非骨水泥型胫骨平台假体在人工全膝关节置换术治疗骨性关节炎中的临床应用研究

发布时间：2020-10-09 07:56

　　研究背景:骨关节炎(Osteoarthritis,OA)是临床上最为常见的关节疾病,其主要的临床表现为受累关节的疼痛、活动受限甚至出现内外翻畸形,严重影响患者身心健康;成为继心血管疾病之后影响50岁以上人群劳动力的第二大疾病。骨性关节炎在65岁以上的人群中的患病率约为50%,在75岁以上的人群中超过80%;随着人口老龄化进一步加重,由骨性关节炎所带来的社会负担急剧增加。OA好发于负重较大的关节,如最为常见的膝关节、髋关节等;早期主要通过休息、理疗、应用消炎止痛药控制症状,但并不能逆转其病理学改变,随着患者年龄增长、关节软骨磨损,症状逐渐加重,最终可能需要行膝关节置换手术治疗。全膝关节置换术(total knee arthroplasty,TKA)在骨性关节炎、创伤性关节炎、类风湿性关节炎等膝关节疾病终末期的治疗方面取得可靠的临床疗效,能够有效缓解疼痛、改善关节功能、纠正下肢力线畸形;目前,骨水泥固定型TKA在临床上广泛应用,约占95.2%,因其临床效果确切而被认为是TKA的“金标准”;然而,为克服骨水泥假体在临床应用中存在的缺陷,非骨水泥假体的研发一直是关节置换领域的热点,早期非骨水泥型关节假体因假体材料及表面处理技术缺陷而出现较高的早期松动率;近年来随着假体材料、表面处理技术的革新,非骨水泥型髋关节假体已在全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)中取得满意的临床应用效果,展现出良好的诱导骨长入特性,可获得长期生物固定并保持假体稳定,已逐渐取代骨水泥型髋关节假体成为THA的首选;非骨水泥型膝关节假体在膝关节置换中的临床应用尚在探索阶段,以骨小梁金属(Trabecular Metal,TM)材料为代表的非骨水泥型膝关节假体已有良好的早期临床应用效果报道,但非骨水泥型膝关节假体在膝关节置换中的临床应用效果方面仍存争议。目的:回顾性研究人工全膝关节置换术中应用非骨水泥型胫骨平台(钽金属一体化胫骨平台)假体治疗膝关节骨性关节炎的中短期疗效;比较非骨水泥型钽金属一体化胫骨平台与骨水泥型胫骨平台在全膝关节置换中的临床疗效,探讨非骨水泥型膝关节假体临床应用中的优缺点及可行性。方法:本研究共包含两大部分:第一部分回顾性研究本关节外科研究中心2012年7月至2016年7月间收治的膝关节骨性关节炎病例,选取其中应用非骨水泥型钽金属一体化胫骨平台(tantalum monoblock tibial component,TMT)假体的单侧初次TKA病例;根据纳入排除标准共118名患者获得满意随访,通过分析比较TKA术后膝关节活动度(range of motion,ROM)、视觉疼痛评分(visual analogue scale,VAS)、美国膝关节协会评分(Knee Society Score,KSS)、西安大略和麦马斯特大学骨关节炎指数(the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index,WOMAC)、健康调查简表(Short-form 36health survey scale,SF-36)等改善情况对膝关节术后临床疗效进行评价,根据膝关节学会的X线评价与计分系统分析术后关节假体稳定性进行影像学评价,分析手术相关并发症及假体生存率。第二部分回顾性研究2012年7月至2016年7月间因膝关节骨性关节炎住院行手术治疗、术中选用同系列股骨假体(NexGen LPS-Flex;Zimmer)的TKA患者术后临床效果,根据标准共440名患者获得随访,其中选用TMT共350例膝关节(234名患者),选用骨水泥型胫骨平台假体共332例膝关节(206名患者);比较分析两组术后关节ROM、KSS评分、VAS评分、WOMAC评分、SF-36评分等临床效果评价,影像学评价,TKA相关并发症及假体生存率差异性。结果:第一部分:对获得满意随访的118例患者进行平均29.2(12~52)个月随访观察,其中存在1例翻修病例,考虑所有因素引起的翻修术膝关节假体生存率为99.15%,仅考虑术后假体周围关节感染(periprosthetic joint infection,PJI)、假体无菌性松动在最终随访时假体生存率为100%。截止到最后随访尚未发现任何影像学上存在的假体松动、骨溶解、假体移位,早期存在的假体-骨界面透亮线逐渐消失;TKA术后膝关节ROM得到显著改善,KSS评分、VAS评分、WOMAC评分、SF-36评分均得到明显提高,结果与术前相比较存在统计学差异(P=0.00)。第二部分:TMT组与骨水泥胫骨平台组术后ROM、KSS、VAS、WOMAC、SF-36等评分无统计学差异(P=0.10-0.90);TMT组术后PJI发病率较骨水泥胫骨平台组低(P=0.03),术后其他并发症及假体生存率方面两组间无统计学差异(P=0.25-1.00);末次影像学检查两组均未见1mm或进行性发展的透亮线,TMT组术后早期透亮线逐渐消失,展现出良好的骨长入特性;两组胫骨平台β角(胫骨假体内翻角)、δ角(胫骨假体后倾角)无统计学差异(P=0.29-0.51)。结论:1.全膝关节置换术中选用非骨水泥型胫骨平台假体治疗骨性关节炎,术后患者膝关节疼痛明显缓解、屈伸功能显著提高;所有随访病例中未出现因假体周围关节感染、假体无菌性松动而翻修病例,可获得满意的临床效果及可靠的影像学评价结果。2.TKA选用TMT与骨水泥型胫骨平台相比,术后膝关节早期功能锻炼并未增加失败率,在临床效果、影像学评价方面差异无统计学意义,但PJI发病率较低,并展现出良好的骨长入特性。3.人工全膝关节置换中选用非骨水泥型胫骨平台治疗膝关节骨性关节炎可获得显著的中短期临床效果及影像学评价结果,有望获得更高的假体长期生存率。
【学位单位】：中国人民解放军空军军医大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R687.4
【部分图文】：

羟基磷灰石涂层,钛金属,小梁,涂层

空军军医大学硕士学位论文微动，继而引起下沉、松动，影响长期稳定性[44]。Ti金属涂层是将 Ti金属烧结、等离子喷涂技术在假体基体表面形成颗粒孔隙样、珍珠孔隙样或丝通过诱导骨长入增加关节假体表面与骨的接触面积,避免假体-骨界面的应起的应力遮挡。其次，将 Ti金属涂层经过纳米化处理后改变其表面光滑而状，增加成骨细胞的附着、增殖诱导新骨形成[45]。Ti金属涂层假体的表面耐腐蚀性及长期稳定性等方面优于 HA 涂层假体，但在植入早期 Ti金属涂骨长上能力较 HA 涂层假体稍差。临床长期随访发现与 HA 涂层相似，T同样存在涂层脱落而导致假体松动现象[46]。广泛应用于髋关节置换领域的（Ti6Al4V）虽然具有更好的生物相容性及较高的力学性能，但其弹性模量容易发生应力遮挡，且其组成成分 Al、V 对人体不利[47]。

假体,胫骨平台,金属

（图3）促进骨长入达到生物自锁固定[48]。TM 假体生物相容性最佳、孔隙率最大、高摩擦系数、小于 5mm 间隙术后都能被填充、弹性模量与骨松质相似更符合生物力学传导特性、减少假体应力遮挡，并且具有潜在抑菌作用等优点，能够有效促进骨组织长入假体孔隙、防止假体松动和下沉，从而提高假体的长期生存率[49, 50]。图 3 钽金属一体化胫骨平台假体

假体,翻修术,棱角,界面

空军军医大学硕士学位论文尽管假体制作工艺和手术操作技术提高使得假体生存率逐渐提高，但预计2030 年左右膝关节翻修率将达到 14.5%[61]。假体取出困难、骨质缺损是 TKA 术后修的常见难题，骨水泥在聚合过程中通过膨胀作用渗透到周围骨松质当中，骨水取出时将连带大量骨组织进一步增加骨缺损，且常面临骨水泥取出困难。非骨水型假体理论上可获得更好的长期稳定性和更高的长期生存率，但这并不意味着非水泥型假体翻修时会增加假体取出难度。如 TMT 假体取出时利用摆锯及高速磨钻坏骨假体界面，利用环钻、骨刀取出钽金属角钉，甚至可以根据手术情况选择保六棱角钉，以增加骨床的支撑强度，几乎无骨质丢失并保存完整的骨床利于再次体植入[62]；Klein等[63]提出在骨长入良好 TM 假体翻修时可利用薄骨刀替代摆锯也以成功的分离骨-假体界面及切断钽金属角钉，并可减少金属碎屑的产生，避免金碎屑清除困难导致后期磨损问题。（图 4）

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