髋关节脱位后发生创伤性关节炎的原因,按一般规律而言,后脱位>前脱位,并发骨折者>单纯脱位,超过12h复位>伤后及时复位。
(一)病理学改变
关节软骨退变的主要病理变化表现在3个方面。
1.关节软骨发生退行性病变,失去原有的光泽和弹性,逐渐变薄、变硬,退变的软骨可脱落至关节腔内,成为关节内游离体。
2.关节周缘发生骨与软骨的代偿性增生,表现为骨赘形成;软骨下骨质,包括股骨头及髋臼骨松质内出现囊性变。
3.关节滑膜呈现水肿、渗液和肥厚。
(二)发生机制
发生关节软骨退变通常与下列因素有关。
1.损伤暴力与关节软骨退变 单纯的髋关节脱位后发生创伤性关节炎,可以说其根本原因是与损伤暴力直接相关,因为关节脱位时,由于股骨头与髋臼关节软骨面的撞击和脱位时软骨面间受到的剪切暴力,因此,软骨面受到磨损性损伤。过高压应力的撞击性损伤使软骨纤维拱形结构破坏,即纤维拱形结构和胶原纤维的断裂,继而导致间质的退变。脱位时关节软骨面间的相互磨损,可使软骨表面的薄壳结构损伤,薄壳结构类似硬韧耐磨的皮肤,但当关节软骨损伤时,即便仅是超微结构的损伤,也会导致软骨渗透性增加,液体流动阻力减小,液体从软骨面流失,从而增加了关节两端面的接触,从而加深磨损,加剧软骨损伤。此外,在载荷作用下,软骨面反复变形,即使是小于材料的极限强度,由于反复作用,也容易造成软骨基质中的拱形结构断裂,以及蛋白多糖分布的变化,局部由于高压应力作用的结果而导致关节软骨的损伤。由于软骨没有软骨膜,并且其再生能力很差,仅在周边滑膜附着处可能有一些再生,因此软骨中央部位即使是表浅损伤也可能不能修复。如果损伤仅局限于关节软骨本身,并没有穿透软骨下骨质,则仅仅能刺激相邻的软骨细胞发生轻度反应。很少见到透明软骨及软骨下骨修复到完全正常状态(图13-19)。
2.股骨头坏死 股骨头缺血坏死是髋部骨折脱位的常见并发症,由于关节软骨的营养主要来自关节滑液,在发生骨坏死的早期,软骨不应有退变现象。在骨坏死患者中由于软骨下骨板变薄,使拱体两侧负荷变小,弧形顶端承受压力加大,使拱形结构变平。骨小梁垂直部分呈柱状排列,使其受到压力及扭曲力均加大。因此骨内的力学环境发生异常变化,容易出现骨折塌陷。晚期由于关节面由轻度不吻合曲面变成完全不吻合曲面,应力的高度集中,导致关节软骨的退变。因而股骨头缺血坏死的最终后果是发生骨关节炎(图13-20)。
3.髋关节相适合性不良对软骨退变的影响
在髋关节损伤后,尤其是髋关节中心性脱位后,由于复位不良,股骨头与髋臼间对合关系的改变,在髋受力的情况下,应力不能均匀的分布,应力的集中常是该部位的软骨退变的原因,这种情况常见于非手术治疗之后。关节面的对合关系可分为完全吻合曲面,轻度不吻合曲面和完全不吻合曲面。在吻合曲面上作用力产生的压力呈不均匀的分布,位于表面任何点上的压力多和通过该点的直线与力线下两者之间的夹角大小有关。而在与力线一致点上所承受的压力最大,而且出现最高压力和平均压力之间的显著差别。这种曲面对传导载荷不理想,造成某一部位压力过高,可使软骨退变(图13-21)。
4.关节面的不平整 骨折复位的不满意,失去了关节软骨面的平整性,常见于粉碎性骨折,即使在切开复位的情况也达不到正常的解剖复位。由于关节面的受力不均,导致关节的载荷传导紊乱,某些关节面所受到的应力集中,在相对高压应力的情况下,可使该部位的关节软骨退变。由于关节软骨在外伤后,复位不良,不平整形成的完全不吻合曲面,作用集中于极小的接触面上形成压力过高的现象,在髋部损伤,特别在髋臼和股骨头负重区的骨折,常可造成此后果。
图13-19 髋关节创伤性关节炎
A.左股骨髋关节脱位;B.即刻复位后;C.CT显示关节内有小块游离体,经关节镜取出;D.伤后1年关节间隙恢复,软骨下硬化,盂唇骨化增加;E.MRI 1年后头中部有骨软骨缺损,髋臼软骨有变性改变
图13-20 股骨头坏死软骨退变和骨性关节炎
A.Ⅱ期股骨头坏死,关节软骨仍光滑平整;B.Ⅲ期关节软骨有碎裂;C.Ⅳ期关节软骨完全碎裂缺损
图13-21 股骨头与髋臼关系对合不良引起的创伤性关节炎
股骨头与髋臼关系对合不良,股骨头内移,关节面不平整引起的创伤性关节炎
5.骨折的畸形愈合 股骨的粗隆间骨折虽不涉及关节面,但在出现髋内翻后,因负荷力线的改变可导致邻近关节的晚期骨关节病。股骨颈骨折复位,由于股骨头的旋转也常可引起负荷面积的减小而发生应力升高,可发生软骨退变。
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