THA không xi măng (thay khớp háng toàn phần không xi măng, tiếng Anh: cementless total hip arthroplasty) là kỹ thuật phẫu thuật chỉnh hình thay thế toàn bộ ổ cối và chỏm xương đùi bị tổn thương bằng khớp nhân tạo được cố định sinh học trực tiếp vào mô xương của người bệnh mà không sử dụng xi măng y tế làm lớp đệm trung gian. Phương pháp này dựa trên nguyên lý tạo độ vững chắc cơ học ban đầu nhờ kỹ thuật nén ép chính xác và thúc đẩy sự tích hợp mô xương thứ phát vào bề mặt xốp vi thể của linh kiện kim loại. Mục từ này phân tích toàn diện về cơ sở sinh học, nguyên lý cơ học, cấu tạo vật liệu, chỉ định lâm sàng, quy trình phẫu thuật, hiệu quả thực tế và các biến chứng tiềm ẩn của phẫu thuật thay khớp háng không xi măng.
Bản chất và cơ chế cố định sinh học của THA không xi măng
Trong phẫu thuật thay khớp háng nhân tạo, sự liên kết vững chắc giữa bề mặt vật liệu kim loại và nền xương của người bệnh là yếu tố quyết định sự tồn tại lâu dài của khớp ghép. Khác với phương pháp thay khớp có xi măng sử dụng poly(methyl methacrylate) đóng vai trò như vữa chèn cơ học giữa xương và implant, THA không xi măng hướng đến sự gắn kết sinh học tự nhiên giữa mô sống và vật liệu nhân tạo.
Nguyên lý cố định hai giai đoạn
Sự thành công của THA không xi măng phụ thuộc vào hai giai đoạn cố định nối tiếp nhau:
- Giai đoạn cố định sơ cấp (cơ học ban đầu): Đạt được ngay trong lúc phẫu thuật thông qua kỹ thuật nén ép (press-fit). Phẫu thuật viên chuẩn bị lòng ổ cối hoặc ống tủy xương đùi có kích thước nhỏ hơn linh kiện cấy ghép một lượng rất nhỏ để khi đóng vào, lực ma sát và lực đàn hồi của xương vỏ giữ chặt linh kiện, triệt tiêu gần như hoàn toàn các vi dịch chuyển.
- Giai đoạn cố định thứ cấp (sinh học dài hạn): Diễn ra trong những tuần và tháng tiếp theo khi các tế bào tạo xương di chuyển, biệt hóa và hình thành các bè xương mới bám dính trực tiếp hoặc phát triển len lỏi vào các lỗ xốp trên bề mặt kim loại (osseointegration).
Vào năm 1987 nghiên cứu của Engh và cộng sự thiết lập nền tảng về cơ chế xương mọc vào bề mặt xốp và hiện tượng che chắn ứng suất trong thay khớp háng không xi măng. Nghiên cứu kinh điển này đã chứng minh rằng để xương có thể mọc xuyên vào bề mặt xốp của implant, độ vi dịch chuyển giữa implant và xương xung quanh phải duy trì ở mức tối thiểu. Nếu độ vi dịch chuyển vượt quá ngưỡng cho phép, mô liên kết sợi sẽ hình thành thay vì mô xương, khiến linh kiện khó đạt được sự tích hợp xương sinh học tối ưu và có nguy cơ dẫn đến mất vững nếu vi dịch chuyển kéo dài.
Đặc tính bề mặt và vật liệu phủ sinh học
Để tối ưu hóa sự tiếp xúc và kích thích tế bào xương phát triển, các linh kiện của THA không xi măng thường được chế tạo từ hợp kim titan hoặc hợp kim coban-crom với cấu trúc bề mặt được xử lý đặc biệt:
- Bề mặt xốp kim loại (Porous coating): Bề mặt được tạo cấu trúc xốp bằng kỹ thuật phun plasma, hạt thiêu kết hoặc titan in không gian ba chiều nhằm tạo mạng lưới lỗ liên kết giúp mạch máu và bè xương xâm nhập dễ dàng.
- Lớp phủ hydroxyapatite (HA): Hydroxyapatite là khoáng chất gốm có thành phần hóa học tương tự như pha khoáng của xương người. Lớp phủ này đóng vai trò chất dẫn truyền xương, thúc đẩy nhanh quá trình tạo xương mới bám chặt vào bề mặt chuôi khớp.
Theo phân tích gộp của Kim và cộng sự công bố năm 2024 trên The Journal of Arthroplasty, chuôi xương đùi phủ hydroxyapatite trong thay khớp háng không xi măng giúp giảm đáng kể tỷ lệ phẫu thuật lại do lỏng vô khuẩn với p = 0,004 và giảm đau vùng đùi sau phẫu thuật với p = 0,03 so với các thiết kế chuôi không phủ chất hoạt tính sinh học này.
Cấu tạo hệ thống khớp háng không xi măng
Một bộ khớp háng toàn phần không xi măng tiêu chuẩn bao gồm bốn thành phần chính phối hợp hài hòa:
- Chén ổ cối (Acetabular cup): Cấu tạo từ hợp kim kim loại có mặt lưng xốp hoặc phủ lớp dẫn xương, được đặt vào lòng ổ cối tự nhiên sau khi doa tròn. Chén thường có các lỗ để có thể bắt thêm vít tăng cường độ vững ban đầu khi cần thiết.
- Lớp lót ổ cối (Liner): Được khóa chặt vào trong chén kim loại, đóng vai trò mặt tiếp khớp chuyển động. Lớp lót phổ biến được làm từ polyethylene có liên kết chéo cao hoặc vật liệu gốm sứ sinh học giúp giảm thiểu tốc độ mài mòn.
- Chỏm nhân tạo (Femoral head): Có hình cầu nhẵn bóng tuyệt đối, gắn chặt vào cổ của chuôi xương đùi qua khớp côn. Chỏm thường được làm bằng gốm sứ hoặc hợp kim kim loại cứng.
- Chuôi xương đùi (Femoral stem): Linh kiện hình nêm hoặc côn được đóng chặt vào lòng tủy xương đùi. Chuôi chịu trách nhiệm truyền tải trọng lượng từ khung chậu và nửa trên thân mình xuống toàn bộ thân xương đùi.
Chỉ định và chống chỉ định lâm sàng
Việc lựa chọn kỹ thuật thay khớp háng không xi măng cần được cân nhắc cẩn trọng dựa trên đặc điểm giải phẫu học và chất lượng xương của người bệnh.
Chỉ định chính
- Bệnh nhân trẻ tuổi hoặc trung niên có nhu cầu vận động thể lực cao và tuổi thọ kỳ vọng còn dài.
- Chất lượng xương tốt, mật độ khoáng chất xương bảo tồn, thành xương vỏ dày dặn và ống tủy xương đùi có hình thái thích hợp cho kỹ thuật nén ép.
- Hoại tử vô khuẩn chỏm xương đùi ở các giai đoạn tiến triển gây xẹp chỏm và thoái hóa khớp thứ phát.
- Thoái hóa khớp háng nguyên phát hoặc thứ phát sau loạn sản khớp háng, chấn thương cũ nhưng xương vùng ổ cối và xương đùi vẫn còn đủ khối lượng nâng đỡ.
Chống chỉ định và hạn chế
- Bệnh nhân loãng xương mức độ nặng hoặc có thành xương vỏ quá mỏng, giòn, làm tăng nguy cơ nứt gãy xương trong quá trình thao tác đóng chặt linh kiện.
- Ống tủy xương đùi hình ống khói rộng có vỏ mỏng, kém thích hợp để tạo độ vững nén ép ban đầu.
- Nhiễm trùng đang hoạt động tại chỗ khớp háng hoặc nhiễm trùng toàn thân chưa được kiểm soát.
- Mất xương diện rộng ở ổ cối hoặc đầu trên xương đùi mà không thể tái tạo được nền xương vững chắc cho sự ổn định sơ cấp.
Quy trình kỹ thuật phẫu thuật và kiểm soát chất lượng
Tại Việt Nam, Bộ Y tế ban hành Quyết định 4484/QĐ-BYT năm 2016 về việc ban hành tài liệu Hướng dẫn quy trình kỹ thuật Ngoại khoa chuyên khoa Chấn thương chỉnh hình áp dụng cho phẫu thuật thay khớp háng. Quy trình đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ giữa phẫu thuật viên, bác sĩ gây mê hồi sức và hệ thống trang thiết bị chuyên dụng:
- Đánh giá tiền phẫu và lập kế hoạch: Bệnh nhân được chụp X-quang khớp háng chuẩn và quét cắt lớp vi tính nếu cần để đo đạc kích thước linh kiện dự kiến, góc nghiêng ổ cối, góc ngửa trước và chiều dài chi thể.
- Bộc lộ khớp háng: Lựa chọn đường mổ phù hợp như đường sau bên, đường trước bên hoặc đường mổ trước xâm nhập tối thiểu nhằm bảo tồn tối đa hệ thống gân cơ bao quanh.
- Tạo hình ổ cối và đặt chén: Phẫu thuật viên doa ổ cối từng bước nhỏ cho đến khi lớp xương dưới sụn lộ ra lớp xương xốp chảy máu nhẹ. Đóng chén ổ cối không xi măng vào với góc nghiêng và góc ngửa giải phẫu, kiểm tra độ bám vững cơ học.
- Chuẩn bị ống tủy và đặt chuôi xương đùi: Dùng dũa nạo ống tủy tuần tự theo kích cỡ tương ứng với hình dáng chuôi định sẵn. Đóng chuôi thử, kiểm tra sự vững chắc chống xoay và độ sâu lòng tủy, sau đó đóng chuôi thật chính thức.
- Lắp chỏm và nắn khớp: Thử các cỡ cổ chỏm để cân bằng độ căng phần mềm, độ dài hai chi và kiểm tra biên độ vận động khớp, độ vững chống trật trước khi lắp chỏm vĩnh viễn và đóng vết mổ từng lớp.
So sánh THA không xi măng và THA có xi măng
Bảng dưới đây tổng hợp các đặc tính chuyên môn và lâm sàng giữa hai phương pháp cố định khớp háng:
| Đặc tính so sánh | THA không xi măng | THA có xi măng |
|---|---|---|
| Cơ chế cố định | Nén ép cơ học ban đầu kết hợp xương mọc tích hợp sinh học thứ phát | Khóa chèn cơ học thông qua lớp vữa xi măng poly(methyl methacrylate) |
| Thời gian đạt độ vững tối đa | Cần thời gian để mô xương phát triển bám dính hoàn toàn | Đạt độ vững cơ học ngay sau khi xi măng trùng hợp đông cứng |
| Đối tượng ưu tiên | Bệnh nhân trẻ tuổi, chất lượng xương tốt, mật độ xương cao | Bệnh nhân cao tuổi, loãng xương, ống tủy xương đùi rộng |
| Hiện tượng che chắn ứng suất | Có thể xuất hiện ở vùng đầu trên xương đùi do chuôi kim loại cứng | Truyền tải lực đồng đều hơn qua lớp đệm xi măng trung gian |
| Thuận lợi khi mổ lại | Bảo tồn nguồn xương tối đa, lấy linh kiện cũ tương đối thuận lợi | Tháo bỏ lớp xi măng cũ trong lòng tủy xương phức tạp và tốn xương |
| Nguy cơ phản ứng toàn thân | Không gặp hội chứng cấy ghép do phản ứng hóa học của monomer xi măng | Có nguy cơ gặp hội chứng hạ huyết áp, thuyên tắc mạch do monomer xi măng |
Bằng chứng lâm sàng và nghiên cứu thực tiễn
Các phân tích hệ thống quốc tế và báo cáo theo dõi dài hạn mang lại bức tranh khoa học khách quan về độ bền và kết quả của THA không xi măng:
Độ bền lâu dài qua dữ liệu đăng kiểm quốc gia
Theo phân tích gộp của Evans và cộng sự công bố năm 2019 trên tạp chí The Lancet, phân tích gộp từ các nghiên cứu chuỗi ca và dữ liệu đăng kiểm quốc gia ghi nhận tỷ lệ sống còn tích lũy sau 25 năm của khớp háng nhân tạo đạt 77,6% ở chuỗi ca và 57,9% ở dữ liệu đăng kiểm quốc gia. Kết quả này phản ánh rằng đa số người bệnh sau phẫu thuật thay khớp háng có thể duy trì chức năng vận động ổn định qua nhiều thập kỷ.
Đánh giá nguy cơ gãy xương quanh chuôi khớp
Mặc dù mang lại lợi thế vượt trội về khả năng tích hợp mô sinh học, kỹ thuật không xi măng đặt ra thách thức về nguy cơ tổn thương nứt xương đùi khi đóng chặt chuôi. Theo tổng quan hệ thống và phân tích gộp của Abushal và cộng sự công bố năm 2026 trên World Journal of Orthopedics gồm 27 nghiên cứu với dữ liệu định lượng từ 2 650 bệnh nhân gồm 772 ca có xi măng và 1 878 ca không xi măng ghi nhận xu hướng nguy cơ gãy xương quanh chuôi khớp ở nhóm xi măng có tỷ số nguy cơ 0,46 với khoảng tin cậy 95% từ 0,14 đến 1,49 và p = 0,19. Dù khác biệt chưa đạt ý nghĩa thống kê do mức độ không đồng nhất giữa các nghiên cứu, các tác giả nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đánh giá kỹ chất lượng xương đùi trước mổ để hạn chế tối đa nguy cơ biến cố này.
Nghiên cứu lâm sàng tại Việt Nam
Tại Việt Nam, hoại tử vô khuẩn chỏm xương đùi là nguyên nhân phổ biến hàng đầu dẫn đến chỉ định thay khớp háng toàn phần ở người trưởng thành trẻ tuổi. Nghiên cứu tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức trên 77 bệnh nhân phẫu thuật thay khớp háng toàn phần không xi măng từ tháng 1/2021 đến tháng 9/2022 ghi nhận tuổi trung bình 46,45 tuổi và tỷ lệ nam trên nữ là 10/1. Trong nhóm nghiên cứu này, yếu tố lạm dụng rượu hoặc thuốc lá chiếm tỷ lệ 66,3% ở nhóm bệnh nhân hoại tử chỏm xương đùi được thay khớp háng không xi măng. Về mặt phục hồi chức năng vận động, đánh giá theo thang điểm Harris trong nghiên cứu tại Bệnh viện Hữu nghị Việt Đức ghi nhận 64,9% bệnh nhân đạt kết quả rất tốt và 32,5% bệnh nhân đạt kết quả tốt sau phẫu thuật. Kết quả này ghi nhận kỹ thuật cố định không xi măng đem lại khả năng phục hồi chức năng vận động tích cực cho nhóm bệnh nhân trẻ tuổi lao động bị hoại tử chỏm xương đùi trong nghiên cứu tại Việt Nam.
Biến chứng và các vấn đề còn mở trong phẫu thuật
Dù là kỹ thuật hiện đại đạt độ tin cậy cao, THA không xi măng vẫn tồn tại một số hạn chế và biến chứng cần theo dõi sát sao:
- Gãy xương quanh khớp trong mổ: Thường xảy ra khi chuẩn bị ổ cối quá mức hoặc đóng chuôi xương đùi với lực nén lớn vào nền xương có chất lượng suy giảm.
- Đau vùng đùi sau phẫu thuật: Biến chứng thường liên quan đến sự chênh lệch độ cứng mô đun đàn hồi giữa chuôi kim loại và thân xương đùi, gây nên sự tập trung ứng suất cơ học tại đầu mút chuôi. Việc ứng dụng các loại chuôi có phủ hydroxyapatite hoặc thiết kế chuôi ngắn đã giúp giảm thiểu rõ rệt tình trạng đau này.
- Hiện tượng che chắn ứng suất (Stress shielding): Khi chuôi kim loại chịu phần lớn tải trọng truyền xuống trục chi, vùng mấu chuyển và vùng calcar quanh chuôi ở đầu trên xương đùi không nhận đủ kích thích lực cơ học tự nhiên, dẫn đến hiện tượng tiêu xương bè thứ phát theo thời gian.
- Trật khớp nhân tạo: Biến chứng xảy ra do đặt linh kiện sai lệch góc nghiêng, lỏng lẻo bao khớp phần mềm hoặc do người bệnh vận động sai tư thế trong giai đoạn hậu phẫu sớm.
- Lỏng khớp vô khuẩn do hạt vi mòn: Quá trình chuyển động lâu dài sinh ra các hạt mài mòn từ bề mặt tiếp xúc, kích hoạt đại thực bào giải phóng các chất trung gian gây viêm dẫn đến hiện tượng tiêu xương quanh khớp.
Các hướng nghiên cứu hiện đại tiếp tục tập trung vào cải tiến vật liệu titan xốp in không gian ba chiều bắt chước cấu trúc bè xương tự nhiên, phát triển các lớp phủ sinh học kháng khuẩn và tối ưu hóa thiết kế chuôi nhằm duy trì truyền tải lực sinh lý tối đa, hạn chế tiêu xương và kéo dài tuổi thọ khớp nhân tạo.