王潤(rùn)港 劉大鵬 鄭聯(lián)偉 李旭東

( 新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院骨科, 新疆 烏魯木齊 830011 )

膝關(guān)節(jié)假體的發(fā)展歷史可以追溯到20 世紀(jì)中葉。 自從第1 個(gè)膝關(guān)節(jié)假體問世以來,膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)(TKA)便開始在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展,經(jīng)歷了多代技術(shù)更替之后,目前該術(shù)式已經(jīng)十分成熟。最早的膝關(guān)節(jié)假體甚至不能模擬“三軸運(yùn)動(dòng)”[1],后來隨著技術(shù)的發(fā)展,生物力學(xué)觀念的逐步深入人心,才慢慢演變?yōu)槿缃竦臉幼印?有關(guān)假體的固定方式逐漸成為了一個(gè)熱門的研究主題,假體的固定方式主要分為2 種:經(jīng)典的骨水泥固定方式和新興的非骨水泥固定方式。 骨水泥固定,簡(jiǎn)單來講就是通過填充骨水泥得到即刻的固定,骨水泥不單可以起到“膠水”的作用,同時(shí)還能滲透到骨小梁之間,起到增強(qiáng)穩(wěn)定性的功能,這種方式穩(wěn)定性強(qiáng)、存活率高、術(shù)后并發(fā)癥少。 歷史上,骨水泥固定方式憑借著其獨(dú)特的“大塊填充+微觀機(jī)械絞索機(jī)制”[2]受到了大家的普遍認(rèn)可,在過去的很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,骨水泥固定方式都是假體固定的金標(biāo)準(zhǔn)。 而非骨水泥固定方式指的是讓特殊設(shè)計(jì)的假體通過緊密壓配的方式,使骨組織和假體生長(zhǎng)在一起。 這種固定方式對(duì)于患者的骨質(zhì)及其他各方面條件要求都比較高,同時(shí),在其起步階段,有學(xué)者進(jìn)行了大量隨機(jī)對(duì)照研究來檢驗(yàn)這種新固定方式的效果,但結(jié)果卻并不是很理想,或許是受制于當(dāng)時(shí)的材料、工藝等多方面限制,研究結(jié)果表明:非骨水泥固定方式的翻修率顯著高于骨水泥固定方式[3]。 而近年以來,隨著材料學(xué)、假體制作工藝的發(fā)展,生物力學(xué)觀念的深入人心,給非骨水泥固定方式帶來了新的生機(jī)和活力。 尤其是諸如TMT(多孔鉭金屬一體化平臺(tái))和HAP(羥基磷灰石)的出現(xiàn),非骨水泥固定方式在臨床上展現(xiàn)出越來越令人滿意的效果。 故,筆者想要通過對(duì)近10 年來,尤其是在新材料、新技術(shù)輔助下的非骨水泥固定式與傳統(tǒng)骨水泥固定方式的文章進(jìn)行匯總分析,是否有不同的結(jié)論出現(xiàn),既是對(duì)前人數(shù)據(jù)的歸納總結(jié),又能對(duì)臨床工作起到指導(dǎo)作用。 現(xiàn)報(bào)告如下。

資料和方法

1 一般資料:檢索策略。 對(duì)pubmed、EMbase、CNKI、cochrane library、萬方等數(shù)據(jù)庫進(jìn)行系統(tǒng)的檢索,搜集骨水泥與非骨水泥假體全膝關(guān)節(jié)置換的相關(guān)隨機(jī)對(duì)照研究(RCT),檢索時(shí)限從建庫起至2021年11 月(即本研究開始的時(shí)間)。 同時(shí)檢查納入文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn), 保證獲取文獻(xiàn)的完整性。 英文檢索策略(pubmed 為例) 為:#1" Arthroplasty,Replacement,Knee"[Mesh]#2(((cemented[Title/Abstract])OR(cement[Title/Abstract]))OR(uncement[Title/Abstract])) OR ( cementless [ Title/Abstract ); #3randomized controlled trial[Title/Abstract]。 #1 AND#2 AND #3。 中文檢索策略(cnki 為例):膝關(guān)節(jié)置換術(shù)OR 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)OR 全膝關(guān)節(jié)、骨水泥OR非骨水泥、 隨機(jī)對(duì)照OR 隨機(jī)OR 試驗(yàn)。 (1)納入標(biāo)準(zhǔn):①研究類型。 將文章類型限定為高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究(RCT)或前瞻性隊(duì)列研究。 排除回顧性研究、系統(tǒng)性回顧、綜述等類型的文章。 語言限定為漢語、英語、法語。 ②研究對(duì)象:納入進(jìn)行人工全膝關(guān)節(jié)置換(TKA)的患者,患者的性別、年齡、民族、體質(zhì)量不限,同時(shí)不限制患者是單側(cè)置換亦或是雙側(cè)置換;至少報(bào)告下列指標(biāo)中的1 項(xiàng)以上:TKA 術(shù)后假體相關(guān)的并發(fā)癥、假體生存率、KSS 臨床評(píng)分或KSS 功能評(píng)分;以10 年內(nèi)發(fā)表的文章為主,重點(diǎn)關(guān)注TMT、HAP、及3D 打印等新技術(shù)輔助下的非骨水泥固定方式。 ③干預(yù)措施。 對(duì)照組采用骨水泥假體固定治療,觀察組采用非骨水泥假體固定治療。 ④結(jié)局指標(biāo)。 TKA 術(shù)后假體相關(guān)的并發(fā)癥、術(shù)后2 年內(nèi)的假體生存率、KSS 臨床評(píng)分或KSS 功能評(píng)分。 其中,術(shù)后并發(fā)癥有很多(包括假體周圍化膿感染、假體周圍骨折、深靜脈血栓等),但尤以假體周圍感染、無菌性松動(dòng)及深靜脈血栓最為嚴(yán)重和常見,故本次研究中并發(fā)癥僅納入以上3 種情況。 假體的生存率終點(diǎn)定義為由于無菌性松動(dòng)、感染或任何其他指征而進(jìn)行翻修手術(shù)移除任何原種植體組件[4],KSS 臨床評(píng)分與功能評(píng)分指的是依據(jù)美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)制定的評(píng)分表,在TKA 術(shù)后,患者和醫(yī)生分別根據(jù)實(shí)際情況從穩(wěn)定性、活動(dòng)范圍、行走情況等多方面進(jìn)行評(píng)分,能夠較可靠、較科學(xué)的評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)術(shù)后的恢復(fù)與功能情況。 ⑤排除標(biāo)準(zhǔn):對(duì)于重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn),只納入資料最全的研究;原始文獻(xiàn)資料不全不予使用;存在明顯利益關(guān)系的文章。 隨機(jī)方法不完善的研究。

2 方法:我們將本次研究的選擇標(biāo)準(zhǔn)局限于TKA 固定方式為骨水泥和非骨水泥的文章,包括接受原發(fā)性TKA 的成年患者,平均隨訪5 年或更長(zhǎng)時(shí)間。 限定的研究設(shè)計(jì)為前瞻性的隨機(jī)對(duì)照研究。 將同一患者組的多份出版物匯總在一起,以避免重復(fù)計(jì)算。 該薈萃分析的主要提取的數(shù)據(jù)是植入物2 年內(nèi)出現(xiàn)并發(fā)癥的發(fā)病率,術(shù)后2 年內(nèi)的假體生存率、術(shù)后KSS 臨床評(píng)分或KSS 功能評(píng)分,進(jìn)而確定2 種固定方式在TKA 中是否有明顯差異。 在進(jìn)行meta分析以前,(1)要把每篇文章按照“作者名字+文章發(fā)表年份”為基本格式匯總成表,簡(jiǎn)要記錄研究類型、參與人數(shù)、納入研究的關(guān)節(jié)數(shù)、年齡區(qū)間等數(shù)據(jù)特征,(2)將匯總表數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入Revman5.3 中進(jìn)行meta 分析。 本次納入meta 分析的17 項(xiàng)研究中,有10 項(xiàng)報(bào)道了使用骨水泥固定和非骨水泥固定的并發(fā)癥發(fā)生情況,14 項(xiàng)報(bào)道了TKA 術(shù)后假體生存率,4 項(xiàng)同時(shí)報(bào)道了骨水泥固定和無骨水泥固定的KSS 臨床評(píng)分,6 項(xiàng)報(bào)道了KSS 功能評(píng)分。 共有2891 個(gè)膝關(guān)節(jié)(2587 例患者)被納入研究,其中,有1389 例膝關(guān)節(jié)被納入對(duì)照組,有1504 例膝關(guān)節(jié)被納入觀察組。

3 質(zhì)量評(píng)價(jià):使用Revman5.3 自帶的偏倚風(fēng)險(xiǎn)量表對(duì)納入的文章進(jìn)行評(píng)價(jià)。 該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估量表主要基于cochrane 官網(wǎng)提供的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具。 包括以下幾個(gè)方面:(1)是否產(chǎn)生隨機(jī)序列(選擇偏倚);(2)是否分配隱藏(選擇偏倚);(3)過程是否使用盲法(實(shí)施偏倚);(4)結(jié)果是否使用盲法(檢測(cè)偏倚);(5)結(jié)果不全(其他偏倚);(6)選擇性報(bào)道(報(bào)道偏倚);(7)其他偏倚。 由2 位沒有利益關(guān)系的研究者獨(dú)立閱讀文獻(xiàn),根據(jù)cochrane 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工具進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,若有分歧出現(xiàn),再與第3 位研究者討論進(jìn)行決定。 最后將結(jié)果匯總,輸入軟件中形成質(zhì)量評(píng)價(jià)圖。

4 數(shù)據(jù)分析:結(jié)合數(shù)據(jù)類型確定效應(yīng)值,如并發(fā)癥發(fā)生率、假體生存率等二分類變量,采用相對(duì)危險(xiǎn)度(RR)和95% 置信區(qū)間(95% CI)作為效應(yīng)值。KSS 臨床評(píng)分及功能評(píng)分等連續(xù)性指標(biāo)選用標(biāo)準(zhǔn)化均數(shù)差(SMD)和95%置信區(qū)間(95%CI)作為效應(yīng)值。 使用I2作為衡量異質(zhì)性大小的指標(biāo),若I2<50%,則選用固定效應(yīng)模型,若I2>50%,則選用隨機(jī)效應(yīng)模型,Meta 分析的檢驗(yàn)水準(zhǔn)設(shè)為α =0.05,同時(shí)根據(jù)非骨水泥假體的類型不同進(jìn)行亞組分析。 制作出森林圖說明結(jié)果,當(dāng)P<0.05 時(shí),提示觀察組相較于對(duì)照組在某些方面呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。 當(dāng)P>0.05,提示2 組之間無明顯差別。 制作出漏斗圖用以確定發(fā)表偏倚。[5]

5 結(jié)果

5.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果:經(jīng)上述檢索式檢索后,獲得pubmed 文獻(xiàn)39 篇、EMbase33 篇、cnki14 篇、web of science28 篇、cochrane library1 篇,共計(jì)115 篇,經(jīng)Endnote 軟件查重后排除29 篇,剩余86 篇。 閱讀摘要后剩余61 篇,按照納入排出標(biāo)準(zhǔn),通讀全文后納入17 篇文獻(xiàn)。 見圖1。

5.2 納入研究的基本特征及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià):見表1。

5.3 納入研究偏倚分析(術(shù)后假體2 年并發(fā)癥發(fā)病率漏斗圖顯示對(duì)稱性良好,發(fā)表偏倚不明顯):見圖2。

5.4 meta 分析結(jié)果

5.4.1 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)并發(fā)癥發(fā)病率比較:本次meta 分析納入的文章中有10 篇[6-15]報(bào)道了并發(fā)癥發(fā)病率。 此次meta 分析研究的并發(fā)癥將主要以感染和深靜脈血栓為主。 將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間并發(fā)癥的發(fā)病率有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(RR=2.10,95%CI:0.42 -7.92,P=0.03),對(duì)照組發(fā)生感染、深靜脈血栓形成的概率明顯> 觀察組。見圖3。

5.4.2 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)KSS 臨床評(píng)分比較:本次meta 分析納入的文章中有4 篇[6、11、14、16]報(bào)道了KSS 臨床評(píng)分。 KSS 臨床評(píng)分是將A 主訴疼痛(50 分)、B 穩(wěn)定性(25 分)、C 活動(dòng)范圍(25 分)以及D 其他缺陷4 方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),最后按照A +B +C-D 進(jìn)行計(jì)算,是被學(xué)界認(rèn)可的評(píng)價(jià)術(shù)后膝關(guān)節(jié)恢復(fù)情況的可靠指標(biāo)。 將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并分析后發(fā)現(xiàn):2組組間并發(fā)癥的KSS 臨床評(píng)分有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(MD= -2.00,95%CI: -4.5 -2.9,P=0.04),我們有理由認(rèn)為:TKA 術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)臨床評(píng)分優(yōu)于對(duì)照組。 見圖4。

5.4.3 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)KSS 功能評(píng)分比較:本次meta 分析納入的文章中有7 篇[11、14-18]報(bào)道了KSS 臨床評(píng)分。 KSS 功能評(píng)分是將A 行走情況(50 分)、B 上樓情況(50 分)以及C 功能缺陷(扣分)3 方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),最后按照A+B-C 進(jìn)行計(jì)算,是被學(xué)界認(rèn)可的,評(píng)價(jià)術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能情況的可靠指標(biāo)。 將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間的KSS 功能評(píng)分有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(MD = -1.17,95%CI: -2.09 - -0.26,P=0.01),我們有理由認(rèn)為:TKA 術(shù)后術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)功能評(píng)分優(yōu)于對(duì)照組。 見圖5。

5.4.4 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)生存率的比較:本次meta 分析納入的文章中有14 篇[6-21]報(bào)道了假體生存率。 假體的生存率終點(diǎn)定義為由于無菌性松動(dòng)、感染或任何其他指征而進(jìn)行翻修手術(shù)移除任何原種植體組件。 將數(shù)據(jù)進(jìn)行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間生存率無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(RR =0.99,95%CI:0.98 -1.00,P=0.12),2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)假體生存率方面無明顯差異。 見圖6。

5.4.5 2 組并發(fā)癥的亞組分析:由之前的研究,我們有理由認(rèn)為:TKA 術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國(guó)膝關(guān)節(jié)協(xié)會(huì)臨床評(píng)分優(yōu)于對(duì)照組。 而在臨床上,非骨水泥固定假體并非是唯一的類型,常見的類型包括:普通的聚乙烯材質(zhì)假體,羥基磷灰石(HA)包被的假體、多孔鈦涂層的合金假體以及鉭金屬一體化平臺(tái)(TMT),我們將觀察組按照不同的材質(zhì),進(jìn)行亞組分析,進(jìn)行進(jìn)一步研究,研究發(fā)現(xiàn):無論是羥基磷石灰組(RR =0.99,95%CI: 0.14 -6.93,P=0.99)還是多孔鈦涂層合金組(RR = 1.62,95% CI: 0.51 -5.09,P=0.41),亦或是TMT 組(RR=2.16,95%CI:0.61 -7.71,P=0.23),2 組組間并發(fā)癥的發(fā)病率均無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。 這說明非骨水泥假體的材料種類對(duì)發(fā)生感染、深靜脈血栓形成等并發(fā)癥的概率影響并不大。 見圖7。

討 論

出現(xiàn)當(dāng)前結(jié)果,筆者認(rèn)為是多因素共同作用所導(dǎo)致的。 其中最為重要的原因有2 個(gè),分別是非骨水泥固定本身的優(yōu)勢(shì)和社會(huì)因素帶來的變革。 非骨水泥固定方式的發(fā)展:非骨水泥固定技術(shù)的出現(xiàn),本身就是源于一個(gè)富有創(chuàng)造性的想法,其最開始的設(shè)計(jì)理念是通過避免傳統(tǒng)的生物骨-骨水泥界面固定形式,改用生物骨-種植體界面這種特殊形式降低種植體松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。 這種極具想象力的方法雖然在一些早期研究結(jié)果給人帶來了希望,但經(jīng)過臨床檢驗(yàn)后,大家很快發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)情況下非骨水泥固定方式發(fā)生松動(dòng)和TKA 失效的大于經(jīng)典骨水泥固定形式。 后來。 隨著材料學(xué)的發(fā)展,在過去的10 年中,新的涂層設(shè)計(jì)和多孔金屬被開發(fā)出來,非骨水泥固定的TKA 在年輕患者全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的中期預(yù)后開始逐漸攀升到與骨水泥固定相近水平。 新涂層設(shè)計(jì)的典型代表是羥基磷灰石(HA),眾所周知,骨骼的主要成分是碳酸鈣和磷酸鈣,而羥基磷灰石與人體骨骼的成分很近似,同時(shí),羥基磷灰石本身就具有優(yōu)良的生物相容性,這就為表面骨組織的生長(zhǎng)提供了機(jī)械附著點(diǎn),不僅如此,羥基磷灰石在植入人體以后還可以參與到機(jī)體誘導(dǎo)成骨的過程,這為改善遠(yuǎn)期預(yù)后,增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性提供了優(yōu)良的生物學(xué)基礎(chǔ)。新多孔金屬的代表為多孔鉭金屬一體化平臺(tái),鉭金屬同羥基磷灰石一樣,擁有良好的生物相容性,又有親生物金屬的美稱。 而基于鉭金屬制成的多孔鉭金屬一體化平臺(tái),除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外,還憑借著與人體骨小梁相似的孔隙率,為術(shù)后的恢復(fù)、新生骨小梁在假體內(nèi)的生長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境和條件,同時(shí)這種特性還與非骨水泥固定方式所提倡的緊密壓配理念相輔相成,可以說是非骨水泥固定方式的發(fā)展歷史上具有里程碑意義的發(fā)明。 社會(huì)因素:近些年來,人口基線特征在統(tǒng)計(jì)學(xué)上悄然發(fā)生了變化,需進(jìn)行TKA 手術(shù)的患者的平均年齡正在逐步下降,接受手術(shù)的年輕患者比例不斷增加,這項(xiàng)改變的出現(xiàn)切實(shí)威脅到了骨水泥固定方式的統(tǒng)治地位,因?yàn)橄啾扔谀昀匣颊?年輕患者活動(dòng)更加頻繁、劇烈,同時(shí)對(duì)于膝關(guān)節(jié)置換的預(yù)期更高,而對(duì)于骨水泥獨(dú)特的“大塊填充+微觀機(jī)械絞索機(jī)制”來說,劇烈的運(yùn)動(dòng)會(huì)加速假體不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn),換言之,對(duì)于愛運(yùn)動(dòng)的年輕人來說,骨水泥固定方式的TKA 手術(shù)失敗率很高。而非骨水泥憑借緊密壓配、誘導(dǎo)新骨長(zhǎng)入的機(jī)制,在年輕患者中開始展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),很多臨床醫(yī)生開始青睞這種新的方式,較之以往,愿意接受非骨水泥固定方式的患者正在逐年攀升。 直到此時(shí),非骨水泥固定方式的優(yōu)勢(shì)終于開始慢慢得以顯露。 該研究的局限性:納入文獻(xiàn)雖然整體很新(多為近10 年發(fā)表)但總體文章數(shù)量較少(17 篇),這導(dǎo)致總樣本量較小,且有些數(shù)據(jù)因不全或存在偏倚等問題被排除;納入文獻(xiàn)的語言選擇上僅限于英文和中文,這排除了以其他語言出版的高質(zhì)量文章;在隨訪時(shí)間上,只選用TKA 術(shù)后2 年內(nèi)的數(shù)據(jù)可能有些片面。 雖然納入文獻(xiàn)均為前瞻性、隨機(jī)化設(shè)計(jì),但部分文獻(xiàn)在實(shí)際操作過程中可能因利益關(guān)系而出現(xiàn)便宜,繼而引起最終結(jié)果產(chǎn)生誤差。

綜上所述,隨著新技術(shù)的發(fā)展,在發(fā)生感染、深靜脈血栓形成等并發(fā)癥發(fā)病率方面,骨水泥固定方式發(fā)生感染、深靜脈血栓形成的概率明顯大于非骨水泥固定方式。 在KSS 臨床評(píng)分與功能評(píng)分這方面,非骨水泥固定方式比骨水泥固定方式有明顯的優(yōu)勢(shì)。 在生存率方面,骨水泥固定方式與非骨水泥固定方式并無明顯差異。 最后,數(shù)據(jù)有限,由此就得出非骨水泥固定方式已經(jīng)超越了骨水泥固定方式的結(jié)論會(huì)略顯片面,期待未來會(huì)有更多高質(zhì)量的試驗(yàn)來證明本文提出的觀點(diǎn),但是不可否認(rèn)的事實(shí)是,非骨水泥固定方式在未來有著光明的前景。