Thay khớp háng bằng chỏm lưỡng cực là gì? Các nghiên cứu

Giới thiệu

Thay khớp háng bằng chỏm lưỡng cực (bipolar hemiarthroplasty) là kỹ thuật thay thế chỏm xương đùi bằng đầu chỏm nhân tạo gồm hai bề mặt xoay: bề mặt trong quay trong ổ cối nhân tạo và bề mặt ngoài tiếp xúc với ổ cối tự nhiên. Kỹ thuật này giúp giảm áp lực tiếp xúc lên ổ cối, đồng thời giữ lại phần lớn cấu trúc ổ cối, giảm khối lượng đặt vật liệu và thời gian phẫu thuật so với thay toàn khớp háng (total hip arthroplasty).

Phẫu thuật chỏm lưỡng cực xuất hiện từ những năm 1970, phát triển nhằm cải thiện độ ổn định và hạn chế mài mòn polyethylene so với hemiarthroplasty đơn cực (unipolar hemiarthroplasty). Đầu chỏm lưỡng cực cho phép quay bổ trợ tại khớp nhân tạo bên trong, giảm ma sát cơ học và tăng độ bền của prosthesis (AAOS – OrthoInfo).

Vật liệu chế tạo thường là thép không gỉ hoặc titan cho thân chỏm, kết hợp với insert polyethylene hoặc ceramic để tăng độ trượt và giảm mài mòn. Thiết kế này vừa đảm bảo chức năng cơ học, vừa tối ưu hóa khớp sinh học, giúp bệnh nhân phục hồi nhanh hơn và giảm nguy cơ thoái hóa ổ cối tự nhiên về lâu dài.

Chỉ định và chống chỉ định

Chỉ định chính cho thay khớp háng bằng chỏm lưỡng cực bao gồm:

• Gãy cổ xương đùi ở người cao tuổi, đặc biệt khi hoạt động thể lực hạn chế và có nguy cơ tai biến cao.
• Thoái hóa khớp háng nặng không đáp ứng điều trị bảo tồn, gây đau và hạn chế vận động nghiêm trọng.
• Hoại tử vô mạch chỏm xương đùi giai đoạn II–III theo phân loại ARCO, khi tổn thương chưa lan rộng đến ổ cối (PubMed).

Chống chỉ định bao gồm:

• Nhiễm trùng hoạt động tại khớp háng hoặc toàn thân chưa được kiểm soát.
• Bệnh lý toàn thân nặng như suy đa tạng, không đủ khả năng chịu đựng phẫu thuật và gây mê.
• Di chứng liệt vận động hoặc cấu trúc khung chậu bất thường làm mất cân bằng lực lên khớp sau mổ.

Quyết định chọn chỏm lưỡng cực cần cân nhắc đến tuổi bệnh nhân, mức độ hoạt động, chất lượng xương và dự kiến tuổi thọ prosthesis, nhằm tối ưu hóa kết quả lâm sàng và giảm nguy cơ tái phẫu thuật.

Giải phẫu liên quan và thiết kế khớp lưỡng cực

Giải phẫu khớp háng gồm chỏm xương đùi và ổ cối acetabulum của xương chậu. Trong thay chỏm lưỡng cực, chỉ phần chỏm xương đùi và cổ xương đùi bị loại bỏ, phần ổ cối tự nhiên vẫn được giữ lại và bảo vệ khỏi mài mòn quá mức.

Thiết kế lưỡng cực giảm chuyển động trượt trực tiếp giữa polyethylene và xương chậu, đồng thời tạo chuyển động xoay nội tại để phân tán mài mòn. Kích thước đầu chỏm thường từ 22 mm đến 36 mm, chọn theo kích thước ổ cối và thể trạng bệnh nhân.

Cấu tạo modular cho phép tùy chỉnh thân chỏm và đầu chỏm riêng biệt, tối ưu tỉ lệ offset, độ dài chi và góc cổ-chỏm, đảm bảo phục hồi giải phẫu và cân bằng cơ quanh khớp háng.

Phương pháp tiếp cận phẫu thuật

Các đường mổ chính gồm:

• Đường mổ sau (posterior approach): Cung cấp tầm nhìn rộng, dễ thực hiện, nhưng có nguy cơ trật khớp sau cao hơn (~2–5 %).
• Đường mổ bên (lateral approach): Giảm nguy cơ trật khớp, bảo tồn gân cơ bánh chè nhưng có thể ảnh hưởng một phần cơ chậu bé và cơ chậu to.
• Đường mổ trước (anterior approach): Ít xâm lấn cơ, giảm đau sau mổ, giúp phục hồi nhanh, nhưng kỹ thuật khó và đòi hỏi trang thiết bị hỗ trợ chuyên biệt.

Quy trình cơ bản gồm cắt bỏ chỏm xương đùi, chuẩn bị ống tủy, lựa chọn và đặt thân chỏm, lắp đầu chỏm trong và ngoài, kiểm tra chuyển động, độ ổn định, cuối cùng đóng mô mềm và da.

1. Chẩn đoán hình ảnh và đánh dấu giải phẫu ngoài da.
2. Rạch da, bộc lộ khớp háng theo đường đã chọn.
3. Loại bỏ chỏm xương đùi với cưa tròn chuyên dụng.
4. Chuẩn bị ống tủy, đo kích thước thân chỏm với bộ đo có thước chuẩn.
5. Lắp thử thân chỏm và đầu chỏm, điều chỉnh offset và độ dài chi.
6. Cố định thân chỏm (xi măng hoặc không xi măng tùy chỉ định).
7. Kiểm tra phạm vi chuyển động, độ ổn định khớp.
8. Đóng các lớp mô mềm, da, đặt ống dẫn lưu nếu cần.

Chọn đường mổ và kỹ thuật cố định phụ thuộc vào kinh nghiệm phẫu thuật viên, tình trạng xương bệnh nhân và mục tiêu phục hồi vận động sớm.

Sinh cơ học và cơ chế hoạt động

Trong chỏm lưỡng cực, hai bề mặt quay tương ứng với ổ cối nhân tạo và ổ cối tự nhiên phối hợp giảm áp lực tiếp xúc lên mâm chỏm. Vận động xoay xảy ra chủ yếu tại bề mặt trong (inner bearing), trong khi bề mặt ngoài (outer bearing) chỉ tham gia khi góc xoay vượt quá ngưỡng khoảng 15–20°, giúp phân tán mài mòn và giảm tải lực lên xương chậu (AAOS – OrthoInfo).

Cơ chế giảm mài mòn polyethylene dựa trên nguyên tắc phân chia vận động: khối lượng chuyển động nhỏ lặp lại nhiều lần tại inner bearing và vận động lớn ít khi xảy ra tại outer bearing. Điều này làm chậm tốc độ giải phóng hạt mài mòn xuống xương quanh prosthesis, giảm nguy cơ viêm phản ứng gây tiêu xương (osteolysis).

Thiết kế modular cho phép điều chỉnh offset và version phù hợp giải phẫu, tối ưu hóa lực cơ quanh khớp, giữ vững tầm vận động mà không làm tăng nguy cơ trật khớp về sau.

Ưu điểm và hạn chế

Chỏm lưỡng cực kết hợp ưu thế của hemiarthroplasty và total hip arthroplasty, tạo ra thiết kế cân bằng giữa ổn định và bảo tồn xương tự nhiên. Một số ưu điểm nổi bật:

• Giảm biến dạng ổ cối: bề mặt quay trong hấp thụ phần lớn rung chấn, hạn chế mài mòn trực tiếp ổ cối tự nhiên.
• Phục hồi chức năng nhanh: do ít xâm lấn và giữ lại cấu trúc ổ cối, bệnh nhân có thể vận động càng sớm càng tốt, giảm biến chứng tắc mạch máu sâu (NCBI PMC).
• Giảm thời gian mổ và chảy máu: so với thay toàn khớp, phẫu thuật đơn giản hơn, tiết kiệm thời gian và giảm mất máu trung bình 20–30%.

Tuy nhiên, chỏm lưỡng cực cũng tồn tại hạn chế:

• Nguy cơ trật khớp sau mổ cao hơn so với toàn khớp háng, đặc biệt với đường mổ sau (2–5%).
• Chi phí prosthesis cao hơn hemiarthroplasty đơn cực, đồng thời dụng cụ modular phức tạp dẫn đến giá thành và yêu cầu kỹ thuật lắp ghép khắt khe.
• Mài mòn polyethylene dài hạn: dù giảm so với unipolar, nhưng hạt mài mòn vẫn tích tụ quanh khớp, có thể gây viêm và tiêu xương sau 10–15 năm.

Biến chứng và xử trí

Các biến chứng thường gặp sau thay chỏm lưỡng cực bao gồm trật khớp, nhiễm trùng, gãy xương quanh thân prosthesis và đau mạn tính tại khớp:

• Trật khớp: nguyên nhân do không khớp góc version hoặc lệch offset; điều trị bằng nắn khớp đóng dưới gây mê hoặc phẫu thuật tái cố định.
• Nhiễm trùng: chiếm khoảng 1–2% ca mổ; điều trị phối hợp kháng sinh tiêm tĩnh mạch và tháo prosthesis theo phác đồ hai thì.
• Gãy xương quanh thân prosthesis: do loãng xương hoặc chấn thương; xử trí bằng cố định xương hoặc thay lại prosthesis với thân dài hơn hoặc sử dụng xi măng.

Dữ liệu từ Choy WS và cộng sự (2016) cho thấy khoảng 8% bệnh nhân gặp biến chứng nặng cần tái phẫu thuật trong vòng 5 năm đầu (PubMed).

Quản lý sau mổ và phục hồi chức năng

Quản lý hậu phẫu gồm kiểm soát đau, dự phòng huyết khối và khôi phục vận động sớm. Chế độ thuốc giảm đau kết hợp NSAID và opioid liều thấp, kèm theo vật lý trị liệu ngay ngày thứ nhất sau mổ giúp cải thiện tầm vận động và giảm nguy cơ dính khớp.

Phòng ngừa huyết khối tĩnh mạch sâu (DVT) bằng heparin trọng lượng phân tử thấp trong 10–14 ngày và mang vớ y khoa đến khi bệnh nhân tự đi lại an toàn. Đánh giá Doppler mạch chi dưới 5–7 ngày sau mổ để phát hiện sớm DVT (NCBI PMC).

Kết quả lâm sàng và tuổi thọ prosthesis

Nhiều nghiên cứu báo cáo tỉ lệ hài lòng bệnh nhân sau 1–5 năm dao động 80–90%, với chỉ số Harris Hip Score trung bình đạt 85–92 điểm. Phần lớn bệnh nhân trở lại hoạt động cơ bản như đi bộ, leo cầu thang mà không cần dụng cụ hỗ trợ.

Tuổi thọ trung bình của chỏm lưỡng cực khoảng 10–15 năm, phụ thuộc vào chất liệu implant và mức độ hoạt động. Theo Aro & Koistinen (2017), prosthesis titan với insert ceramic có tuổi thọ cao hơn polyethylene khoảng 2–3 năm do giảm mài mòn (ScienceDirect).

Tỉ lệ tái phẫu thuật trong 10 năm đầu chủ yếu do biến chứng viêm hoặc tiêu xương, chiếm dưới 10% tổng số ca (PubMed).

Triển vọng và nghiên cứu tương lai

Phát triển vật liệu thế hệ mới như polyether ether ketone (PEEK) hoặc ceramic mịn nhằm giảm mài mòn và tăng độ tương hợp sinh học đang được ưu tiên nghiên cứu. Ngoài ra, công nghệ in 3D cho phép thiết kế prosthesis cá thể hóa theo giải phẫu bệnh nhân, tối ưu offset và version.

Công nghệ sinh học cũng hướng tới prosthesis phủ nano-hydroxyapatite để thúc đẩy tích hợp xương nhanh hơn và giảm tiêu xương quanh thân. Nghiên cứu ứng dụng CRISPR/Cas9 để chỉnh sửa gene điều tiết mật độ xương có thể cải thiện chất lượng xương bệnh nhân trước mổ, làm tăng độ bền neo giữ (AO Foundation).

Phát triển mô hình số hóa và mô phỏng hữu hạn (Finite Element Analysis) cho phép dự đoán ứng xử cơ học của prosthesis trong nhiều tình huống vận động, hỗ trợ phẫu thuật viên lựa chọn thiết kế và đường mổ tối ưu.

Tài liệu tham khảo

• American Academy of Orthopaedic Surgeons. “Bipolar Hemiarthroplasty.” OrthoInfo. Truy cập từ orthoinfo.aaos.org
• Choy, W. S., et al. (2016). “Complications after bipolar hemiarthroplasty.” Clinical Orthopaedic Surgery. Truy cập từ NCBI PMC
• Aro, H. T., Koistinen, A. M. (2017). “Prosthesis design influences stability in bipolar hemiarthroplasty.” Clinical Biomechanics. Truy cập từ ScienceDirect
• Carpenter, J. E., et al. (2018). “Outcomes of bipolar versus unipolar hemiarthroplasty.” Journal of Arthroplasty. Truy cập từ PubMed
• AO Foundation. “Hip Fracture Management.” Truy cập từ aofoundation.org