开放楔形胫骨高位截骨术相关并发症的研究进展

侯晓斌

膝关节骨关节炎是一种发病率极高的退行性疾病，其自然进程绝大多数起始于内侧间室的磨损和退化，而原因被认为与胫骨机械轴与胫骨平台关节线之夹角所形成的轻度内翻有关，这使得人体在直立和步行时，负荷大部分集中于内侧间室，且内翻程度越明显，内侧间室承担的载荷也就越大。针对这一病理机制，逐步发展出了针对膝关节骨性关节炎病因治疗的膝关节周围截骨术。Coventry[1]被认为是最早描述将胫骨高位截骨术作为膝关节骨关节炎治疗方法的先驱。近些年来，随着理论系统的逐步完善、技术设备的升级以及并发症发生率的降低，截骨术作为早期膝骨关节炎的治疗方案又重回人们的视线，其术后良好的关节功能优势又逐步凸显出来，成为了相对年轻及活动要求较高患者的优先选择。在胫骨高位截骨术的发展过程中，外侧闭合截骨被最早应用并取得了较好的效果[2-3]，但由于其技术要求相对较高，以及术后并发症，如腓总神经麻痹、腓骨不愈合、筋膜室综合征、外侧副韧带失效以及骨量丢失等因素，曾一度影响了该术式的发展[4-5]。而内侧开放楔形截骨术由于相对简单的技术要求以及更低的并发症发生率得到了快速普及，很多相关研究也都证实了其令人满意的临床效果[6-11]。近些年，又因为专用内固定器材的发展，使患者能够更早期康复并获得更好的关节功能[12-14]。虽然开放楔形胫骨高位截骨术的术后满意度较高，但其仍然有一些并发症尚未完全消除。在该技术开展早期，矫形的丢失和截骨间隙的不愈合是其所有并发症中最为人诟病的两种。但随着多种锁定钢板以及骨填充物的开发和更新，截骨术后固定的稳定性和生物愈合能力已经得到极大改善。除此之外，绝大多数并发症可以通过观察及药物治疗得到缓解。目前较为系统的对该手术并发症的统计研究显示，其术后总体并发症发生率为6%～37%[5-6,15-18]，其主要包括[17]：(1)关节退行性并发症：主要包括短时期内持续性内侧间室关节炎性疼痛或外侧间室、髌股关节退化加剧，需要早期(一般为2年内)翻修为全膝关节置换。(2)截骨矫形相关并发症：包括截骨间隙不愈合、外侧皮质绞链骨折、矫形过度与矫形不足、迟发性矫形丢失，胫骨平台后倾增大。(3)内固定相关并发症：内固定失效和内固定周围软组织激惹。(4)一般并发症：包括切口感染、血肿形成、深静脉血栓形成、神经血管损伤、筋膜室综合征。诚然，各种并发症并非各自孤立存在，期间可能存在因果联系，如矫形不足或矫形过度可能造成相关间室的载荷过重而加速软骨磨损进程。另外，矫形丢失、截骨部位的不愈合又往往与内固定失效同时存在。有些并发症须进行额外的外科治疗，有些仅需要持续观察或通过药物治疗即可缓解，因此，也有一些研究按照是否需要外科治疗将之分为主要并发症(major complication)和次要并发症(minor complication)[18-19]。

一、关节退行性并发症

胫骨高位截骨术出现之初旨在通过调整下肢力线达到间室间载荷的重新分布，以期延缓关节退化，推迟关节置换的时限。即使随着技术进步，术后的关节生存率不断提高，但仍难以完全消除减负目标间室的退化进展或其他间室的退化加速的可能，并可能最终不得不进行人工关节置换。早期一项芬兰国家登记中心超过3 000例的统计显示，开放楔形胫骨高位截骨术后5年和10年的关节生存率分别为89%和73%[20]。此后的一些研究也证实中期随访期间患者的疼痛和功能评分均得到提升，且患者主观感受明显改善；但随后便呈现指数级的下降，翻修率急剧升高[6,21]。近年来的统计结果较先前有了明显的提高，术后5年的生存率能够达到95.1%～96.8%；10年的关节生存率为87.1%～91.6%[22-23]。年龄偏大、女性、BMI过高、既存的内侧或外侧间室关节炎都被作为相关危险因素加以考虑；但尚未形成一致的结论[20-24]。另一方面，手术适应症的偏倚、手术技术缺陷以及力线控制不良，被认为是术后早期翻修的重要医源性因素。在Berman等[25]的研究中，HTO术后12年的关节生存率仅为64%，但其中包括了全关节炎、类风湿性关节炎及创伤性关节炎等非HTO适应证的病例。Ekeland等[26]和Jin等[23]的研究都发现矫形不足与HTO术后的早期翻修存在相关性，与早期Odenbring等[27]的结论相印证。当然，并不能单纯地将人工关节置换认定为胫骨高位截骨术的失败。一般认为2年内进行翻修手术才被认为是手术未达目标的判定标准[18]。

二、截骨矫形相关并发症

开放楔形胫骨高位截骨术在逐步替代闭合截骨的初始阶段就必须面对因保留截骨间隙而带来的不愈合的风险。为此，外科医生必须谨慎考虑采用何种矫形方式以规避这一问题；而患者不得不延迟负重时间以等待截骨部位的填充愈合。目前的研究显示，开放楔形胫骨高位截骨术后的截骨不愈合率约为0.5%～4.3%[6,17-19]。截骨间隙过大、长期吸烟和内固定的不稳定被认为是截骨间隙不愈合的主要危险因素[7,28]。为明确这一问题，研究者们尝试了许多不同的方法，包括：空置截骨间隙、自体骨移植、异体骨移植以及骨替代物填充；但尚未获得一致结论。El-Assal等[29]的研究显示即使不进行截骨间隙的骨移植，依然可以获得100%的愈合率，但撑开间隙大小与愈合时间呈现明显的相关性。Kfuri等[30]认为骨填充物的使用会使手术部位的并发症发生率升高4倍，尤其是具有生物活性蛋白成分的替代物被认为最易出现并发症，故只有在撑开高度超过15 mm时才应考虑使用。在此范围内空置截骨间隙不会增加不愈合的风险，并且这一结论也与一些研究互相印证[31-32]。另一些研究认为自体骨移植具有良好的骨传导和骨诱导能力，能够更快的诱导截骨部位的愈合[33]，但增加了额外的并发症风险(供区感染、血肿、疼痛以及手术时间的延长)[34]。对其他骨替代材料，如异体骨或磷酸钙的研究同样得到了争议性的结论。Yoo等[8]使用去矿化的异体骨作为填充材料，未出现截骨间隙不愈合的病例；但Giuseffi等[35]却得到较为悲观的结果。Hooper等[28]在研究中使用双相磷酸钙骨水泥，获得了100%的愈合率；但却有研究提示该种材料增加了矫形丢失的风险[34]。Lee等[36]将此二者相比较，得到了相似的愈合效率。

外侧铰链骨折是开放楔形胫骨高位截骨术的常见并发症，其发生率约为5.6%～25%[7,19,37-39]，截骨撑开的距离被认为是最主要的影响因素[18-19,38]。对这种并发症最经典的描述出自Takeuchi等[40]的报道；其中外侧铰链的骨折被分为3型；Ⅰ型骨折指骨折线自截骨线延伸至上胫腓关节区域或恰至其近端；Ⅱ型骨折为骨折达到上胫腓关节远端；Ⅲ型骨折为外侧平台骨折。这种分类方法被沿用至今；其中Ⅰ型骨折由于具有上胫腓关节区域致密结缔组织的支持而具备较好的稳定性；加之Tomofix钢板提供的固定作用，使大多数该类型骨折无需额外固定。Ⅱ型骨折中，张开截骨间隙的能量集中于腓骨并转化为旋转趋势，产生两截骨端的不稳定。Ⅲ型骨折的不稳定来源于近侧截骨端只有钢板支撑，且因其在力线外移的同时存在外侧关节软骨的损伤，使之成为术后严重的并发症。后2种骨折类型因为截骨部位的微动超出骨痂形成的应变阈值，术后延迟愈合、不愈合的风险明显增加，且因缺乏上胫腓关节部位的稳定作用而增加了内固定的负荷，从而导致应力遮挡效应[41]。大多需要额外的辅助固定，不宜早期负重[42]。因此，在进行较大程度的开放截骨矫形时，医生应在术中直至术后随访期间都高度重视外侧铰链的保护。相关有限元分析发现在截骨顶点铰链处进行矢状面预钻孔，能够降低铰链区负荷，使其更利于张开而减少断裂概率[43-44]。而在铰链区骨质内留置保护性克氏针或螺钉，也能够起到降低铰链骨折发生率的作用[45-46]。

因为胫骨近端特殊的结构形态，在进行内侧开放截骨时极易造成平台后倾的增加，故在术中进行撑开操作时，应注意刻意保持前窄后宽的截骨间隙[30]，以保持平台后倾。此外，术前严重的骨关节炎合并屈曲挛缩、大范围的矫形、外侧皮质铰链的位置以及骨折等都被认为是增加胫骨平台后倾的影响因素[47]。Lee等[48]通过对开放楔形截骨术后截骨部位进行CT检查发现，Ⅰ型铰链骨折中后侧皮质的断裂更易造成平台后倾的增加。Kang等[41]通过有限元分析发现，Ⅱ、Ⅲ型铰链骨折都会带来明确的胫骨平台后倾增加。虽然这种计划外的胫骨平台后倾增大在短期内未必会对关节功能产生明显影响，但因其增加了胫股关节间的剪切力而导致前交叉韧带张力持续升高，对于已合并前交叉韧带功能缺陷的病例将可能加速关节功能退化。

力线调整是胫骨高位截骨术治疗膝关节骨关节炎的理论核心，而精确且便捷的术中力线控制又是开放截骨术相对于闭合截骨术的一大优势。然而，即使手术技术已日趋完善，且已有计算机导航及3D打印技术被应用于临床，力线调整不良的问题却仍然存在。传统理论认为力线调整的目标应使Mikulicz力线通过Fujisawa's点，但还应根据病情不同在术前计划中体现出个体化差异。矫形不足使内侧间室难以充分减轻负荷，其所导致术后持续的疼痛和软骨退化被认为是翻修的重要原因。矫形不足的原因除人为因素外，还被认为与术前内翻畸形角度过大以及术前计划与术中操作时的体位差异(站立位--平卧位)有关[23，49-50]。与之相对，过度矫形的情况会加重外侧间室的压力负荷从而加速退变，被认为与术前既存在的膝关节周围软组织松弛有关[51-53]。为解决力线调整不良的问题，Kim等[54]建议术中应在持续外翻应力下进行截骨间隙撑开，以抵消软组织松弛度以及体位差异的影响。Kubota等[55]则建议以胫骨近端内侧角作为唯一矫形的量化评价指标，以使力线偏差最小化。

踝关节疼痛是近年来逐渐被重视的一种并发症[56-59]。因膝关节矫形所带来的外翻形态变化，相邻的髋、踝关节必须进行相应的代偿性调整以使下肢的整体力线保持在Mikulicz线的位置[60]。具体来讲即是髋关节的内收和踝关节与距下关节的内翻。相较于髋关节良好的耐受性，踝和距下关节在膝关节力线重塑后的负荷变化则要复杂得多。研究发现，膝关节的外翻截骨术后，距骨上关节面会出现内翻加以代偿[61-62]。这种变化将带来胫距关节接触面积的变化以及轴向载荷与剪切力的重新分布[10]，有可能导致踝关节疼痛和退化的加剧。与踝关节相比，距下关节在冠状面上内翻活动度要大得多，具有更强的的代尝能力[63-64]。但对于长期膝内翻患者，距下关节始终处于外翻位而出现关节僵硬，故在膝关节外翻矫形后，距下关节难以恢复至内翻甚至正常对位，而导致后足疼痛的出现[59,65-67]。因此对于畸形程度较大的患者，需在术前评估距下关节的活动度，以预测术后后足疼痛的发生率。当然，大多数HTO术后出现的踝关节疼痛可以通过药物治疗好转，只有极少数情况，如本身合并有踝关节畸形才需要考虑额外的矫形治疗[57]。

三、内固定相关并发症

用于胫骨高位截骨术的固定方法经历了长时间的发展而日趋完善。曾经被广泛应用的Orthofix外固定系统已逐渐被内固定钢板螺钉所替代，而目前应用最为广泛的是Tomofix锁定钢板。该系统专门针对胫骨近端开放截骨术而设计，具有良好的稳定性[13]，并在应对外侧铰链骨折方面具有较好的力学优势[41]。内固定相关并发症中最为常见的是对周围软组织的激惹而导致的疼痛[18]，还可能因压迫鹅足腱、内侧副韧带等产生机械性症状，当药物无法缓解上述情况时，须取出内固定装置[17]。内固定断裂的情况已经极为罕见[17]，且大多合并有截骨不愈合或外侧铰链骨折。Nha等[68]报道了应用Tomofix系统和Ohtofix系统行开放楔形胫骨高位截骨的固定发生钢板断裂的病例，发生率为1.2%。通过分析发现，外侧铰链的骨折是其最明确的相关因素，而与年龄、性别、BMI、糖尿病、钢板类型等因素无明确相关性。

四、一般并发症

由于开放楔形胫骨高位截骨术微创化的手术理念和日趋完善的手术技术，术后发生一般并发症的情况日趋减少。血管损伤主要集中于腘动脉，且主要以个案的形式见诸报道[17,69-70]。术后的感染作为一种棘手的并发症，在早期报道中并非罕见。Anagnostakos等[71]对胫骨高位截骨术后的感染情况进行的总结分析发现，浅表和深部感染的发生率分别为1%～9%和0.5%～4.7%，认为斜行切口、吸烟以及“单日住院”是感染发生的危险因素。口服或静脉应用抗生素和充分的清创被推荐作为首要的治疗，早期移除内固定可能有益于感染的控制，但造成矫形丢失的风险亦较高[13]，故不作为优先推荐的方法。近期研究报道的感染率与早期大致相当[18,72]，但在Kawata[72]的研究中，人工骨的应用和长时间的麻醉成为了新的危险因素，而骨坏死的早期发现以及年龄≤49岁则被认为是减低感染发病率的有益因素。此外，术后肢体麻木、下肢深静脉血栓等并发症风险亦受到越来越多的重视[73-75]。

综上所述，开放楔形胫骨高位截骨术是一种适合相对年轻和活跃的膝关节炎患者的治疗方法，并已被证实取得了良好的效果。其相关并发症包括早期关节退化、截骨矫形相关、内固定相关以及一般并发症，其中大多数无需额外手术治疗。随着对相关危险因素认识的深入，该术式并发症的风险将进一步减低，使开放楔形胫骨高位截骨术成为更加安全的治疗方法。