初次全膝关节置换术中骨水泥螺钉技术修复胫骨内侧平台骨缺损的早期疗效分析

郭振中，褚会军，李朝阳，裴娜，王昕，牛志强

(冀中能源峰峰集团总医院关节和运动医学科，河北 邯郸 056200)

随着人口老龄化及人们对更高生活质量的追求，对于终末期膝关节疾病治疗，更多患者选择人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)，关节外科医生也会面临越来越复杂病例带来的挑战。终末期膝关节疾病中，往往会伴有大小不同、类型各异的胫骨平台骨质缺损，不合理地修复骨缺损是TKA失败的重要原因之一[1-2]。目前临床上处理初次TKA中胫骨内侧平台骨缺损的方法包括自体或同种异体骨移植[3]、骨水泥螺钉固定技术[4]、组配式金属垫块[5-6]等，具有各自的优缺点和适应证。Freeman等[7]报道，其团队于1976年就开始使用支撑螺钉结合骨水泥填充TKA术中胫骨平台骨缺损。以往的观念认为，胫骨平台严重畸形行TKA时，如果选择支撑螺钉结合骨水泥技术处理大量骨缺损，远期效果堪忧。Berend等[4]运用支撑螺钉结合骨水泥填充重建胫骨平台骨缺损，20年随访发现使用支撑螺钉结合骨水泥可以获得和普通病例一样的远期生存率。支撑螺钉结合骨水泥填充重建胫骨平台骨缺损，具有支持强度高、操作简单、手术时间短、费用少、感染风险低等优点。本研究对2016年2月至2019年2月我院15例初次TKA中应用骨水泥螺钉技术处理内侧胫骨平台骨缺损患者的早期随访和疗效进行总结，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 纳入标准：(1)符合骨关节炎[8]及类风湿关节炎[9]诊断标准并愿意行单侧TKA；(2)无严重肝、肾功能不全，无严重心律失常、中风及心绞痛病史；(3)药物可维持血压稳定；(4)无非甾体类药物或局麻药过敏史。排除标准：(1)并存严重心脑血管疾病；(2)凝血功能异常、患有精神类疾病；(3)严重肝肾功能不全；(4)其他不适合手术者。

共纳入15例患者，其中男6例，女9例；年龄57～76岁，平均(65.3±7.5)岁。左膝8例，右膝7例。所有患者入院后拍摄负重位膝关节正侧位及双下肢站立位全长X线片，部分骨质缺损严重患者加行CT平扫+三维重建片，初步评估胫骨平台骨缺损的大小和类型。胫骨平台骨缺损Rand分型[10]为Ⅱ型。术前诊断：骨关节炎11例，类风湿关节炎4例，全部为膝关节内翻畸形。

1.2 手术方法 采用全身麻醉，取仰卧位，患侧大腿根部绑扎止血带。膝正中髌旁内侧入路，外翻髌骨暴露整个膝关节，去除周围软组织，显露胫骨平台并评估骨质缺损的大小和类型。先采用髓内定位系统行股骨截骨，后采用髓外定位系统行胫骨截骨，平衡伸直和屈曲间隙，截骨后进一步判断骨质缺损的面积和深度。去除胫骨平台缺损基底部硬化骨质，多点钻孔使缺损基底部毛糙，钻入1～2枚长度合适螺钉，钉帽低于截骨面；止血带充气，脉冲冲洗枪仔细冲洗后，将骨水泥填于缺损处，包埋螺钉，先后分别安装胫骨和股骨假体。再次评估下肢力线、伸直和屈曲间隙、髌骨轨迹及膝关节活动度，髌骨均未置换，髌骨周围去神经化，再次仔细冲洗，放置引流，逐层关闭切口，沿引流管关节腔内注入稀释氨甲环酸2 g。术中观察骨缺损以内侧胫骨平台内侧为主。

骨缺损宽度比：骨缺损宽度/胫骨平台宽度(见图1)；骨缺损深度：腓骨小头顶点的水平线与胫骨骨缺损底部水平线的距离(见图2)。

注：a-骨缺损宽度；b-胫骨平台宽度

注：c-腓骨小头顶点的水平线与胫骨骨缺损底部水平线的距离

1.3 术后处理和康复治疗 所有患者均采用骨科快速康复理念进行围手术期管理。术区采用三层绷带加压包扎，每2 h松开一层绷带，同时予以冰敷，维持膝关节周围温度在15℃左右，持续冷敷24 h。术后24 h内给予一代头孢预防感染，术后6 h予以低分子肝素抗凝预防血栓。术后前3天给予肌注帕瑞昔布钠(40 mg/12 h)镇痛。鼓励患者早期行主动直腿抬高和屈伸膝活动。根据引流量，一般24 h内拔除引流管。术后第2天行膝关节正侧位片，在助行器协助下下地行走。

1.4 术后随访和评价 所有患者术后第1、2、3、6、12个月定期门诊复查或电话随访，之后每1年复查1次。术后随访评估患者美国特种外科医院(the hospital special surgery，HSS)膝关节评分、美国膝关节协会评分(knee society score，KSS)、膝关节活动度及并发症等，影像学评估有无假体及螺钉下沉、松动、骨溶解及骨水泥断裂等情况。

1.5 统计学分析 采用GraphPad Prism 6软件进行分析。膝关节HSS、KSS评分、膝关节活动度等分析使用独立样本t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

术前X线片上测量膝内翻角度为22°～38°，平均(30.1±7.9)°。截骨前测量胫骨内侧平台骨缺损深度为16～22 mm，平均(18.1±3.8)mm；截骨厚度9～12 mm，平均(10.0±1.3)mm；截骨后残留骨缺损深度4～12 mm，平均(8.5±3.6)mm。胫骨平台缺损面积百分比5%～29%，平均骨缺损面积百分比14.8%。

采用门诊定期复查或电话方式随访，患者均获得随访，随访时间10～45个月，平均(35.5±8.3)个月。切口均I期愈合，无假体周围感染、下肢深静脉血栓及关节僵硬等并发症。末次随访时，HSS评分由术前(46.47±3.02)分提升至(91.27±1.83)分，KSS评分由术前(45.73±3.28)分提升至(91.47±1.88)分，膝关节活动度由术前(85.33±5.81)°提升至(123.67±6.40)°，差异均有统计学意义(见表1)。影像学评估均未出现假体及螺钉松动、下沉、骨溶解及骨水泥断裂等。1例于术后6个月出现骨水泥-胫骨假体界面非进展性放射透亮线，继续随访2年，患者膝关节无明显不适，放射性透亮线无明显进行性加重。

表1 手术前后膝关节功能及活动度

典型病例为一67岁男性患者，因双膝疼痛伴活动受限10余年，加重2年入院，左侧症状为重，入院时双膝关节明显畸形；右膝ROM约50°，KSS约48分；左膝ROM约45°，KSS约43分；双膝压髌试验、磨髌试验阳性。行左侧TKA治疗，术后予止痛、冷敷等处理。术后2周时左膝ROM约100°，提升约55°；KSS评分约83分，提升约40分。典型病例影像学资料见图3～5。

图3 术前下肢全长X线片示膝内翻角度为24°

图4 术后2 d正侧位X线片示骨水泥假体界面无透亮线

图5 术后1年下肢全长X线片未见骨溶解和假体松动迹象

3 讨 论

终末期膝关节疾病中，往往会伴有大小不同、类型各异的胫骨平台骨质缺损，合理地重建和修复骨缺损是保证假体长期稳定的关键之一。目前临床上处理初次TKA中胫骨近端骨缺损的方法包括自体或者同种异体骨移植[3]、骨水泥螺钉固定技术[4]、组配式金属垫块[5-6]、3D打印金属垫块[11]等，各种方法具有各自的优缺点和适应证。

Hosaka等[3]对68例TKA中采用自体骨移植患者进行了平均6.6年(1.2～14.6年) 的随访，骨愈合率可达97%(65膝)。王体惠等[12]将TKA中骨水泥螺钉与自体骨移植重建骨缺损进行了对比，结果发现自体骨移植重建骨缺损手术时间相对较长，且存在骨块吸收的风险。自体骨移植是TKA中处理胫骨骨缺损的一种简单可行的方法[13]，具有取材方便、无感染及免疫排斥反应、经济花费低、容易骨愈合等优点，但也存在供区损伤、手术时间长等缺点。相比自体骨移植，同种异体骨移植存在交叉感染、免疫排斥反应以及价格较自体骨昂贵等弊端。

杨顺成等[14]对8例10膝严重膝内翻骨关节炎并胫骨骨缺损患者行TKA，术中均采用胫骨内侧矩形金属垫块复合胫骨托延长杆，矫正膝内翻畸形，胫骨假体提供良好的初始稳定性，随访膝关节功能较前明显改善，中期临床效果满意。Tsukada等[5]报道TKA中33例采用金属垫片与132例未采用金属垫片的患者之间没有明显差异；33例金属垫片患者中，有10例出现金属垫块下透亮线，但随访4年之后没有出现假体下沉或松动。金属垫块可根据骨缺损大小选择不同型号的金属垫块，能填补较大骨缺损，获得即刻稳定性，早期行功能锻炼，具有良好的生物力学性能及负荷传导和分配，假体松动、移位、骨吸收等并发症发生率更低[15]；但金属垫块和胫骨托界面之间摩擦产生金属碎屑，对宿主骨产生腐蚀破坏，金属垫块和骨的弹性模量不同，存在应力遮挡，长期可导致骨量丢失[16-17]。

Berend等[4]对14 686例TKA患者进行了长达20年随访，其中256例采用骨水泥螺钉技术处理胫骨平台骨缺损，其余采用无骨水泥螺钉假体，两者假体生存率相仿，但骨水泥螺钉技术经济成本较低。Gaudin等[18]对19例20膝胫骨内侧平台中度缺损的OA患者行TKA和骨水泥螺钉技术，平均随访58个月，患者均无骨溶解和假体松动迹象，均无需翻修，影像学结果显示骨水泥假体界面的透亮线较为常见，但均无进行性发展，中期临床和影像学随访结果令人满意。骨水泥螺钉技术适应证：胫骨平台缺损深度5～20 mm、缺损面积<50%，Berend等[19]的研究可将骨缺损深度扩大到30 mm。

有文献报道，应用支撑螺钉结合骨水泥填充重建胫骨平台骨缺损的优点：(1)与单纯骨水泥填充法相比，螺丝钉大大加强了骨水泥强度；(2)与植骨或安放垫块相比，减少了额外内植物的使用，操作简单，手术时间短，降低了感染风险[19-21]。缺点：(1)骨水泥弹性模量低于骨组织，使胫骨平台假体应力负荷不均，易发生假体下沉和松动事件；(2)骨水泥螺钉断裂风险；(3)骨水泥不具有骨传导及诱导活性，不能恢复骨量，为以后翻修带来困难[22]。Zheng等[23]利用有限元分析了螺钉数目以及拧入角度对TKA稳定性的影响，得出结论：(1)螺钉加骨水泥技术优于单纯骨水泥技术，对于缺损面积占比较大但深度小于5 mm的胫骨缺损，建议采用螺钉+骨水泥技术；(2)垂直螺钉比斜螺钉具有更好的稳定性；(3)针对不同的缺陷，应适度使用螺钉，螺钉越多并不一定越好。对于文献报道的骨水泥技术中存在假体松动及螺钉断裂等并发症，可能与没有很好的把握适应症有关，如螺钉的使用数目及拧入方向。 放射性透亮线似乎比较常见，一般都为非进展性[24-25]。本研究对15例初次TKA中采用骨水泥螺钉技术修复胫骨内侧平台骨缺损患者进行了10～45个月随访，无患者出现假体周围感染、下肢深静脉血栓及关节僵硬等并发症，术后HSS评分、KSS评分及膝关节活动度都显著提高；1例出现骨水泥-胫骨假体界面非进展性放射透亮线，继续随访2年，放射性透亮线无明显进行性加重。

综上所述，初次TKA中应用骨水泥螺钉技术处理内侧胫骨平台骨缺损，具有操作简便、假体固定牢靠、经济花费及并发症少，是理想的手术方式选择之一。本研究存在随访病例数较少、随访时间短等不足，因而需要更多病例数和随访时间来观察疗效和并发症。