指间关节假体临床应用的研究进展

李璐希，吴祥奎，王达利，孙广峰

（1.遵义医科大学附属第二医院 烧伤整形外科，贵州 遵义 563006；2.遵义医科大学附属医院烧伤整形外科，贵州 遵义 563099；3.遵义医科大学，贵州 遵义 563006）

手部关节的完整性及稳定性是发挥正常功能的必备条件，手指近侧指间（PIP）关节是手指发挥功能的关键。对于PIP关节损伤或病变引起的关节僵硬、疼痛进行保守治疗效果不理想者，可严重影响手功能。随着显微外科技术的发展，跖趾关节游离移植术可以再造PIP关节，最大限度地恢复PIP关节功能，切取后对下肢行走无明显影响，但对术者的显微技术要求较高，且有创伤大、不适合多个关节游离移植等弊端[1]。带血管蒂的足趾关节移植已经开展了50多年，但其效果不能与人工关节置换术相比，受限的活动范围仍然是重建关节的主要问题[2]。近年来人工关节设计不断改进，新材料不断被研发并应用，关节置换术逐渐被引入手外科领域，而人工假体置换可以避免以上弊端，使手部关节僵硬畸形患者恢复良好的关节功能[3]。由于指间关节假体的研发及临床应用处于发展阶段，选择何种指间关节假体仍存在一些分歧。现从指间关节的解剖学研究、指间关节假体的临床应用两方面做一综述。

1 PIP关节的解剖学研究

手指的PIP关节是双髁状关节，近节指骨头关节面双侧髁、中间凹，中节指骨底凸出的脊，关节掌侧有掌板，侧方有侧副韧带、副侧副韧带，背侧还有关节囊以及指伸肌腱加强，关节稳定性较强。为了研究置入假体是否可行，有作者进行了详细的PIP关节的解剖学研究。Ries等[4]研究了尸体手指近节指骨的远端干骺端髓内管(峡部)和中节指骨基部的解剖结构。在多达30%的指骨中，峡部小于最小的近端假体的柄（Pyrocarbon），假体的置入和成功很大程度上依赖于骨形态大小。在指间关节假体置换手术时，建议对峡部进行X线检查评估，如果峡部明显小于最小的近端假体，置入假体是不可取的，存在假体后期塌陷和置入失败的潜在风险，应避免假体和PIP关节之间的不匹配。为了改良设计PIP关节假体，Ash等[5]对83个PIP关节进行了解剖学研究，获得详细的PIP关节数据信息。设计新型的表面移植指间关节假体，轴承表面的设计尽可能接近近侧指间关节的解剖结构，假体的活动是通过半圆形横截面柄和指骨轴之间的运动实现的，其磨损率与超高分子量聚乙烯相当。

2 指间关节假体的临床应用进展

指间关节假体置换应用于各种原因导致的PIP关节炎及关节僵硬畸形。虽然手部小关节假体置换临床应用已60余年，但手部小关节置换术后疗效仍不及负重的大关节置换术，这与手指负重劳动、手部屈伸频率较高，置换后需承受较大挤压力、剪切力、牵引力等有关。目前临床应用的指间关节假体主要有三类：限制型指间关节假体、半限制型指间关节假体、非限制型指间关节假体。

2.1 限制型指间关节假体

Sokolow[6]回顾分析了28例PIP关节铰链式假体的临床应用，两颗钛覆盖螺钉插入近端和中节的骨髓腔内铰链式指间关节假体，连接铰链允许移动从0°～100°。24例获得3.9年随访，指间关节平均活动度提升了19°，效果比较满意，3例进行了翻修，1例发生铰链断裂。Robert Mathys(RM)是一种用于掌指（MP）关节和PIP关节的铰接型关节置换假体，可弥补韧带不稳定。Rijnja等[7]回顾性分析17例19个PIP关节的RM手指成形术患者，平均随访36个月，所有手指的关节稳定性均得到恢复。对PIP关节进行RM手指置换可恢复关节的稳定性，改善关节活动度，且明显缓解关节疼痛，其中一个关节并发尺侧偏移15°，五根手指有“鹅颈”畸形，一根手指有伸展滞后和“钮孔”畸形，其并发症发生率较高是其弊端。Tacys R假体是一种新的解剖滑动关节和模块化假体，用于PIP关节。Athlani等[8]对22例平均年龄63岁的指间关节炎患者进行了Tacys R假体置换，指征为PIP关节疼痛和僵硬，术后平均随访34个月，没有假体移位或松动的迹象。假体的模块化似乎是这种置入物的最大优势，Tacys R假体是其他传统PIP关节假体的可靠替代品。随后Griffart A等[9]对Tactys R假体在示指PIP关节或其他手指弯斜＞5°关节上的临床应用结果进行了客观和主观的评价，得出：滑动固定的Tacys R假体能够恢复韧带平衡，并最佳地平衡关节周围结构。关节活动范围的改善和手指弯斜的矫正得到了维持，对于示指和手指弯斜＞5°的患者，采用Tactys R假体进行近侧PIP全指间关节置换术不再是禁忌[9]。

2.2 半限制型指间关节假体

具有代表性的假体为Swanson硅胶（Wright公司，美国）半限制型假体。Swanson硅胶假体是用具有弹性的硅胶作为间隔垫，以保持关节轴部空间，假体需要指间关节具有完整的关节囊、关节侧副韧带及肌腱系统来维持关节的稳定性，假体的柄未牢固固定于髓腔内，允许在髓腔内随着关节伸屈而发生轻度的滑动，有效分散了应力，避免了假体轴部集中受力，降低了继发性骨折的发生率，有利于假体关节达到合适的伸屈轴线。Swanson[10]对148例患者采用Swanson硅胶假体行PIP关节置换术，术后指间关节平均活动度增加了35°。在一项424例Swanson硅胶假体PIP关节置换术的研究中，发现指间关节平均活动度仅增加10°，但疼痛缓解较明显[11]。后来Ashworth等[12]对138例类风湿关节炎患者的PIP关节置入了Swanson假体，其中99例获得随访，平均随访5.8年。78%置换后的PIP关节发生骨硬化，12%的PIP关节发生了骨吸收，81%的置入物在9年内没有进行翻修。第一代的Swanson指间关节假体的并发症较多。Chan等[13]对Swanson硅胶假体PIP关节置换进行了系统综述，发现报道中有8%的Swanson硅胶假体发生了下沉。为此，学者们对Swanson硅胶假体进行了进一步改进，使用保护性金属垫圈保护硅胶聚合体关节部分，避免硅胶假体与截骨断端直接接触，有效减少了假体的磨损并避免了Swanson硅胶假体的下沉。在欧洲，硅胶关节假体仍然是最广泛使用的置入物，主要缺点是稳定性有限，矫正预先存在的关节畸形较困难[14]。虽然 Swanson硅胶假体在PIP关节置换术后存在较多并发症，但由于术后能缓解疼痛，改善手指伸屈功能，提高了患者生活质量，目前仍是患者容易接受的方案之一，也是临床手外科医师应用最普遍的人工指关节假体。

2.3 非限制型指间关节假体

随着指间关节解剖学及生物力学研究的进展，研发了与生理解剖相符、截骨量更小的非限制型关节假体，表面置换型关节假体。这种假体关节结构更符合手指关节的解剖学结构，置换后可获得更大的关节活动度[15]。

Ono等[16]对21个PIP关节热解碳关节假体置换术进行了前瞻性评估。这种假体有很高的并发症，即使手功能受到影响，也未影响患者的满意度，因术后疼痛缓解疗效理想。Wagner等[17]对170个PIP关节热解碳关节置换术进行了至少两年的临床随访，松动及骨吸收发生率较高，在年轻患者和创伤后关节炎患者中尤为明显，在不需要翻修手术的患者中，疼痛得到了改善，运动功能得到了维持。热解碳近指间关节置入术，由于下沉的比率较高，Jordaan等[18]改用骨水泥表面替代近指间关节(SR-PIPJ)假体行近侧指间关节置换43个关节，平均随访26.5个月，活动范围得到改善，下沉的比率亦有所改善，但仍高得无法接受。Pettersson等[19]回顾热解碳半关节置换术，临床效果和患者满意度优于已发表的关节置换术，PIP关节半关节置换术与全关节置换术相比，操作简单，可以保留更多的骨存量，出现严重并发症后可以更容易行指间关节翻修术和指间关节融合术等补救措施。来自SBI公司的SR(TM)-PIP假体是一种模仿人体关节结构的钛化聚乙烯假体。Ampofo等[20]在39例临床患者中置入了SR(TM)-PIP假体后，减轻了患者的关节疼痛。提倡使用这种假体用于近侧指间关节，术后关节活动度可与其他假体相媲美，对于假体松动和“鹅颈”畸形仍有改善的空间。CapFlex-PIP置入物是一种由两个部件组成的模块化滑动面PIP关节假体。近端部件是钴铬合金的双髁帽，远端部件是具有超高分子量聚乙烯的关节面。这两种成分都有钛孔基底，用于无骨水泥骨整合。这种设计提供了一种聚乙烯-金属滑动表面，这是其他置入物关节成形术所不具备的[21]。Schindele等[22]报道表面置换术CapFlex-PIP的非骨水泥置入能够缓解疼痛，保持运动，改善侧方稳定性，纠正原发性和继发性PIP骨关节炎患者近端指间关节的轴偏移。Hong等[23]提出一种新的手近端指间关节假体设计，基于人体PIP关节运动学推导出的一种最优化的关节假体，设计滚动接触关节机制的新型PIP关节置入体，在人体指间关节运动学方面表现出了可接受的结果。

2.4 指间关节假体临床应用疗效比较

Chan等[13]检索了相关研究文献35篇，系统地比较了硅酮和热解碳关节置换术对PIP关节关节炎患者的疗效。资料显示两种关节置换术均能满意地缓解疼痛，置入物也提供了类似的关节活动度，在握力和捏力方面也有相似的结果。热解碳关节置换术并没有优于硅胶假体。Forster等[24]做了Meta分析，调查了使用热解碳、金属聚乙烯和硅胶假体的指间关节置换术后的效果、并发症、再手术的发生率，证实硅胶假体仍然是治疗稳定的PIP关节置换术有价值的选择。表面置换假体有更高的再手术风险，但是能够更好地矫正PIP关节不稳定或偏斜畸形。Hensler等[25]对健康参与者、接受表面置换置入物(CapFlex-PIP)治疗的PIP关节骨关节炎和硅酮关节成形术的患者，利用三维运动测量系统量化PIP关节的侧方稳定性，并将其与表面置换术或硅胶关节置换术后的关节进行比较。与柔性硅胶假体相比，PIP关节表面置换术具有更好的指间关节的解剖稳定性。Milone等[26]2019年检索385篇原创文章，研究报道了177个指的硅胶、热解碳或金属表面关节置换术的手指特异性不稳定性相关结果。得出：各个手指之间关节置换术的不稳定性相关畸形及并发症发生率没有差异，未来需进一步进行生物力学的临床研究。Gruber等[27]认为指间关节假体置换术是一种短期可行的选择，应进行进一步研究，以确保远期疗效。Lui YF等[28]研究鸡指间关节在解剖结构上与人类指间关节相似，鸡指间关节有可能成为评估新型人类手指关节假体性能的潜在模型。

3 展望

PIP关节置换术发展至今，其临床应用越来越广泛，Naghshineh等[3]认为关节置换术是治疗PIP骨性关节炎缓解疼痛的良好选择。Vranis等[29]认为PIP关节置换术是安全的手术，并发症发生率低，大多数外科医生更认可关节成形术而不是关节融合术。而Vitale等[30]的临床对比研究结果提示，与关节融合术相比，接受关节置换术的患者发生并发症的数量增加了4.3倍，对于患有骨关节炎或创伤后关节炎的患者，在决定进行人工关节置换术还是关节融合术时，必须考虑到患者的目标，并考虑到并发症风险。学者普遍认为热解碳是一种有效的关节置换手术材料，热解碳近端指间关节置换术缓解了关节疼痛，并恢复了良好的关节运动功能，在短、中期随访中效果良好，而在长期随访中效果有些不佳，如假体松动、脱位和假体骨折是临床报道的主要并发症，翻修率较高，与硅酮相比，其效果较差[31]。Swanson硅胶假体置换能立即缓解关节疼痛，改善手指功能。Wagner等[32]认为硅酮置入物降低了翻修手术的风险。使用了金属垫环的Swanson型硅胶假体置换术后大部分患者的关节功能良好[33]，由于其具有较好的远期临床效果、低翻修率和低成本，经验证硅胶假体仍是目前临床应用最广泛的人工指关节假体。Muder等[34]认为移植软骨膜修复手指关节是一种值得考虑的技术，因为该方法翻修率较低，且优于表面置换术。

目前指间关节假体的临床应用仍存在许多分歧，其主要原因是在全球范围内，没有针对手外科医生的标准化教育途径、培训计划或手术准入的认证机构。实施新的以能力为基础的规范化专业培训，并帮助接受培训的医生更有效地开展指间关节假体置换术，从而改善各自国家患者的预后[35]。标准化教育、规范化培训、严格化准入、精准化置换是未来指间关节假体置换手术的发展方向，3D打印定制假体置入等新技术将逐渐在手部小关节置换手术中获得重要地位[36-37]。