素。另外有研究显示短颈陶瓷头更容易发生碎裂，可能是因为相较于更大陶瓷头和标准颈长陶瓷头，28mm陶瓷头和短颈陶瓷头更薄。然而，这些数据都是针对三代陶瓷，在四代陶瓷中28mm陶瓷头并没有报道发生过碎裂，另外还有研究表明长颈陶瓷头也容易发生股骨头碎裂（可能性陶瓷头表面到头颈交界的距离增大，张力增大所致）。2017年的统计数据显示内衬厚度并不是影响内衬碎裂的独立危险因素。三明治陶瓷内衬是指将聚乙烯置于陶瓷内衬和金属臼杯之间，目的是降低陶瓷和金属之间的弹性模量差异，这种内衬有着较高的破碎率，已经很少使用。

然后是第三体磨损，陶瓷部件之间有异物碎屑存在时，局部产生应力集中而加速磨损；髋关节活动时，头臼之间的第三体颗粒也会引起头臼微分离，再次接触时产生的瞬间局部过大压强而出现陶瓷碎裂。

手术技术，内衬位置轻微的不当很容易被手术者忽略，臼杯的外展角或前倾角过大或过小容易造成撞击，被认为是陶瓷内衬碎裂的危险因素之一。陶瓷内衬未完全嵌入，术中无意间损伤陶瓷假体或股骨柄锥，都将加速陶瓷头的磨损和碎裂。

髋部外伤、高强度活动、髋关节过度前屈（如下蹲或系鞋带），容易发生陶瓷头和股骨柄与内衬边缘撞击，碎裂风险增高。

陶瓷的碎裂的诊断

陶瓷的碎裂的早期诊断仍然是一个棘手的问题，在髋部外伤或没有明显诱因的情况下出现髋部酸痛不适，行走时加重，患髋出现异响常常是假体碎裂最早期的症状，一旦出现，需及时进行影像学检查。有明显移位和陶瓷碎片时易于诊断碎裂，但没有移位的陶瓷碎裂在平片上常表现为正常，对诊断来说是一个挑战，金属伪影会降低CT发现细微骨折的敏感性。

预防陶瓷碎裂的措施

1、仔细选择手术适应症。软组织张力需能控制头臼的微分离。老年患者由于髋部肌力下降，软组织张力下降，可能出现头臼分离而出现撞击，导致内衬碎裂，陶瓷界面更适合年轻的活动量大的患者；另外，目前陶瓷内衬不能制作出防脱高边，颈长尺寸选择也相对较少；对臼杯和股骨柄安放位置和角度要求较高的也不适合。

2、规范的手术技术要求。适当增加外展角可以增加陶瓷球头与内衬的接触面积，使应力分布均匀，前倾角过小也容易造成头臼相撞，过大则会使前方骨赘和臼壁超出臼杯，特殊体位造成撞击；胫骨截骨过多会造成肢体短缩和髋部软组织张力下降，活动时头臼微分离，应避免过多的骨截骨；仔细安放（清除柄锥及臼杯内血液、脂肪和碎骨组织；确保髋关节稳定性和活动范围；确保内衬位置准确并锁紧；避免损坏臼杯内面和股骨柄锥）

陶瓷碎裂的治疗时的技巧

避免负重，一旦确诊，立即制动，迅速入院治疗；术中彻底冲洗关节腔并进行广泛的滑膜切除术，以尽可能多地去除陶瓷碎片；更换两个陶瓷组件时，四代陶对陶是最优的选择，其他选择包括高度交联的聚乙烯衬里; 模块化陶瓷股骨头，带金属套的翻修股骨头假体等；安放注意时假体的位置和方向；小心去除损坏的陶瓷部件，注意观察金属表面是否有损伤。