高形合度衬垫型假体与后稳定型假体全膝关节置换的短期疗效评价

林家钟 王荣茂 林翔 刘蔚楠

近年来，使用高形合度 ( ultra-congruent，UC ) 衬垫型假体行全膝关节置换术 ( total knee arthroplasty，TKA ) 在国外得到了较广泛地应用，而在国内仍少见报道，我科为 51 例中晚期膝关节骨关节炎的患者，行 UC 衬垫型假体置换，与同期使用后稳定 ( posterior-stable，PS ) 型假体比较，短期临床疗效满意，现报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2016 年 6 月至 2017 年 12 月，我科收治的中晚期膝骨关节炎患者；( 2 ) 初次行单侧 TKA 者；( 3 ) 有完整的患侧膝关节正侧位 X 线资料者；( 4 ) 原发性单侧或双侧膝关节中度或重度骨关节炎者；( 5 ) 了解自己的病情和手术方案并签署知情同意书者。

2. 排除标准：( 1 ) 患有严重心脑疾病或其它重大器官疾病者；( 2 ) 已进行过膝关节手术者；( 3 ) 因其它疾病如类风湿性关节炎、膝关节肿瘤行 TKA 者；( 4 ) 脊柱或髋关节疾病所致下肢功能障碍者； ( 5 ) 下肢血栓或凝血功能障碍者；( 6 ) 哺乳、妊娠期妇女；( 7 ) 有精神病史者。

二、一般资料

本研究共纳入 104 例，男 47 例，女 57 例；年龄 49～85 岁。根据患者自愿选择使用假体不同分为 UC 组 51 例，PS 组 53 例。两组年龄、性别、BMI、随访时间，差异无统计学意义 (P＞0.05 ) ( 表 1 )。

三、方法

1. 手术方法：两组患者的手术均由同一组手术人员完成。行腰-硬联合或全身麻醉。仰卧位，常规消毒、铺巾，患肢大腿根部止血带充气，压力为 50 kPa。取患膝前正中切口，长 14～16 cm，切开皮肤、皮下组织，于股直肌和股外侧肌间进入，绕过髌骨内缘，切开关节囊，向外侧翻转髌骨，清除病变滑膜、半月板、前后交叉韧带及部分脂肪垫，咬除胫骨平台和股骨髁增生骨赘。松解软组织，行胫骨平台后倾截骨，做股骨髓内定位，依次行股骨下髁、前后髁、前后斜面及髁间截骨 ( UC 假体组髁间不截骨 )，安装假体试模满意后行髌骨成形及去神经化。调试骨水泥，UC 组患者安装 Columbus Ultro Congruent ( UC ) 型假体 ( 图 1、2 )，PS 组安装 Depuy PFC Sigma-PS 型假体，检查膝关节活动度 ( range of movement，ROM ) 满意、屈曲 90° 位和伸直位稳定性及髌骨轨迹良好。脉压水枪冲洗，置硅胶引流管 1 根，缝合、包扎。

2. 术后处理：常规给予止痛等对症处理，嘱患者加强踝泵、股四头肌收缩等锻炼，应用低分子肝素预防深静脉血栓。术后 24～48 h 拔除引流管，行膝关节屈伸功能锻炼。术后 3 天下床活动，术后 14 天拆线。

3. 疗效评定：比较两组患者手术时间、术中出血量、住院天数、住院花费，术后随访 6～24 个月，观察两组术后疼痛视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS )，美国膝关节协会评分 ( American knee society score，KSS )、膝关节 ROM、并发症及影像学等资料；根据术前及末次随访时患者 KSS 评分、ROM、并发症及影像学资料等进行疗效评价。

四、统计学处理

表 1 两组患者的基本资料对比Tab.1 Comparison of general data between the two groups

应用 SPSS 19.0 软件进行统计分析，计量资料以±s表示，组间比较采用t检验，计数资料采用χ2检验，P＜0.05 为差异有统计学意义。

图 1 患者，女，63 岁，左膝关节骨性关节炎 a～b：术前 X 线片；c～d：使用 UC 型假体行 TKA 术后 X 线片Fig.1 Female, 63 years old, left knee osteoarthritis a - b: Preoperative X-ray films; c - d: Postoperative X-ray films after TKA using UC prosthesis

图 2 使用 UC 假体行 TKA 手术 a：安装 UC 型假体髁间无须截骨 ( 三角形 )；b～c：UC 型假体衬垫抬高的前缘 ( 白色箭头 )；d：UC 型假体衬垫与股骨髁假体形合度高Fig.2 TKA using UC prosthesis a: No intercondylar osteotomy ( triangle ) was required to install the UC prosthesis; b - c: The UC prosthesis was designed with a higher anterior buildup ( white arrow ); d: UC prosthesis had high degree of conformity with the femoral component

结 果

一、效益指标

两组患者术中出血量、住院时间比较差异无统计学意义 (P＞0.05 )，UC 组平均住院花费略高于 PS 组，但差异无统计学意义 (P＞0.05 )；平均手术时间及术后引流量 UC 组少于 PS 组，差异有统计学意义 (P＜0.01 ) ( 表 2 )。

二、临床疗效

两组术前 KSS 评分、膝关节 ROM 比较差异无统计学意义 (P＞0.05 )。术后随访 ( 14.9±5.1 ) 个月，至末次随访时，两组 KSS 评分总分及功能评分、膝关节 ROM 均较术前明显改善 (P＜0.05 )，但两组间比较差异无统计学意义 (P＞0.05 ) ( 表 3 )。

表 2 两组手术时间、术中出血量、术后引流量及住院时间、花费情况比较Tab.2 Comparison of operation time, intraoperative blood loss, postoperative drainage, hospital stay and hospitalization cost between the two groups

表 3 两组术前与术后 KSS 评分比较Tab.3 Comparison of preoperative and postoperative KSS scores between the two groups

三、术后疼痛及并发症

两组患者术后 3 天、1 周、1 个月、半年 VAS 评分比较差异无统计学意义 (P＞0.05 ) ( 表 4 )。PS 组 1 例术后 18 个月，X 线片显示假体周围轻度透亮带，但患者无不适，其余患者术后 X 线片无异常。两组在随访期间均未发生感染、关节不稳及关节脱位。UC 组 1 例术后半年自诉髌股关节痛，PS 组 4 例在术后半年～1 年发生髌骨关节疼痛，经给予口服消炎止痛药及外用巴布膏后疼痛缓解，其中 1 例诊断为髌骨 Clunk 综合征，予行关节镜下滑膜清理术，术后患者疼痛缓解 ( 表 5、6 )。

表 4 两组术后 VAS 评分比较Tab.4 Comparison of postoperative VAS pain scores between the two groups

表 5 两组术前与术后 ROM 比较Tab.5 Comparison of preoperative and postoperative ROM between the two groups

表 6 两组术后并发症发生情况 ( 例 ) Tab.6 Comparison of complications between the two groups ( n )

讨 论

人工 TKA 已经成为治疗严重膝关节骨关节炎的常规方法，人工膝关节假体自 20 世纪 50 年代诞生以来，各种不同设计思路在争论中不断发展。1973 年，有学者提出了假体设计的目标，这些目标中最重要的部分如应尽可能保留骨量以便于日后翻修，增加假体的稳定性，减少松动的发生率，假体应具有足够的活动度等至今仍然有指导意义[1]。现代使用的大多数假体系统仍然遵循着上述的基本原则。随着生物力学、膝关节运动学以及假体工程学研究方法的进步，许多人工关节的专业公司纷纷推出更新更合理设计的假体，深刻理解人工膝关节假体的设计理念和了解假体系统的原理、特点是骨科医师获得临床成功的基础。

目前，临床使用的部分限制性全膝关节置换假体主要可以分为后交叉韧带 ( posterior crucial ligament，PCL ) 保留型 CR 和 PCL 替代型即后稳定型 PS 两种。CR 型假体由于保留了 PCL，使膝关节在屈曲时胫股接触点后移，从而形成股骨髁后滚。髁后滚可以防止胫骨平台后部与股骨髁发生撞击，从而使膝关节 ROM 的增加成为可能[2]。PCL 是膝关节中最粗大的韧带，它可以对抗在日常活动中膝关节主要承受的向后的剪力。当 PCL 缺失后，这种剪力必然会作用于固定界面上，而固定界面的抗剪力的能力恰恰很差，因此 CR 型假体可以降低固定界面上的剪切应力，增加关节的稳定性。另外，有学者认为保留 PCL 可以保留一部分本体感觉的功能。然而，使用 CR 型假体操作相对困难，尤其是对于挛缩的 PCL 来说进行松解平衡是非常困难的，即使是有经验的医师也难以达到理想的效果，而且对于大部分严重膝关节骨关节炎行 TKA 的患者，PCL 的组织学结构已不正常。如果利用这些不正常的结构完成 TKA 存在一定的风险，已有临床报道 CR 型假体 TKA 术后，迟发性 PCL 断裂和屈膝间隙不平衡导致的症状性屈膝位不稳。

PS 型假体使用“立柱-横栓”的结构替代 PCL 的部分功能，从而发挥后滚机制，并在改善膝关节屈曲功能的同时维持后方稳定，其适应证广，相对于 CR 型假体操作更容易，可以置入关节面吻合程度更高的假体，从而改善关节的磨损。近年来，越来越多的骨科医师选择使用 PCL 替代型人工膝关节置换术。然而 PS 型假体也存在自身的一些缺陷：( 1 ) 胫骨部件松动的危险：由于这一类型的假体通过立柱与横栓结构的相互作用来发生后滚，当相互的作用力分别通过股骨髁或者胫骨平台向上下传导的时候，就增加了骨水泥与骨界面之间的剪切应力，增加了松动的机会；( 2 ) 立柱-横栓结构前侧撞击征：当膝关节过伸的时候，立柱前方可能与股骨髁组件髌骨面下缘相互碰撞，引起髌骨“咔喇综合征”。当膝关节屈曲过程中所伴随的旋转时候，股骨髁组件两髁的内侧缘与立柱的侧前方也会发生碰撞，这种碰撞导致了立柱前侧的磨损；( 3 ) 此外，PS 型假体要求更多的股骨髁间截骨，有可能引起股骨远端骨折及增加日后假体失败时行翻修手术的难度。

针对 CR 型假体的不足和 PS 型假体“立柱-横栓”结构存在的缺陷，近年来设计出现了不保留 PCL 的高形合度 UC 衬垫型假体，其去除了假体胫骨平台衬垫的立柱及股骨髁部件的横栓结构，通过增加衬垫前后唇的高度来提供前后向的稳定性。UC 型假体更深的碟形衬垫结构提供了更大范围的胫股接触面积，从而分散了局部的应力，同时允许膝关节屈曲时股骨后滚运动[3]。由于没有 PS 型假体的横栓结构，使股骨部件的滑车切迹更长，避免了活动时髌骨关节面下缘软组织的嵌入，这也是产生术后髌股关节痛的常见原因。此外，UC 型假体由于不需要进行额外的髁间截骨，使操作更简单并能节省手术时间，保留了骨量，从而减少了损伤。Sone 等[4]进行了 UC 型假体和 CR 型假体的临床效果的一项前瞻性随机对照试验，结果显示在 3～4.5 年的随访期间，UC 型假体具有与 CR 型假体相当的功能评分和稳定性，因此认为 UC 型假体对于 PCL 破坏的骨关节炎患者是一种好的选择。在另一项由 Kim 等[5]所做的前瞻性随机对照试验中，比较了 UC 型旋转平台假体和 PS 型旋转平台假体术中的生物力学和术后的临床效果，通过术中的导航系统监测，UC 型假体的前后向稳定性稍差于 PS 型假体，但术中被动监测的结果不能完全代表人在正常负重情况下的生物力学，术后 3 年随访结果显示，膝关节 ROM 及 KSS 评分、WOMAC 指数评分方面，UC 型假体和 PS 型假体两组间没有显著差异。本组研究结果显示，UC 型假体和 PS 型假体两组在术中出血量、住院费用及住院时间方面没有显著差异，在疼痛评分、膝关节 ROM、膝关节稳定性及 KSS 评分方面，两组的短期临床疗效相似，而使用 UC 型假体组手术时间更短，术后引流量更少，同时较少发生髌股关节疼痛。本研究结果提示，UC 型假体是一种不错的人工 TKA 的选择，不必担心 PS 型假体可能产生的一些并发症。由于本研究系回顾性分析，且样本量偏少，研究结果可能存在偏移，后期仍需大样本的随机对照试验和中长期的随访结果来评价并证实 UC 型假体的临床效果。