鄭潤龍，黃迅悟

解放軍第三〇九醫(yī)院全軍骨科中心 關(guān)節(jié)外科，北京 100091

人工膝關(guān)節(jié)置換假體的選擇

鄭潤龍，黃迅悟

解放軍第三〇九醫(yī)院全軍骨科中心 關(guān)節(jié)外科，北京 100091

膝關(guān)節(jié)假體置換在關(guān)節(jié)假體置換中所占比例較高，但膝關(guān)節(jié)假體種類繁多，設(shè)計(jì)特點(diǎn)各異，應(yīng)用指征不盡相同，故選擇合適的關(guān)節(jié)假體是人工膝關(guān)節(jié)置換取得良好療效的基礎(chǔ)。本文介紹了常用膝關(guān)節(jié)假體的性能和優(yōu)缺點(diǎn)，探討了不同類型膝關(guān)節(jié)假體選擇指征和應(yīng)用原則。

人工膝關(guān)節(jié)；假體置換；假體選擇

0 前言

隨著關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)的改進(jìn)及關(guān)節(jié)置換手術(shù)技術(shù)的進(jìn)步，膝關(guān)節(jié)假體置換取得了較為滿意的療效[1]。目前臨床上應(yīng)用的膝關(guān)節(jié)假體大致可分為3大類：①部分膝關(guān)節(jié)置換假體；②全膝關(guān)節(jié)置換假體；③膝關(guān)節(jié)翻修假體[2]。

1 部分膝關(guān)節(jié)置換假體

當(dāng)前國內(nèi)使用的部分膝關(guān)節(jié)置換假體包括：單髁置換及髕股關(guān)節(jié)置換等。因膝關(guān)節(jié)部分置換技術(shù)要求較高，適應(yīng)癥少，故部分膝關(guān)節(jié)置換假體臨床使用率較低。

1.1 單髁置換

1950年McKeever[3]首次報(bào)道單髁置換以來，未能得到推廣應(yīng)用。但近年來，有文獻(xiàn)報(bào)告單髁置換10年生存率已達(dá)到92％～98％[4-5]。單髁置換是真正的表面置換，手術(shù)創(chuàng)傷小，保留前后交叉韌帶，術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)快，膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)接近正常，可獲得良好的關(guān)節(jié)活動(dòng)度和步態(tài)。單髁置換有其特有的優(yōu)勢(shì)和適應(yīng)癥，是治療膝關(guān)節(jié)單側(cè)脛股間室病損的可選方法之一。但因單髁置換手術(shù)適應(yīng)癥少，術(shù)后脛骨部分松動(dòng)率高，故國內(nèi)僅部分醫(yī)院開展了單髁置換手術(shù)[1]（圖1）。

圖1 單髁置換術(shù)前后X線片

1.2 髕股關(guān)節(jié)置換

髕股關(guān)節(jié)置換假體是針對(duì)局限性髕股關(guān)節(jié)病變?cè)O(shè)計(jì)的假體，最早應(yīng)用始于1979年。新一代的髕股關(guān)節(jié)假體在設(shè)計(jì)上更符合正常的髕股關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)，有利于更加精確地重建髕股關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，置換后假體的生存率明顯提高。髕股關(guān)節(jié)置換只置換滑車及髕骨表面，保留內(nèi)外側(cè)脛骨及股骨軟骨面及前后交叉韌帶，手術(shù)創(chuàng)傷很小，恢復(fù)較快。髕股關(guān)節(jié)置換適用于局限性髕股關(guān)節(jié)退行性骨關(guān)節(jié)炎或創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，非手術(shù)治療或關(guān)節(jié)鏡治療無效，且無脛股關(guān)節(jié)病變及關(guān)節(jié)力線異常的患者。但髕股關(guān)節(jié)置換手術(shù)適應(yīng)癥少，長期效果的觀察報(bào)道較少，對(duì)于單純髕股關(guān)節(jié)病變采用髕股關(guān)節(jié)置換還是采用全膝關(guān)節(jié)置換尚無統(tǒng)一意見，髕骨關(guān)節(jié)置換在臨床應(yīng)用較少（圖2）。

圖2 髕股關(guān)節(jié)置換術(shù)前后

2 全膝關(guān)節(jié)置換假體

膝關(guān)節(jié)置換使用最多的是全膝關(guān)節(jié)置換假體，近年來很多廠家推出了新型膝關(guān)節(jié)假體，置換后膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)一步改善，步態(tài)和關(guān)節(jié)活動(dòng)度接近正常膝關(guān)節(jié)，是目前較成功的關(guān)節(jié)置換手術(shù)。

2.1 保留后交叉韌帶型假體

保留后交叉韌帶型假體（Posterior Cruciate-retaining Prosthesis，CR）依靠后交叉韌帶（Posterior Cruciate Ligament，PCL）保持脛骨后方穩(wěn)定，無后方穩(wěn)定限制，假體形合度更低，限制性更小。運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的應(yīng)力可以被膝周圍韌帶吸收，使假體與骨之間承受的剪切應(yīng)力大大降低。保留PCL，術(shù)中截骨量小，不需要髁間截骨，易保持正常關(guān)節(jié)線位置[6-7]。CR有一定手術(shù)適應(yīng)癥，包括：膝關(guān)節(jié)后交叉韌帶無松弛或攣縮，膝關(guān)節(jié)無嚴(yán)重畸形或屈曲攣縮，某些疾患如：類風(fēng)濕、陳舊性關(guān)節(jié)結(jié)核、PCL缺失、損傷或功能不全，不宜使用CR，否則容易出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)后脫位。保留PCL人工全膝關(guān)節(jié)是最早使用的膝關(guān)節(jié)假體，設(shè)計(jì)上有優(yōu)勢(shì)，在全膝置換中應(yīng)首先考慮使用此類假體，對(duì)無屈伸攣縮及內(nèi)外翻畸形的骨關(guān)節(jié)炎患者可獲得良好療效，但保留PCL手術(shù)技術(shù)要求較高，術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)效果與不保留后交叉韌帶手術(shù)的效果相差不大，曾一度減少使用。文獻(xiàn)報(bào)告保留后交叉韌帶時(shí)，假體后方的承受的應(yīng)力相應(yīng)增大，可導(dǎo)致聚乙烯墊片后方磨損加劇[8-10]。近年P(guān)CL在本體感覺中的作用受到關(guān)注，加之技術(shù)進(jìn)步和CR的應(yīng)用有增多趨勢(shì)。但目前臨床上尚無統(tǒng)一意見。

2.2 不保留后交叉韌帶型假體

不保留后交叉韌帶型假體（Posterior Cruciate-substituting Prosthesis，PS）的設(shè)計(jì)目的是增加穩(wěn)定性，減少假體間的接觸應(yīng)力。它的特點(diǎn)是吻合性高，一般有凸輪設(shè)計(jì)。PS的優(yōu)點(diǎn)是：①切除了PCL，較容易進(jìn)行伸屈間隙平衡；②可以通過輕微增加屈曲間隙來增加膝關(guān)節(jié)的屈曲度；③假體前后向穩(wěn)定性好。適用于膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重屈曲畸形和外翻畸形的患者及伸膝裝置受損的患者，如髕骨切除或髕韌帶受損。PS的潛在缺點(diǎn)為：①高吻合性使應(yīng)力更多的通過假體傳導(dǎo)，從而增加了假體-骨界面間的剪切應(yīng)力，松動(dòng)率高于CR；②安裝假體時(shí)去除骨量較多，增加翻修手術(shù)難度。PS手術(shù)適應(yīng)癥廣泛，手術(shù)操作難度較低，是目前臨床應(yīng)用最廣泛的膝關(guān)節(jié)假體[7-10]。

2.3 活動(dòng)平臺(tái)型假體

活動(dòng)平臺(tái)型假體又包括旋轉(zhuǎn)平臺(tái)型假體和滑動(dòng)平臺(tái)型假體。該型假體脛骨平臺(tái)托盤上的聚乙烯襯墊與托盤不固定,襯墊可以在托盤上自由滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)活動(dòng)。該假體模擬人體正常膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)，在股脛關(guān)節(jié)中植入類似半月板的墊片，股脛關(guān)節(jié)呈圓-圓接觸，吻合度較高，減少了假體的接觸應(yīng)力，且墊片可以在關(guān)節(jié)內(nèi)微動(dòng)，理論上較固定平臺(tái)型假體有更好的術(shù)后活動(dòng)度、關(guān)節(jié)功能以及更低的假體磨損率，更符合膝關(guān)節(jié)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)特性[11-13]。Matsuda等研究發(fā)現(xiàn)活動(dòng)式負(fù)重面假體雙髁接觸面積大約是固定式負(fù)重面假體的5倍，接觸應(yīng)力可降至固定式負(fù)重面假體的1/5。在脛骨假體安裝時(shí)，只需要考慮平臺(tái)假體對(duì)脛骨面覆蓋，安裝后脛骨旋轉(zhuǎn)可自動(dòng)適應(yīng)髕股滑動(dòng)，避免因了脛骨旋轉(zhuǎn)異常導(dǎo)致的髕股滑動(dòng)軌跡異常，并可減少髕骨撞擊綜合征、髕股關(guān)節(jié)彈響和膝前痛。但滑動(dòng)平臺(tái)假體對(duì)側(cè)副韌帶穩(wěn)定性及軟組織平衡性要求更高，對(duì)于嚴(yán)重的膝內(nèi)外翻畸形，術(shù)中需要廣泛松解。側(cè)副韌帶相對(duì)脆弱的患者不宜使用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)假體，因屈伸間隙不平衡及側(cè)副韌帶穩(wěn)定性不良，可能出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)型假體聚乙烯襯墊脫出的情況[14]（圖3）。

圖3 活動(dòng)平臺(tái)型假體置換術(shù)后X線片

2.4 高屈曲度假體

高屈曲度假體的設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型平臺(tái)假體有更大的股骨后髁面積和關(guān)節(jié)面屈曲率，更好地模仿了人體生理學(xué)特點(diǎn)，理論上可使膝關(guān)節(jié)在術(shù)后達(dá)到正?；蜉^大的關(guān)節(jié)活動(dòng)度，降低假體后方的磨損率和脫位率。正常膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度約為135°，膝關(guān)節(jié)活動(dòng)能達(dá)到90°，能滿足一般行走、坐立、上下樓梯；膝關(guān)節(jié)活動(dòng)達(dá)到120°以上時(shí)，活動(dòng)度可接近正常，可以蹲、跪，使日常生活更為方便[15-16]。高屈曲度型平臺(tái)假體理論上能提高患者的術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)度，但膝關(guān)節(jié)活動(dòng)度受多重因素影響，使用高屈曲度膝關(guān)節(jié)假體并非必一定使術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)度提高，而應(yīng)用普通假體也可以獲得良好的關(guān)節(jié)活動(dòng)度。Nutton 等[17]與Ahmed等[18]認(rèn)為術(shù)前膝關(guān)節(jié)屈曲度是術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲度恢復(fù)的主要影響因素，而不同的假體對(duì)術(shù)后關(guān)節(jié)屈曲度恢復(fù)的影響作用有限。另外，術(shù)后關(guān)節(jié)屈曲度與關(guān)節(jié)功能之間并不一定成正相關(guān)，獲得高屈曲度的患者術(shù)后不一定能獲得相應(yīng)的滿意度。由于高屈曲型人工膝關(guān)節(jié)假體在設(shè)計(jì)上加深了股骨滑車溝，使得髁間截骨量增加，加之股骨后髁的重切，進(jìn)一步增加截骨量，進(jìn)而增加了假體翻修手術(shù)的難度。

3 翻修假體

在進(jìn)行人工關(guān)節(jié)置換術(shù)后翻修時(shí)，可先考慮使用限制型較小的普通膝關(guān)節(jié)假體，對(duì)于有較大骨缺損，或韌帶功能不全者，應(yīng)考慮使用翻修假體。

3.1 單純?cè)黾庸潭ǚ€(wěn)定性假體

膝關(guān)節(jié)假體翻修通常有不同程度的骨缺損，使用表面關(guān)節(jié)難于獲得良好固定，股骨側(cè)和脛骨測(cè)必須加延長桿才能獲得良好固定。較早使用的是DEPUY公司設(shè)計(jì)的TC3假體，目前多個(gè)廠家均生產(chǎn)類似產(chǎn)品。單純?cè)黾庸潭ǚ€(wěn)定性假體的限制性與普通后穩(wěn)定膝關(guān)節(jié)假體相似，依靠延長桿增加固定強(qiáng)度，適用于內(nèi)外側(cè)副韌帶功能良好，但股骨端或脛骨端骨質(zhì)不良，用于表面膝難以獲得良好固定的患者（圖4）。

圖4 TC3假體示意圖

3.2 髁限制型假體

Zimmer 最早推出LCCK關(guān)節(jié)，美國精技公司也推出了類似假體。髁限制型假體股骨側(cè)盒狀凸輪與脛骨脛骨側(cè)增高的襯墊凸起柱高度吻合，只允許有＜2°的內(nèi)外旋或內(nèi)外翻運(yùn)動(dòng)，可部分限制假體內(nèi)外翻及旋轉(zhuǎn)活動(dòng)。股骨和脛骨都是有柄設(shè)計(jì)，可分散假體界面應(yīng)力，增加假體固定強(qiáng)度。髁限制型假體有一定側(cè)方穩(wěn)定性，主要用于嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)內(nèi)、外翻畸形，且常規(guī)軟組織松解不能實(shí)現(xiàn)側(cè)副韌帶平衡或有一側(cè)側(cè)副韌帶功能不全患者。這種限制性更高的假體，脛骨襯墊凸起柱產(chǎn)生承受較大應(yīng)力，可導(dǎo)致聚乙烯變形和磨損，還會(huì)造成襯墊向后微動(dòng)，而導(dǎo)致產(chǎn)生聚乙烯及金屬磨屑；這種應(yīng)力還會(huì)傳導(dǎo)到骨水泥或假體與骨之間界面從而導(dǎo)致假體松動(dòng)（圖5）。

圖5 髁限制性假體術(shù)后X線片

3.3 旋轉(zhuǎn)絞鏈膝關(guān)節(jié)假體

目前使用較多的是德國Link公司的旋轉(zhuǎn)絞鏈膝關(guān)節(jié)假體，國內(nèi)一些公司也研制了類似關(guān)節(jié)假體應(yīng)用于臨床。旋轉(zhuǎn)絞鏈膝關(guān)節(jié)假體在絞鏈膝關(guān)節(jié)基礎(chǔ)上，使股骨假體連接在脛骨假體突起的旋轉(zhuǎn)軸上，并依靠襯墊將股骨假體與脛骨假體連成一體。股骨假體相對(duì)脛骨襯墊不但有屈曲活動(dòng)，還有一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。假體有良好的內(nèi)在穩(wěn)定性，不依賴膝關(guān)節(jié)的韌帶和軟組織，不需要進(jìn)行軟組織平衡，術(shù)中可切除內(nèi)、外側(cè)副韌帶[19]。股骨和脛骨假體均為抗旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)、有長柄分散假體界面應(yīng)力，固定可靠。假體軸心距脛骨關(guān)節(jié)面的最低點(diǎn)約22.5 mm，運(yùn)動(dòng)軸置于生理區(qū)域，較少發(fā)生髕股關(guān)節(jié)并發(fā)癥。主要應(yīng)用在嚴(yán)重的膝內(nèi)外翻畸形、嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)屈曲攣縮畸形、強(qiáng)直膝、有嚴(yán)重骨缺損或側(cè)副韌帶功能缺陷的膝關(guān)節(jié)翻修病例。特別適用于內(nèi)、外側(cè)副韌帶均受損或無法平衡屈伸間隙的患者。盡管旋轉(zhuǎn)絞鏈膝增加了旋轉(zhuǎn)功能，但仍是限制型假體，置換后假體與骨連接界面承受應(yīng)力更大，再次翻修很困難（圖6）。

圖6 旋轉(zhuǎn)鉸鏈型假體置換術(shù)前后X線片

3.4 定制腫瘤膝關(guān)節(jié)假體

這種假體在鉸鏈假體或旋轉(zhuǎn)鉸鏈假體基礎(chǔ)上加長股骨或脛骨部分的假體，假體完全依靠髓內(nèi)固定，固定界面承受應(yīng)力大，故松動(dòng)率較高。主要用于股骨遠(yuǎn)端或脛骨近端腫瘤切除后置換，該假體是根據(jù)骨腫瘤的部位、大小，并結(jié)合患者臨床情況個(gè)體化設(shè)計(jì)制造的，可滿足不同患者的需求。與其他保肢方法相比，有不易感染、骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率低、移植物與機(jī)體的排異反應(yīng)輕，可提供滿意的外觀和穩(wěn)定的關(guān)節(jié)功能等優(yōu)點(diǎn)，易被患者接受，被認(rèn)為是目前膝關(guān)節(jié)惡性腫瘤保肢治療的較好的方法[20-22]。該假體亦可用于嚴(yán)重股骨髁和脛骨平臺(tái)骨缺損翻修或創(chuàng)傷導(dǎo)致的股骨髁或脛骨平臺(tái)毀損的治療。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行膝關(guān)節(jié)置換前要評(píng)估膝關(guān)節(jié)畸形或損傷程度、韌帶狀況及骨缺損情況，并考慮到患者年齡及是否有骨質(zhì)疏松等情況，盡量選擇限制性小，截骨量少的假體。力爭降低術(shù)后松動(dòng)率、使翻修更容易。盡可能恢復(fù)關(guān)節(jié)功能，提患者術(shù)后生活質(zhì)量。

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Selection of Knee Prosthesis

ZHENG Run-long, HUANG Xun-wu
Department of Orthopedics, Orthopedic Center of PLA, No. 309 Hospital of PLA, Beijing 100091, China

Knee arthroplasty accounts for higher proportion in joint arthroplasty. However, there are different kinds of knee prosthesis, multiple characteristics in their design as well as various application indications. Therefore, selection of a suitable prosthesis lays a good foundation for achieving the effectiveness of artificial knee arthroplasty. The advantages, disadvantages and performances of the knee prosthesis were described in this paper. And the indications for selection and the application principles for different types of knee prosthesis were also discussed.

knee prosthesis；prosthesis replacement；prosthesis selection

R617

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.10.006

1674-1633（2015）10-0020-05

2015-08-27

首都臨床特色應(yīng)用研究項(xiàng)目（2121107001012094）。

黃迅悟，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師。

通訊作者郵箱：hxw_309@163．com