全膝关节置换翻修术的假体选择

来志超 蒋超 葛怡宁 黄志峰 林进

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

全膝关节置换翻修术的假体选择

来志超 蒋超 葛怡宁 黄志峰 林进*

（中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）

全膝关节置换术（TKA）能够彻底解除患者膝关节的疼痛，最大限度恢复膝关节功能，改善患者生活质量，成为了数十年来最成功的外科手术之一。近些年，随着全膝关节置换术病例的快速增长及手术适应证的扩大，全膝关节置换翻修术的手术量也呈快速增长趋势。美国骨科医师学会（AAOS）预测，2005年～2030年，全膝关节置换翻修术病例数将增加6倍[1,2]。全膝关节置换翻修时由于骨缺损、关节韧带损伤或缺失、关节力线不正等原因，普通假体往往不能完全满足全膝关节置换翻修术的需要，需采用特殊的翻修假体系统。为提高全膝关节置换翻修手术疗效，必须正确认识和选择人工膝关节翻修假体。

1 人工膝关节的翻修指征

膝关节翻修的指征包括假体机械故障、力线不正、关节僵硬、假体周围骨折及深部感染[3,4]。机械故障包括无菌性松动、聚乙烯磨损、骨溶解、关节不稳和伸膝功能障碍，往往是初次膝关节置换时由于技术问题而引起。关节僵硬则与关节功能减退、关节疼痛相关，在进行翻修前，必须明确其内在原因，包括使用的股骨假体型号过大、假体位置不佳或旋转不良、后交叉韧带紧张、关节纤维化等[3]。假体周围骨折是TKA术后严重的并发症，发生率0.3%～2.5%[5,6]。一般而言，假体周围骨折合并有假体松动是翻修术的指征之一，而假体位置仍然固定良好的病人则可以考虑切开复位内固定术。深部感染仍是TKA术后最严重的并发症之一，发生率为0.4%～2.0%[7]。据估计，到2030年65.5%的膝关节翻修是由于深部感染引起[2]。假体深部感染后的膝关节翻修术可分为一期和二期手术，二者谁是最佳手术方案仍有争论。

2 膝关节翻修假体的类型

2.1 按固定方式分骨水泥型、非骨水泥型

对于全膝关节翻修手术，绝大多数假体髁面均使用骨水泥固定，延长杆可以用骨水泥固定或压配型固定。压配型有便于翻修的特点，但对于明显骨质疏松，干骺端畸形的患者应使用骨水泥。

2.2 按限制程度分部分限制型，高限制型和全限制型

部分限制型假体：包括后交叉韧带保留型假体（CR）、后方稳定型假体（PS）；活动限制较小。

高限制型假体：如髁限制型假体（CCK）。胫骨侧加粗加高的中央柱和股骨侧加宽加深的髁间凹槽相匹配，控制内外翻稳定，可部分代偿侧副韧带功能，常用于存在骨缺损和关节不稳的翻修手术。

全限制型假体：如旋转铰链型假体（RH）。机械稳定性高，常用于膝关节稳定性完全丧失的翻修手术。旋转铰链膝的伸屈和旋转活动度接近部分限制性假体[8]。

2.3 组配式假体

组配式假体指假体部件具有良好的通配性，可根据翻修术中出现的特殊情况，在标准假体上添加或更换延长杆、金属垫片、楔片等部件。对有骨质缺损的翻修病例，可在股骨或胫骨侧添加金属垫片、楔片；对有关节不稳的翻修病例，可在术中更换聚乙烯衬垫，从部分限制转换为较高限制性假体。某些特殊病例，可以采用计算机辅助设计（CAD）技术定制个体化假体，但后者存在价格昂贵，等待时间长的缺点[8]。

2.4 同种异体骨假体复合物系统（APC APC）

假体柄与异体骨用骨水泥固定，假体长柄插入髓腔的深度至少应是皮层骨直径的2倍。异体骨和自体骨之间有阶梯形对合缘，该区的长度应确保可放下两条钢丝。优点：①减少结合处的旋转应力；②便于侧副韧带固定；③提供潜在翻修机会；④骨缺损可以随着移植骨和宿主骨的愈合得到自我修复，提高远期成功率。缺点：①来源不足；②技术上要求更高；③潜在的异体骨骨折；④疾病传播、感染机会增多；⑤骨不连接、畸形愈合、骨吸收或萎陷[9]。

3 翻修假体选择的基本原则

全膝关节置换翻修的目标是建立一个能结合到

宿主骨上的稳定结构，使用限制活动最小的假体，保证膝关节稳定，使软组织尽量分担活动负荷，并尽可能恢复关节功能[10]。因此，翻修假体的选择基础是韧带的平衡程度和骨的缺损量，并且应该遵循以下基本原则。

3.1 谨慎进行部分翻修或用初次假体翻修

除单纯垫片磨损外，一般不提倡对人工膝关节进行部分翻修或使用初次假体翻修。虽然保留或使用初次假体能够保留固定良好的假体并节省医疗费用，但是同时也会影响关节显露，出现假体的不匹配，无法获得最佳的对线和旋转对位，最终影响关节或假体的稳定性，不能达到满意的膝关节功能要求。

3.2 尽量使用限制性较小的假体

在骨缺损不严重、骨质结构较好的情况下，使用低限制程度假体可以让周围软组织分担负荷。因此，在保证获得最佳的关节稳定和软组织平衡的情况下，应尽可能选择限制程度小的假体。因为假体限制程度越高，越容易产生磨损和假体松动，假体失败率随之增加[11]。

3.3 确保假体稳定性

在骨缺损明显、骨结构较差、假体稳定性欠佳情况下，可以使用延长杆传导假体所受应力，增加假体的稳定性，避免术后假体松动。对于不能充填髓腔的小直径延长杆及不能贴合骨干的延长杆，需用骨水泥固定；而可以填满干骺端并与髓腔紧密压配的延长杆，则可用非骨水泥固定。

3.4 维持关节稳定性

在韧带等软组织功能缺失、膝关节不稳的情况下，可以使用限制性衬垫来增加内外侧及前后方稳定性，同时需矫正力线，平衡屈膝/伸膝间隙。对于增厚衬垫无法解决的关节不稳，则必须使用高限制性假体CCK或RH假体来替代韧带的功能[8]。

4 不同情况下翻修假体的具体选择

4.1 保留后交叉韧带的TKA TKA翻修

保留后交叉韧带的全膝关节置换术（CR-TKA）失败后，翻修假体的选择有很多。如侧副韧带能提供足够的稳定性且骨缺损少，可使用PS假体。PS假体可以提供前后方活动的稳定性，但没有内翻/外翻或旋转限制。安装胫骨垫片后，需要仔细评估软组织稳定性，如果非对称性松弛＞1 cm，需重建软组织平衡，再放置PS假体。如不稳定持续存在或侧副韧带已不完整，需转用CCK或RH假体[12]。

4.2 侧副韧带缺失的TKA TKA翻修

侧副韧带缺失的全膝关节置换术失败后，内外翻畸形超过15°时，需使用CCK假体[13]。CCK假体不仅提供前后方向上的稳定性，也增加内翻/外翻的稳定性。其优点是：①屈膝时可改变旋转中心，可减少前后剪切应力；②软组织顺应性好，能缓冲过伸的力量。缺点是比旋转铰链型对假体界面产生更大的旋转应力。CCK假体可以分为带延长杆及无延长杆CCK。后者的优点包括：①减少髓腔内破坏，降低术后下肢深静脉血栓和肺栓塞风险；②缩短手术时间；③减少疼痛；④节约费用；⑤降低再翻修难度[14]。使用无延长杆CCK时，需尽可能多地保留股骨侧骨质，以增加假体稳定性。

4.3 有骨缺损的TKA TKA翻修

人工全膝关节翻修术中大多伴有一定程度的骨缺损，多数情况下骨缺损较少，剩余骨量可以支撑翻修使用的假体，无需特殊处理。造成骨缺损常见的原因有假体无菌性松动、假体感染以及术中医源性因素如假体取出方法不当等[15,16]。如果骨缺损严重会明显增加其处理难度。在伴有骨缺损的TKA翻修术中，带有延长杆的CCK及RH假体是最常用的选择，有时还需要使用金属垫片及异体结构骨移植来增加假体稳定性[12]。

4.3.1 骨缺损的分类：膝关节翻修术中骨缺损的分型方法很多，Anderson骨科研究所根据术前X线和术中骨缺损的具体情况为依据，提出了Anderson骨科研究骨缺损分型（AORl分型）[17]，再由分型指导进一步的治疗，被广大骨科医师所接受，目前在临床中应用最为广泛。

Ⅰ型缺损（完整型）：干骺端骨皮质完整，仅有轻度松质骨缺损，股骨及胫骨假体均无下沉，关节线在正常水平。良好的松质骨结构可以支持普通假体和翻修假体，小的骨缺损可以用骨水泥或异体颗粒骨充填。

Ⅱ型缺损（骨受损）：干骺端骨皮质缺损，股骨假体出现下沉，胫骨假体下沉至腓骨头或低于腓骨头水平，需调整关节线。组配式带有金属垫块和延长杆的翻修假体常用于Ⅱ型骨缺损。

Ⅲ型缺损（骨缺损）：干骺端骨缺损累及大部分股骨髁或胫骨平台，股骨假体下沉至内外上髁水平，胫骨假体下沉至胫骨结节水平，有时还可累及侧副韧带或髌腱的附着处。干骺端骨质严重缺损，不能为髁型翻修假体提供支持，需要异体骨移植重建，或

牺牲骨量用RH型或特制假体进行翻修，通过髓内固定假体柄来维持稳定。

4.3.2 干骺端骨缺损的TKA翻修：对于伴有干骺端骨缺损的TKA翻修术，必须选择带延长杆的CCK假体[18]。延长杆可以传导假体所受应力，抵消股骨远端及胫骨近端骨缺损处的部分应力，增加假体的稳定性。同时，保持恰当的机械力线非常重要，但是它在伴有严重骨缺损的TKA翻修中很难实现。

延长杆按固定方式不同可以分为骨水泥型和非骨水泥型（压配型）。后者的优点包括安装快速、便于再翻修、保证恰当的机械力线、稳定性好。Nakasone等报道了52例压配型延长杆的研究结果，压配型延长杆有助于保持良好的机械力线[19]。当然非骨水泥型延长杆也有其缺点，包括大多数没有多孔内生长表面、更容易引起疼痛、价格高、术中去骨质较多、再翻修时假体选择受限等[4]。

在安装非骨水泥型延长杆时，长骨髓腔应有足够的钻探深度，以保证延长杆很好地和骨干贴合，一般其深度为80～120mm。这些压配型延长杆一般都有凹槽，使用骨水泥填充这些凹槽会给再次翻修带来巨大的问题[12]。因为骨水泥将会整合进凹槽，再翻修时必须进行股骨或胫骨截骨才可能将假体取出。

4.3.3 金属垫块的使用：组配式金属垫块主要适用于AORIⅡ型非包容性骨缺损、厚度达2 cm者。应用金属垫块可以重建皮质骨缺损造成的伸直和屈曲间隙在4 cm以内的缺损，纠正骨缺损造成的软组织不平衡和关节横轴位置偏移，保持膝关节伸屈间隙相等，增强关节活动度。对于较大范围的骨缺损，直角金属垫块比楔形金属垫块能更稳定地分散应力，再配合延长杆，将应力转移到髓腔[20]。

根据临床实际需要，可以在股骨远端或胫骨平台内外侧独立使用合适的金属垫块。股骨缺损常发生在一侧或两侧不对称缺损，应尽可能使用金属垫块垫高缺损侧而不是截除对侧来达到两侧对称[21]。同时，将垫块置于股骨外髁后侧可纠正股骨假体内旋。胫骨骨缺损常发生在胫骨负重面，由于假体力线偏移，不能对称负重，常造成假体下方斜形骨缺损，故可用楔形垫块置于胫骨假体下方，以替代骨缺损。当骨缺损较大时，宜行缺损区台阶式截骨，用相应垫块，以提高其稳定性。

4.3.4 异体结构骨移植：膝关节翻修时，异体结构骨主要用于AORIⅡB或Ⅲ型骨缺损的重建。Hockman等报道了65例TKA翻修病例，其中85%需要使用金属垫块，而48%还需要异体结构骨来辅助重建[22]。Gofton等的研究也强调了在严重骨缺损的TKA翻修术中，仅仅使用金属垫块不能满足重建需求[23]。异体结构骨可以用来修复股骨远端或胫骨近端骨缺损，尤其适用于巨大空腔型骨缺损的修复，修整成形后通过压配的方式进行固定[24,25]。这种技术一般要比干骺端填充假体便宜，但也存在其缺点。患者在术后一段间内需避免负重，而且如果异体骨和宿主骨整合不佳，则会出现假体不稳的情况。因此，对于骨整合不佳风险较高的老年患者，一般不建议使用异体结构骨[12]。

4.3.5 RH假体的使用：RH假体适合严重副韧带功能不全合并大量骨缺损患者，也适用于股骨远端骨折并要求尽早恢复功能的老年患者。RH假体模块体积较大，可替代骨缺损，它通过铰链和胫骨平台上的聚乙烯垫片传递负荷，可改善伸肌装置的力学效应；同时减少了对铰链和假体接触面的压力，减少磨损颗粒产生，降低无菌松动的危险。虽然宿主骨和假体之间的压力偏大，但是总体的效果还是令人满意的[26,27]。Hossain等报道了349例使用PS、CCK、RH假体进行TKA翻修的病例，结果显示使用RH假体患者的满意度及生存率和其他假体无明显统计学差异[28]。Hernandez-Vaquero和Sandoval-Garcia对26例使用RH假体进行TKA翻修术的患者随访了2～11年，发现RH假体可以显著缓解疼痛，改善膝关节功能[29]。

4.3.6 同种异体骨假体复合物：该技术的适应征为严重的节段性骨缺损（AORIⅢ型）。APC方法大多数选择非限制型假体。Clatworthy等对APC方法进行翻修术中骨缺损的重建技术进行了阐述[30]。①术前获得新鲜冷冻的同种异体骨，大小与对侧相同；②假体柄与异体骨用骨水泥固定，假体柄插入髓腔的深度至少是皮质骨直径的2倍；③如宿主股骨上髁还存在，必须切除，最优化固定异体骨，保持间接韧带平衡稳定；④异体骨和自体骨之间有阶梯形对合缘，可增强旋转稳定性，该区域长度一定确保可放下两条钢丝，必要时捆扎可进一步加强稳定性，避免用接骨板和螺丝，以免增加骨折风险。

在实现屈伸稳定性时，应首先在屈曲位安装试模，并逐渐伸直，根据具体情况逐渐短缩异体骨，直到能够完全伸直为止[31,32]。与宿主骨的固定可以通过骨水泥或紧密压配方式。如采用骨水泥固定方式，要避免在异体骨和宿主骨之间有骨水泥进入，以减

少对骨整合的干扰。同时，在异体骨和宿主骨的界面处植入自体骨或异体骨颗粒以加强愈合。

5 总结与展望

近些年随着国内全膝关节置换术数量的增加，由于假体无菌性松动、感染、假体周围骨折以及关节不稳定等原因术后需要翻修的数量也在不断增加。骨缺损的处理、翻修假体的选择等难题对于每位骨科医师都是挑战。而目前关于全膝关节置换翻修术临床结果的文献报道仍较少，对翻修中如何选择假体缺乏大样本的临床研究数据。骨科医师应该在术前对患者进行系统而认真的查体，借助实验室检查和影像学资料对患者进行全面评估，制订周密的术前计划，依据骨缺损程度、韧带及软组织的稳定性选择合适的假体，只有这样才能帮助患者解除疼痛、恢复膝关节功能。

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2095-9958（2015）08-0 359-04

10.3969/j.issn.2095-9958.2015.04-020

*通信作者：林进，E-mail：lin_chaos@sina.com