人工关节置换术后假体无菌性松动的研究进展

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1、万方数据·70·现代医学(ModemMedicalJournal)，2009年2月．第37卷第1期·综述·人工关节置换术后假体无菌性松动的研究进展张学军，王宸(东南大学附属中大医院骨科，江苏南京210009)[中图分类号]R687．4[文献标识码]A[文章编号]1671。7562(2009)Ol-0070。04[关键词]人工关节；无菌性松动；磨损颗粒；骨溶解全球每年约有150万因退变性和炎症性关节炎导致的关节失功能患者进行人工关节置换术⋯。人工关节置换术作为关节终末期疾病和老年股骨颈骨折的治疗手段，明显提高了患者的生活质量

2、。但是人工关节材料、手术方式、患者个体因素等均会影响人工关节的使用寿命。对人工关节的研究表明，磨损产生的颗粒能引发骨溶解并导致假体无菌性松动，甚至需要进行人工关节翻修术。约有10％的患者在初次人工关节置换术后15年内需要进行人工关节翻修术悼J。I假体无菌性松动的成因假体无菌性松动是人工关节置换术失败的重要原因，但其病因仍不明确，一般认为跟假体的材质、手术方式、假体和骨水泥之间以及骨水泥和骨之间贴合不紧密、产生磨损颗粒等众多因素有关。目前主要有两种假说来解释假体周围骨溶解。占主导地位的磨损颗粒假说认为，各种类型的磨损颗粒会诱

3、导假体周围发生一系列生物学反应，如异物反应和炎症等，导致骨溶解的发生。磨损颗粒被认为在骨溶解的发生和发展中起着关键性作用。研究表明，发生骨溶解的病例比未发生骨溶解病例有更多的磨损颗粒旧1。关节液也可能会通过非骨水泥型髋臼杯上未被使用的螺钉孑L反流，促进磨损颗粒的扩散【4J。在假体无菌松动患者的骨与假体之间常存在“假膜”，显微镜下可以看到假膜中有巨噬细胞、成纤维细胞和破骨细胞，T淋巴细胞和B淋巴细胞也偶尔能见到。假膜可以作为假体无菌性松动特征性的病理诊断【5J。磨损颗粒会激活巨噬细胞产生各种促炎症因子，从而导致一系列级联反应

4、，最终导致假体无菌性松动的发生。另一种假说侧重于机械因素，认为假体与骨之间的微动和应力也会导致假体无菌性松动。Stadelmann等【61的最新研究表明，通[作者简介]张学军(1982一)，男，江苏如皋人，在读硕士研究生。[通讯作者]王宸，E-mail：wangchen@medmail．eoln．cn过对人股骨头进行体外实验，微动和应力能在短时问(I～2h)内引起核因子KB受体激活物配体(receptoractivatorofnuclearfactor—rBligand，RANKL)的上调和核因子，(B受体激活物(rece

5、ptoractivatorofnuclearfac—tor．rB，RANK)的下调，而在如此短的时间内磨损颗粒尚未进入骨与假体周围，从而证明微动和应力可以通过成骨细胞一破骨细胞信号途径诱导假体周围骨溶解。2假体无菌性松动的发生机制2．1细胞生物学机制有众多细胞与假体无菌性松动相关，包括巨噬细胞、破骨细胞、成骨细胞、成纤维细胞和淋巴细胞等，这些细胞形成—个复杂的网络导致假体周围骨溶解的发生。2．1．1巨噬细胞磨损颗粒最重要的靶细胞就是巨噬细胞。无菌性松动患者关节周围组织存在大量的巨噬细胞浸润。Suzuki等一1通过钛合金颗粒

6、与RAW264．7巨噬细胞共培养研究，用酶联免疫吸附试验(enzymelinkedim．munosorbentassay，ELISA)测定前列腺素E2(prosta．glandinE2，PGE2)、白介素1(interleukin—l，IL‘1)，白介素6(interleukin一6，IL一6)、肿瘤坏死因子a(tumornee—rosisfactor-a，TNF-O／)的水平，结果表明钛合金颗粒组比对照组明显升高，而通过逆转录多聚酶链反应(re．versetranscriptionpolymerasechainreact

7、ion，RT—PCR)法也得出相同的结论，另外环氧化酶2(cyclooxygenase2，COX‘2)的mRNA表达也明显升高。在骨溶解小鼠皮下气囊模型中，金属、聚乙烯和PMMA颗粒均导致巨噬细胞浸润和大量炎性细胞因子的产生喁】。2．1．2破骨细胞破骨细胞是从单核巨噬细胞系的破骨细胞前体细万方数据现代医学(ModernMedicalJournal)，2009年2月，第37卷第1期·7l·胞分化而来的多核细胞，是导致骨吸收最重要的细胞。磨损颗粒促使破骨细胞前体细胞向破骨细胞分化的过程很复杂，包括磨损颗粒的直接作用和与巨噬细胞

8、引起假体周闸细胞因子环境变化有关。巨噬细胞被磨损颗粒不断刺激，产生大量促炎症介质和蛋白水鳃酶类。尤其是TNF、IU-1、IL一6、IU-17，巨噬细胞集落刺激因子(macrophagecolony—stimulatingfactor，M—CSF)等，促进破骨细胞前体细胞向破骨细胞分化，最终导致骨溶解‘9