全膝关节置换术后假体周围骨折的病因及治疗进展

张小春 刘晋闽

（浙江中医药大学，浙江 杭州 310006）

全膝关节置换术后假体周围骨折的病因及治疗进展

张小春 刘晋闽△

（浙江中医药大学，浙江 杭州 310006）

全膝关节置换术 假体周围骨折 内固定 综述

随着生活水平和平均寿命的提高，全膝关节置换术（TKA）的数量大量增加，同时TKA术后并发症发生率也增加了。大多数TKA患者是老年人和（或）患有骨质疏松者，这可能是导致术后假体周围骨折的高风险的一个重要原因。假体周围骨折可发生在股骨、胫骨或髌骨，骨折涉及的区域为距膝关节表面15 cm以内或髓内假体柄5 cm以内。股骨是最常见的骨折部位，其后胫骨和髌骨也是常见骨折部位。相比其他部位骨折，假体周围骨折的治疗对外科医生来说更具挑战性。骨质疏松、假体和骨水泥都会妨碍假体周围骨折的固定和复位，并且会导致骨折不愈合或畸形愈合。全膝关节翻修术后可能由于假体不稳、软组织粘连以及血管损伤，导致伤口的延迟愈合，并且会增加感染机会，甚至引起坏死。此外，医疗条件的制约也会影响患者术后恢复及康复治疗。然而，可通过选择合适的固定材料以及提高外科手术的技术来获得满意的临床效果。因此，准确的诊断和恰当的干预在假体周围骨折的治疗中至关重要。

1 假体周围股骨骨折的病因及分类

1.1 病因和危险因素 全膝关节置换术后假体周围骨折最常发生在股骨，主要在髁上区域。患者股骨髁上骨折主要发生在TKA手术后2～4年，发生率为0.3%～2.5%，Kolb等［1］研究发现，翻修术后的患者的发生率为2%～4%。因扭转或压缩力引起的低能量损伤和偶然的高能量创伤常发生在膝关节固定良好的股骨假体内［2］。股骨髁上骨折的危险因素包括股骨前凹陷、金属假体和股骨皮质之间的弹性模量失配、旋转限制型假体、骨质溶解、因手术部位血管损伤导致骨折延迟愈合、膝关节强直、之前的全膝关节翻修术［3］、长时间使用激素、骨质疏松、类风湿性关节炎、高龄、女性和神经系统疾病等。股骨骨折也可以发生在导航辅助TKA术后的针孔部位。而股骨前凹陷指的是外力作用于前股骨皮层，因在术中过度切除前股骨而出现的缺损。已有许多研究表明，股骨前凹陷是与股骨髁上骨折紧密相关的，约10%～46%骨折发生在股骨凹陷处。3mm的前皮层缺损会导致抗扭转骨的强度降低30%，这有诱发股骨骨折的风险。因此，如果怀疑有骨折，应该行下肢X线摄片检查确认。如果有疼痛而没有明显的骨折或假体松动，应行血常规检查和关节穿刺术明确有无感染。

1.2 分类 传统的Neer分型对假体周围股骨骨折存在一定的局限性，因没有考虑假体的固定状态和骨质量对治疗策略有着至关重要的影响。因此，1998年Rorabeck和Taylor提出了假体周围股骨骨折新的分类方法，考虑了假体固定状态和骨折移位情况，是目前骨科医师使用较多的分类法。Rorabeck和Taylor所述的分类方法如下：Ⅰ型骨折是指稳定性良好的假体周围非移位性骨折；Ⅱ型骨折是有≥5cm的骨折移位或≥5°的骨折成角且与假体保持稳定的假体周围骨折，其中细分为ⅡA型（非粉碎性骨折）和ⅡB型（粉碎性骨折）；Ⅲ型骨折是不考虑骨折断端的移位，伴有假体松动或不稳定和聚乙烯磨损的假体周围骨折。有学者提出一种将股骨部位骨折线高度考虑在内的分类方法：Ⅰ型骨折是骨折靠近股骨近端的假体周围骨折；Ⅱ型骨折是骨折线起始于股骨近端终至股骨髁部及部分延伸股骨近端的假体周围骨折；Ⅲ型骨折发生于远至股骨髁部上边缘的假体周围骨折。另有研究者提出的分类方法考虑了骨量、假体固定状态和骨折重建情况：Ⅰ型是指发生在膝关节具有完整假体和足够骨量的假体周围骨折，又细分为适合保守治疗的ⅠA型骨折和需要手术复位内固定的ⅠB型骨折；Ⅱ型是指因固定不稳或虽然有足够骨量但骨折重建后出现假体错位需要翻修手术的假体周围骨折；Ⅲ型是指伴有较差骨量的严重粉碎性骨折。

2 假体周围胫骨骨折的病因及分类

2.1 病因和危险因素 假体周围胫骨骨折的发生率是0.4%～1.7%，比股骨的发生率低。它可能发生在手术的任何阶段，尤其是在胫骨截骨、胫骨扩髓、模具的插入、假体的插入、聚乙烯内衬的放置和在翻修手术中移除先前存在的假体等过程［4］。大多数假体周围胫骨骨折是由于急性创伤造成的，但应力性骨折在没有任何外伤的情况下也会发生。假体周围胫骨骨折常伴有假体松动或不稳定，包括假体排列不齐、错位和关节不稳。在全膝关节置换手术期间，对有胫骨高位截骨术病史的患者应注意不要将胫骨假体置于超过膝关节外侧面，是为了避免胫骨假体柄穿过胫骨外侧皮质通道。

2.2 分类 目前假体周围胫骨骨折广泛使用的分类方法是根据骨折的解剖位置和胫骨假体固定的状态，将假体周围胫骨骨折分为4种类型（Ⅰ～Ⅳ）和3个亚型（A，B，C）。Ⅰ型骨折位于胫骨平台，Ⅱ型骨折发生于邻近假体干的胫骨平台下，Ⅲ型骨折发生于胫骨平台远端，Ⅳ型骨折涉及胫骨结节。A亚型骨折是指在X线片上稳定的假体骨折，B亚型骨折是指X线片上的假体松动，C亚型是指术中骨折。

3 假体周围髌骨骨折的病因及分类

3.1 病因和危险因素 假体周围髌骨骨折是全膝关节置换术后罕见的并发症。据报道，其在髌骨重铺膝关节的发生率为0.2%～21%，在髌骨非重铺膝关节的发生率为0.05%。假体周围髌骨骨折在男性的发生率高于女性，不同于股骨和胫骨骨折，虽然尚未阐明其确切的原因，但高强度的活动量和高体质量是男性发生率高的重要因素。且外伤或疲劳常可导致假体周围髌骨骨折。已知的危险因素包括类风湿性关节炎、长期使用激素、髌骨坏死、下肢或膝关节假体不等长和人工后交叉韧带植入，以及某些类型的髌骨假体和与骨折相关的外科技术。股骨假体的排列不齐对股胫关节施加了更多的偏负荷，导致髌骨半脱位，最终导致了髌骨骨折。髌骨相邻的软组织因过度剥离可能会阻碍髌骨的血液供应，增加了骨坏死导致髌骨骨折的风险。非对称切除髌骨，特别是当切除软骨下骨或外侧关节面时增加了髌骨的机械劳损。此外，过度的髌骨外翻及较短的髌腱可能会导致髌骨骨折或髌腱断裂。假体的设计也会影响髌骨骨折发生的风险，植入一个大型的中央假体比那些小的外围假体可能会导致更大的前髌骨劳损，从而增加骨折的风险。其他诱发因素包括因骨水泥聚合反应产生的热量和反复屈伸膝关节≥95°产生的压力导致的骨坏死。因此，建议通过适当且对称地切除髌骨和插入假体来恢复原髌骨厚度。外围假体设计比中央假体设计更能减小失败的风险。此外，应注意尽可能保留髌周软组织以及在外侧支持带松解时保护外侧主要动脉免受损伤来防止髌骨坏死。

3.2 分类 假体周围髌骨骨折常常无症状，通常是在影像学检查后才发现［5］。根据骨折形态、髌骨构件的稳定性和伸膝装置的完整性，把假体周围髌骨骨折分为4种类型：Ⅰ型骨折位于髌骨的周边，不涉及髌骨构件和伸肌装置；Ⅱ型骨折破坏伸膝装置；Ⅲ型骨折累及髌骨下极，又细分为髌韧带断裂的ⅢA型骨折和无髌韧带断裂的ⅢB型骨折；Ⅳ型骨折是指伴有髌股关节脱位的髌骨骨折。

4 展 望

TKA术后预防假体周围骨折是非常重要的，大多数都与骨质丢失和假体松动造成膝关节不稳有关，摔伤也是引起骨折的一个重要原因。关节置换后假体周围骨密度的变化与应力遮挡相关，即应力遮挡的变化可能导致假体周围骨组织应力变化，而由于骨应力的变化导致假体周围出现骨重建，进一步使骨丢失，骨密度下降［6-8］。对这种假体周围骨折的治疗，改善骨质丢失比关节置换翻修术要重要的多，并且可以减少一半的治疗费用。有研究报道，定期给TKA患者服用双膦酸盐，以防止假体周围骨的溶解，结果发现假体周围骨质丢失的程度明显减轻。

假体周围骨折治疗目标是在患者无痛的情况下恢复膝关节的稳定性，恢复膝关节原本的力线结构和活动范围。传统的治疗方法包括非手术治疗、切开复位内固定术、髓内固定钉及关节翻修术［9］。无移位骨折推荐保守治疗即外支架固定治疗，但长期外固定可能会导致膝关节运动范围的减少，行走能力的下降及畸形愈合。因此内固定仍是首选的治疗方法。

用关节周围锁定板或逆行髓内钉［10］来进行内固定治疗要优于外固定支架、动力加压钢板和动力髁螺钉固定。Hou等［11］对52例膝关竹假体周围骨折研究发现，锁定钢板与逆行髓内钉治疗相比，可得到相似的疗效。由于在大多数情况下两个以上的顺行髓内钉无法插入到股骨远侧骨折片段且这些钉子的固定是不可靠的，故推荐使用逆行髓内钉治疗假体周围股骨髁上骨折［12］。使用逆行髓内钉较传统的金属板来固定骨折，出血更少，软组织损伤更轻，此外，它由于保存了骨膜血液供应和骨折断端血肿而有利获得骨性愈合。同时逆行髓内钉应足够长以达到小转子的水平，因为髓内钉通过股骨峡部可防止雨刷效应并提高稳定性［13］。在膝关节屈曲位进行扩孔和插入，特别是插入位点在股骨髁间窝极后侧进行时应注意股骨假体在矢状面的过伸情况。但根据Pelfort等［14］所说，股骨假体过伸是不会显著影响假体稳定性、骨愈合和膝关节功能。髓内固定与传统的全股骨置换相比，其优点有切口较小、保留更多骨量、较少损伤软组织以及更少术后移位［15-16］。使用逆行髓内钉时如果受到假体狭窄或闭合髁间空间的限制，可使用关节周围锁定板来进行内固定。Ehlinger等［17］研究报道，采用微创手术操作可提供更加稳定的内固定，同时也可避免传统切开复位并发症多的不足。锁定压缩板就使用了微创技术，Hoffmann等［18］研究发现可以通过一个小的切口插入肌肉下骨膜表面，从而减少对骨膜血液供应的影响，并且能够促进骨愈合。同时锁定压缩板还可以减少骨折碎片，多个螺钉从不同的角度插入，以防骨折断端及内翻塌陷的来回移位，即使是单皮质固定，这种固定方法也可以确保假体在骨折断端。

传统钢板固定时容易出现内翻塌陷，使用固定角度接骨板或95°髁板可以防止内翻塌陷，但在有假体存在时很难插入。如果假体周围股骨髁上骨折延伸到股骨近端，稳定性取决于可以放置螺钉固定远端骨折小片段的数目。极远端的假体周围股骨髁上骨折可以使用横向锁定板进行充分固定［19］。假体周围髌骨骨折并不常见，治疗方法包括使用螺钉或张力带钢丝行切开复位内固定术、髌骨成形术和伸膝装置重建术。随着现代假体髁的出现，TKA术后假体周围胫骨骨折已经较罕见了。在手术时最好使用髓内钉，骨缺损可以通过转换切除部分、骨移植或假体填充块来处理［20］。

随着骨科内置物设计的发展和手术技术的成熟，对于假体周围骨折的治疗方法将越来越多，但积极地治疗骨质疏松、预防骨折发生，包括术中小心仔细操作，术后积极地进行康复训练［21］，保护膝关节，防止跌倒，以及骨折术前积极完善评估骨折的部位、类型、假体状况、周围骨质情况等都有助于临床医生对此类骨折的治疗，从而达到较满意的临床效果。

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R274.1

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10.3969/j.issn.1004-745X.2015.05.033

2015-03-10）

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