膝关节单髁置换术治疗前内侧骨关节炎的研究进展

2020-12-27刘朴席刚张润杰张民

实用骨科杂志 2020年6期

刘朴，席刚，张润杰，张民

(山西医科大学第二医院骨科，山西太原 030001)

膝关节骨关节炎是以膝关节软骨磨损退变及继发性骨赘形成为主要特点的慢性骨关节病，是下肢最常见的骨关节炎[1]。根据报道，30岁以上的人群中约6%患病，45岁以上的人群患病概率为15%，所有人群中患病概率为45%[2]。部分膝关节骨关节炎的软骨和骨骼磨损仅影响内侧区域，并且前十字韧带和内侧副韧带功能完整，这种特殊的骨关节炎被称为前内侧骨关节炎[3]。Hernborg等学者曾对71例膝关节炎患者进行10～18年的随访后发现：90%的关节退变仅累及内侧间室，且历经10余年仍无向外侧扩展的趋势[4]。

目前针对前内侧骨关节炎的手术方式包括：胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy，HTO)、膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)、全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)。与其他手术方式相比，UKA具有手术切口小、术中截骨少、保留了前交叉韧带、术后恢复快以及较高的术后满意度等优点[5]。UKA是利用人工膝关节假体替换严重磨损的内侧或外侧髁软骨面，以达到减少膝关节疼痛和提高膝关节功能的目的。UKA手术起源于20世纪70年代，早期的UKA手术由于假体设计不合理、手术技术的缺陷及手术患者的不合理选择，都导致了UKA手术的较低假体存活率。根据芬兰人工关节替换登记处的报道，UKA的5年假体存活率为89.4%，在10年时为80.6%，在15年时为69.6%；TKA的相应比率分别为96.3%、93.3%和88.7%[6]。然而，随着用于UKA的假体材料改进，手术技术的日趋成熟、手术器械的改良等，使得UKA的假体植入更加精确，假体存活率得到进一步提高。UKA的临床应用得到越来越多的临床医师关注[7]，本研究就UKA最新研究进展作一综述。

1 UKA的适应证与禁忌证

UKA的经典手术适应证包括：(1)骨对骨磨损的前内侧骨关节炎；(2)前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)和后交叉韧带(posterior cruciate ligament，PCL)功能正常；(3)可矫正的内翻畸形；(4)20°外翻应力位提示外侧间隙正常；(5)屈曲挛缩<15°，内翻畸形<15°，此外UKA还适用于局灶性的膝关节自发性骨坏死。UKA的绝对禁忌证包括：(1)类风湿关节炎及炎性关节病；(2)内侧副韧带和前交叉缺失或功能严重异常；(3)关节内翻畸形无法完全矫正；(4)麻醉状态下屈曲范围<100°；(5)髌骨外侧骨缺损或沟槽[8-9]。外侧间室骨赘被认为与外侧关节间室的疾病相关，而外侧关节间室进展被认为是UKA的禁忌证。因此，对于合并有外侧间室骨赘的前内侧骨关节炎能否行UKA仍有争议。2017年，Hamilton等学者对392例行UKA的患者进行10余年的随访观察，其中合并有外侧间室明显骨赘的患者83例，他们的研究发现与外侧间室无骨赘的患者相比，外侧间室骨赘的存在对UKA的10年膝关节功能和假体存活率差异无统计学意义[10]。该项研究的临床意义在于它强调了对外侧间室进行术前评估的重要性，因为外侧间室的骨赘对UKA长期功能结果和假体存活率无明显影响。

膝前疼痛和髌股关节退行性改变曾被作为UKA的禁忌证，然而，随着对UKA的深入研究，认为髌骨外侧关节面的严重骨缺损和沟槽是UKA的禁忌证，而外侧关节面轻度退变以及内侧关节面严重磨损对UKA的10年功能结果和15年假体存活率无显著影响，同时，膝前疼痛也不是UKA的禁忌证[11]。值得注意的是，尽管髌骨外侧关节面的轻度退变不是UKA的禁忌证，但它可能降低患者下楼梯的能力。

2 UKA的并发症

2.1 半月板衬垫脱位半月板衬垫脱位是UKA最常见的早期并发症，占并发症总数47%～51%[12-14]。原因：膝关节屈伸间隙不平衡，不当的康复锻炼，内侧副韧带损伤或缺如，骨赘或骨水泥撞击假体，衬垫型号不匹配等均可导致假体脱位[15-16]。临床表现：明显的膝关节内侧疼痛以及膝关节活动障碍。治疗：应根据不同诱因导致的衬垫脱位采用不同的临床方案，对于内侧副韧带损伤或缺失患者，可应用可吸收螺钉加固[12]；有骨水泥或骨赘撞击假体者，可行关节镜下关节腔清理增生骨赘及骨水泥，严重者需行切开清理术；衬垫型号不匹配者应更换合适的衬垫，对于更换衬垫后仍有脱位的患者则建议行TKA[17]。预防：有研究认为，术中可应用“S”拉钩充分避免内侧副韧带损伤，放置假体时充分清理骨水泥及增生骨赘以及选择合适的衬垫，以获得良好的屈伸间隙，可有效降低假体脱位发生率[17]。

2.2 金属假体松动根据报道，股骨侧的假体更容易出现松动，假体松动发生率占并发症总数的19%～26%[12-14]。原因：假体松动多与术中截骨精度、假体与截骨面贴合程度、软骨去除不充分、胫骨平台假体型号过小、固定不牢靠以及应用单柱型假体等因素有关。有研究认为单柱型假体应力集中更容易导致假体松动[14]。治疗：如果仅有股骨侧假体松动或下沉，可单纯更换股骨假体，但术后效果并不理想，因此，更建议行TKA翻修术[14]。有临床资料发现UKA术后翻修效果与初次TKA术后效果比较差异无统计学意义。预防：与膝关节相匹配的假体和衬垫被认为是减少假体松动的重要因素，同时，选择合适病例亦至关重要，对于合并有严重骨质疏松的患者应先予以治疗后再选择手术[17]。

2.3 关节假体周围骨折关节假体周围骨折可见于UKA术后的各个时间段，占并发症的5.0%～6.8%[12-14]。原因：包括假体型号偏小或股胫角不良导致的胫骨平台的压力负荷过大，矢状面截骨时倾斜角度过大损伤后方骨皮质。治疗：UKA假体周围骨折的治疗原则与TKA假体周围骨折治疗原则基本一致，针对骨折无明显移位且不伴有假体松动患者可采取制动固定；明显的骨折移位但不伴有假体松动可单纯采用复位内固定术；如果伴有假体松动，则应当行TKA[18]。

2.4 半月板衬垫磨损半月板衬垫磨损常发生于术后6～10年，发生率约占所有并发症的3.3%～3.7%，多发生于固定轴承单髁假体[12-14]。原因：半月板衬垫磨损主要与衬垫材料以及不当的股胫角相关。治疗：对于因衬垫材料导致的半月板衬垫磨损，更换衬垫是简单可行的办法，但是临床中更倾向于选择行TKA翻修术[12]。预防：针对导致衬垫磨损的主要原因，应采取选择更耐磨的半月板衬垫以及避免严重的内翻畸形[19]。

2.5 对侧间室关节炎进展对侧间室关节炎进展是UKA术后中晚期常见并发症，多见于固定轴承的单髁假体[20]。原因：常见病因包括股胫角矫正过大导致对侧间室压力增加、衬垫磨损释放的聚乙烯颗粒损坏对侧软骨以及适应证把握不当[20]。临床表现：UKA术后出现对侧间室的疼痛、肿胀、关节活动受限等表现，X线片可见对侧间室间隙狭窄，可见硬化骨及骨赘形成。治疗：对于UKA术后出现对侧间室关节炎的患者，行TKA翻修术是有效治疗手段[12]。预防：Tim等学者认为，对胫股角作中立矫正或者轻度矫正不足，可有效降低对侧间室关节炎的发生率。同时，需要严格把握适应证，影像学检查及查体提示有对侧间室关节炎症状的患者禁止行UKA手术[19]。

2.6 不明原因的疼痛 UKA术后不明原因的疼痛是导致UKA翻修的重要因素之一[12-14]。原因：不明原因的疼痛原因包括感染、假体松动、关节炎进展、应力性骨折，且仍有部分关节疼痛未发现明显的病因和有效治疗方法。最近的论文报道了UKA术后近端胫骨应变和术前软骨下骨髓水肿、弹响综合征可能导致不明原因的疼痛[21-22]。另外，Scott等[23]学者的研究认为因内侧间室负荷增大导致的骨硬化，可能是导致术后疼痛的原因之一。治疗：对于抗炎镇痛等保守治疗无效的持续性疼痛，目前的研究都建议将TKA翻修术作为解决不明原因疼痛的最终治疗方案[12]。

2.7 弹响综合征 UKA术后的弹响综合征是指发生于膝关节后内侧的异常弹响，常见于术后1～6个月。原因：有学者认为弹响综合征产生的原因可能是胫骨平台假体向后内侧突出超过5 mm以及聚乙烯衬垫向后内侧突出与股薄肌摩擦导致[21]。临床表现：术后出现不明原因的膝关节后内侧弹响，伴或不伴膝关节内侧疼痛。治疗：针对无膝关节内侧疼痛的弹响综合征一般不需治疗，伴有内侧明显疼痛的患者，手术切除股薄肌肌腱则是有效治疗手段[21]。

3 UKA的安全性

自UKA发明之初，其与TKA之间的比较便从未间断。有研究发现，与TKA相比UKA在高龄患者中的心脑血管疾病、下肢深静脉血栓、肺栓塞的发生率以及死亡率等明显低于TKA。Morris等[24]报道了1 000例UKA术后90d围手术期的并发症和死亡率，发现UKA术后90d内的死亡率及肺栓塞率为0，心肌梗死率为0.31%；而mahomed在一项流行病学研究中报道了TKA术后90d内的死亡率为0.7%，肺栓塞率为0.8%，心肌梗死率为0.8%[25]。同样的，Gill等学者报道了3 048例TKA术后90 d内的死亡率为0.46%[26]。

4 UKA的术后效果

早期的UKA由于假体设计不合理、手术技术的缺陷及手术患者的不合理选择，导致了术后翻修率高、假体存活率低。Tabor等学者报道了早期的UKA的术后效果，他们对57例行UKA的患者进行了平均9.7年的随访后发现UKA的5年假体存活率约91%，10年时为84%，15年为79%[27]；Koskinen等[28]学者对48 607例TKA和1 886例UKA后患者进行了长期的随访，发现UKA的15年假体存活率仅为60%，而TKA的假体存活率达到80%；2007年，瑞典膝关节置换登记中心报道了所有UKA的术后10年翻修率约为10%，同时段的TKA术后10年翻修率仅为5%[6]。

以上研究均为早期的UKA术后效果报道，随着假体设计改进、手术技术改良及准确的适应证把握等，UKA术后效果已经发生了巨大的变化。Pandit等[29]学者统计了1 000例行牛津UKA患者假体存活率，如果把所有与假体相关的再次手术当作UKA手术失败的标准，则假体10年存活率达到94%，15年存活率为91%；如果仅把与组件相关翻修手术作为UKA失败的标准，则15年存活率为99%；Mohammad进行了一项包含8 658例UKA后患者的系统评价，研究发现UKA术后假体的10年存活率为93%，15存活率为89%[30]。Forster-Horváth等学者对270例采用固定轴承单髁假体行UKA的患者进行平均7.3年的随访，研究发现固定轴承假体的5年存活率为94.1%，10年的假体存活率为91.3%[31]。

5 UKA的未来展望

早期的UKA手术由于假体设计不合理、手术器械的缺陷及对术者手术经验的高要求，都限制了UKA的技术应用与推广。随着3D打印、患者个性化器械(patient-specific instrumentation，PSI)及机器人辅助导航的发展日趋成熟，其在制定术前计划、模拟手术操作等方面的优势可能有利于帮助临床医师快速掌握UKA的手术操作要点。

PSI是指利用3D打印技术对患者进行个性化术前计划及假体定制，从而提高假体的适配性及假体植入的精确性。如何得到的更加精准的下肢力线、提高假体植入的精确性、降低手术后并发症的发生率一直是关节置换术中的棘手问题，目前认为将PSI技术应用于关节置换术中，可有效简化手术过程、准确植入假体。有学者在一项应用PSI技术与传统术式作为对照的研究中发现术中应用PSI技术可以减少膝关节置换手术过程中器械的使用数量、假体植入的位置以及力线精确性更高[32]。然而，Alvand等学者对应用PSI技术和常规术式进行膝关节置换术后的假体位置及功能改善结果进行了为期1年的短期随访，发现与常规术式相比，PSI技术应用组牛津膝关节评分改善不显著[33]。Ollivier等[34]学者也认为PSI技术在减少UKA后疼痛和提高膝关节功能改善等方面的作用无明显效果，同时PSI技术的高成本也不利于PSI技术的常规应用，PSI技术的临床应用效果仍需更多临床研究证实。

计算机辅助导航技术是将术前获得的影像学数据经过计算机收集分析、处理，然后结合定位导航系统达到术中实时定位的计算机技术。有研究指出计算机辅助导航技术应用于UKA可提升假体植入的准确度以及精准的力线以获得良好的术后效果。Song等学者报道了68例应用计算机导航技术和常规方法行UKA治疗的患者，并进行平均9年的术后随访，他们发现常规方法行UKA相比，计算机导航技术可获得更好的力线和精准的假体位置[35]。Bell报道了120名应用计算机导航技术和常规方法行UKA治疗的患者，并在术后第3个月进行计算机断层扫描以评估假体植入的精准度，结果与传统的UKA技术相比，计算机辅助导航技术可提高假体植入的精准度[36]。尽管PSI技术、3D打印技术以及计算机辅助导航技术应用于UKA仍属于早期的探索阶段，仍存在许多不足，但随着科技技术的进步以及假体材料的发展，必将克服目前的困难，在提升UKA的术后效果与临床推广中发挥重大作用。