老年膝关节置换患者术后并发假体周围骨质溶解的高危因素

崔笑德 聂军 田树升 于沛林

(1青岛市第五人民医院,山东 青岛 266000;2青岛市中医医院(市海慈医院))

膝关节是人体中重要的负重关节之一,随着年龄增长,其关节内部相关结构组织会出现不同程度损伤,进而出现骨关节的退行性病变,故而老年人是骨关节病变的高发人群〔1〕。有报道证实,60岁以上人群骨关节病变比例高达60%,严重影响老年人的日常生活及生命健康〔2〕。对于发病早期患者临床上主要考虑从止痛、消炎等角度进行治疗,随着病程推进,对于病情严重的患者推荐采用人工膝关节置换术进行治疗,以达到消除患者关节疼痛,改善患者关节活动受限情况的目的。虽然随着人工膝关节置换术的日益成熟,越来越多的患者能够免受疾病困扰,但仍有临床数据反馈,部分患者在接受手术后继发出现诸多并发症,假体周围骨质溶解是目前术后最常见的并发症之一〔3〕。假体周围骨质溶解临床表现为植入假体附近出现骨质的异常吸收溶解,引起患者假体松动,进而导致患者膝关节功能障碍,严重影响患者预后情况。本研究拟分析老年膝关节置换患者术后发生骨质溶解的影响因素。

1 对象与方法

1.1研究对象 选取青岛市第五人民医院2019年1月至2021年3月骨科收治的50例经手术治疗1年后并发出现骨质溶解的老年患者作为发生组,选取同期治疗后未发生骨质溶解的老年患者作为未发生组。纳入标准:〔1〕参照中华骨科医学会2018年制定的《骨关节炎诊治指南》中诊断标准〔4〕:(1)患者主诉其膝关节疼痛1个月有余,活动时关节附近有明显摩擦感,并伴随出现晨僵,时间不足30 min,结合患者年龄超过50岁;(2)影像学资料检查提示,患者膝关节处存在明显的高密度影增生,且伴随出现关节腔间隙狭窄或部分软骨出现硬化信号〔2〕。经诊断符合膝关节置换术手术指征:(1)年龄>55岁膝关节出现严重退行性骨关节炎病变;(2)膝关节影像学检查资料提示患者关节面与软骨面出现明显破坏性损伤;(3)长期伴随中度甚至重度疼痛,部分患者伴随出现膝关节活动功能受限,严重影响日常生活;(4)经过长达至少半年的保守性治疗后无明显改善,甚至出现进行性加重者;保守治疗至少包括4种以上不同类型治疗方案;(5)患者术前有置换必要条件,已建立好长期康复的心理准备且具备良好的医嘱遵从素养〔3〕;患者均为初次手术治疗〔4〕;患者及其家属充分了解该研究目的,且同意查阅相关资料及跟踪随访〔5〕;患者年龄≥60岁。排除标准〔1〕:经诊断患者确诊为其他类型关节炎,如类风湿关节炎、强直性关节炎、反应性关节炎等〔2〕;患者病史资料不全或为非首次治疗及存在膝关节相关手术病史〔3〕;患者自身存在严重基础疾病或其他相关恶性疾病〔4〕;前交叉韧带出现意外损伤者,或接受其他类型膝关节手术的患者〔5〕;符合手术禁忌证:(1)患者出现活动性感染;(2)患者术前无法自主完成屈膝动作;(3)无明显症状的膝关节强直;(4)患者手术前存在胫骨、股骨骨髓炎病史;(5)经检查患者膝关节存在明显供血不足;(6)患者自身基础生理情况较差,或伴随严重骨质疏松〔6〕;相关骨组织出现坏死或肿瘤患者。剔除标准〔1〕:随访过程中失联者〔2〕;随访时间内出现意外累及膝关节者〔3〕;随访期间病死患者。

1.2资料收集 利用医院电子病历系统,对患者资料进行溯源,在此基础上,于手术结束1年后对相关研究对象进行随访,检查并记录其膝关节假体周围骨质溶解情况及其他医学指标,后对资料进行整合、分类进而分析影响老年患者术后并发出现骨质溶解的相关危险因素。

1.3手术方法 单侧膝关节置换术:(1)患者采用仰卧位,全麻或硬外膜麻醉后,将止血带捆绑于患者大腿根部,后对患者手术部位进行消毒;(2)采用膝关节正中切口进行开创操作,暴露关节;(3)对关节腔内多余组织进行切除,且对患者相关部位进行标记后,打开髌骨准备进行截骨操作;(4)对病变结构进行去除后,评判患者下肢力线条件,调节患者关节腔间距及协调患者屈伸平衡,反复调试、试装后将人工膝关节置入患者关节腔内部后进行缝合。

1.4检验指标 (1)检查患者治疗后患侧股骨后髁偏移距离(PCO)为影像学资料中股骨后髁最远点到股骨后部皮质平面最远的垂直距离;(2)胫骨后倾角度(PSA)变化为胫骨近端解剖学轴线与胫骨平台内侧斜线夹角的余角;(3)关节水平(JL)变化情况,在患者手术治疗前测量为胫骨结节上缘与胫骨平台所在关节面之间的最短距离,当患者进行手术操作后变更为胫骨结节上边界与胫骨置入假体下缘之间的最短距离。所有数据资料皆由同一测量医师使用同一款测量仪器进行3次连续测量后取平均值。

1.5骨质溶解判定标准 于患者接受手术后1年进行随访,对患者手术部位进行影像学检查,其检查结果提示患者关节腔内出现超过2 mm异常阴影缺损则提示骨质溶解。

1.6统计学方法 采用SPSS25.0软件进行t检验、χ2检验、Logistic回归分析。

2 结 果

2.1两组基础资料对比 两组性别、PCO、PSA、JL、巨噬细胞及固定方式差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2老年患者膝关节置换术后并发出现骨缺损的Logistic回归性分析 将老年患者术后是否出现骨缺损当做因变量,将患者术后并发骨缺损的情况视为1;另将术后未发生骨缺损的情况视为2,将表1中差异有统计学意义的因子视为自变量并赋值。自变量经Logistic回归分析结果显示,患者性别、PCO、PSA、JL及巨噬细胞是否异常是影响膝关节置换术后是否并发骨缺损的相关因素(P<0.05)。见表2。

表2 老年患者膝关节置换术后并发出现骨缺损的Logistic回归分析

3 讨 论

骨关节炎又称退行性骨关节病,是一种由诸多因素引起的骨关节软骨组织结构异变,多见于下肢负重关节,膝关节是其最常累及出现病变的关节〔5〕。其主要临床表现为膝关节处明显疼痛,常于休息时出现,但随着关节活动量增加,其疼痛情况有所缓解,但随着活动量的继续加大,其疼痛感会出现进行式加剧;此外有部分患者会表现出关节僵硬症状,此种僵硬常于晨起或长时间保持一种体位姿势后出现,活动后有所缓解〔6〕;检查患者累及关节处,常可见明显肿胀,活动时并伴随出现骨摩擦感,按压疼痛;对于病情更为严重的患者会累及其病变膝关节变形进而造成患者活动功能受限及肌肉的病理性萎缩,严重影响患者日常生活。对于膝关节炎的发病机制尚未可知,但有证据支持其与患者年龄、性别、体型及职业特性等因素相关〔7〕。随着研究深入,实验结果表明随着年龄的增长,机体罹患骨关节炎的概率逐渐增大,故而老年人是骨性关节炎的高发人群,怀疑其与老年人膝关节磨损严重有关〔8〕。考虑其致病原因、临床症状及高龄患者多发的情况,在临床上主要采用减少关节的负重及缓解关节的磨损程度来延缓病情恶化。具体治疗措施如下:对于自重较大的患者建议进行减重,以减少其对于膝关节的压力;也可采用手杖支撑的方式进行压力分散,以延缓其病情发展。另外配合使用消炎镇痛药物缓解患者临床症状,但值得注意的是此类药物一般不做长期治疗所选,往往在提示患者病情突发性恶化时,做缓解之用;对于药物治疗及压力分担无效者,考虑使用手术进行治疗。膝关节置换术是目前临床上对于患者膝关节处病变最为有效的根除治疗方式,可以很大程度上矫正患者关节畸形,改善其关节活动度,大大提升患者的生活质量水平〔9〕。但随着手术治疗的推广应用,越来越多的患者出现多种并发症,其中骨缺损是临床上最为常见的并发症之一,其主要临床表现为膝关节骨质结构的完整性遭到破坏,造成其关节腔内空间变大,患者植入的假体嵌合出现松动,进而影响患者膝关节置换术的治疗效果,导致部分患者出现膝关节结构的畸形及功能活动度受限,严重影响其预后生活。且此类骨缺损表现为进行性出现,在术后并不能第一时间发现,常错过最佳治疗时间,因此研究老年患者膝关节置换术后并发出现骨缺损的影响因素,并在此基础上制定出针对性的预防措施,对降低患者骨缺损的发生率及改善预后情况具有重要意义。

相较于传统男性,女性绝经后体内雌激素水平呈现出明显下降趋势,加之原本女性体内的雄激素较少,导致女性体内的总体性激素水平出现断崖式下跌,进而引起机体内骨质代谢紊乱,导致其成骨细胞的活性减弱,而成骨细胞则是机体内部主要作用于促进合成新骨的效用细胞,其表达性的降低必然引起患者体内新骨合成的减少,进而导致患者假体周围的新骨合成量降低〔10〕。加之性激素的减少会诱发破骨细胞的高表达状态,破骨细胞在机体内部主要作用于骨质的吸收与溶解,而其长期处于高表达状态则会引起植入假体周围骨质的过分溶解,造成患者体内骨质溶解速率远高于新骨生成速率〔11〕。但男性患者随着年龄增长,其体内的性激素含量较女性变化幅度较小,故而在一定程度上可以维持其体内骨质的正常代谢,因此相较于男性,女性更易在术后继发出现骨缺损的情况。此外,值得注意的是随着年龄增长,老年人体内钙质的流失速率逐渐加快,且相较于老年男性,老年女性体内钙质含量更低,故而进一步增加女性患者术后并发出现骨缺损的概率。

膝关节置换术是将人工膝关节植入患者体内代替其原本膝关节结构行使其相关功能。因此,其植入关节需与其他组织结构形成新的生物力线系统,而PCO增大则会引起患者膝关节屈曲位间隙的异常改变,膝关节的稳定性出现紊乱,导致其原本应该施加于患者股骨上的应力发生改变,股骨则会伴随出现退行性病变,常表现为骨质溶解,进而增加出现骨缺损的可能性〔12〕。此外,因PCO变化对关节稳定性的影响,加重膝关节内的磨损程度,增加其关节腔内磨损颗粒的含量,磨损颗粒含量的增高则是导致其假体周围出现骨质溶解的直接原因,进而一定程度上增加患者术后出现骨缺损的概率。

PSA过小则会引起患者膝关节稳定性发生紊乱,进而引起胫骨脱落加剧患者关节内部衬垫的磨损程度,生成更多的磨损颗粒。而磨损颗粒则可作用于患者体内巨噬细胞,导致其活性增强,引起患者假体组织周围的炎性浸润,使得患者体内的破骨细胞过度激活,造成其长期处于高表达状态,引起假体周围正常骨质的过度溶解,表现出骨缺损症状〔13〕。磨损颗粒的增多还会引起患者体内破骨细胞前体细胞的过度激活,进而引起其向破骨细胞进行过度转化,故而增加患者体内破骨细胞的含量,通过两种途径对患者体内骨质的溶解起促进作用。此外还需注意,磨损颗粒的增多在加速患者骨质溶解的同时,对其体内的成骨细胞有明确抑制作用〔14〕。在正常情况下,成骨细胞与破骨细胞各自表达,相互拮抗,处于动态平衡状态,但因磨损颗粒对成骨细胞表达性的压制,导致患者体内的新生骨含量减少,进一步增加患者假体周围形成骨性缺损的概率〔15〕。PSA过小患者其体内磨损颗粒含量更高,故而相较于PSA适中患者更易于术后并发出现骨缺损。

JL水平过高提示患者髌骨位置发生下移,对膝关节的活动度造成影响,尤其是对于伸膝运动形成局限,故而引起患者膝关节的力线系统重新分布,造成其髌骨与假体之间空隙增大,当患者在活动膝关节时,加剧其髌骨与假体的撞击程度,加剧植入假体的磨损程度,进而增加其内部磨损颗粒含量,增加患者罹患骨缺损的可能性〔16〕。且对比人体本身的膝关节组织,在经受撞击后会激发其自我修复功能亢进,但假体组织并无此项功能,故其磨损程度呈现出指数级进阶状态,进一步减低患者关节的稳定性,故而形成相互累及的恶性循环,增加患者术后出现骨缺损的可能性。

巨噬细胞是机体内部重要的炎症因子,其介导并直接作用于其他相关因子以增加机体内的炎症反应〔17〕。当患者体内出现过量巨噬细胞因子时会增加其体内肿瘤因子的释放,而肿瘤因子则可反作用于巨噬细胞、破骨细胞的生成,而破骨细胞的过量表达则导致患者体内出现过度的骨质溶解,故而出现骨缺损现象。此外巨噬细胞还可刺激其他相关因子(白细胞介素类)的过度表达进一步加剧患者骨缺损的严重程度〔18〕。此外研究结果还显示固定方式并不是影响老年患者术后发生骨溶解的独立危险因素,分析是与因子之间相互影响,样本量较少等因素有关,具体情况仍有待后续实施大样本、多中心研究补充证明。

综上,患者术后并发骨缺损与PCO、PSA、性别、JL水平及机体内巨噬细胞含量有关,故而临床上可考虑在手术过程中严格规范假体植入的角度位置,把控好新生物力线系统的应力作用机制,以达到增强患者膝关节稳定性,减少磨损颗粒生成及预防患者术后出现骨缺损的目的,此外在术后还可以进行相应的药物治疗,以降低患者体内炎症细胞含量,减少其炎症反应的发生,进一步降低患者术后出现骨缺损的可能性。