膝關節翻修術中結構性異體植骨的應用及手術技巧

劉 璞，蔡 谞，吳 廈

解放軍總醫院 骨科，北京 100853

膝關節翻修術中結構性異體植骨的應用及手術技巧

劉 璞，蔡 谞，吳 廈

解放軍總醫院 骨科，北京 100853

目的 比較膝關節翻修術中是否使用結構性異體骨移植的臨床效果，并探討植骨手術技巧及相關問題。方法 回顧性分析2010年7月- 2013年6月我院收治的34例膝關節置換術后由于各種原因在我院骨科行膝關節翻修術的病例，平均年齡64.6（51 ～ 76）歲，平均隨訪28.5（14 ～ 46）個月。根據術中是否使用結構性異體骨移植分為治療組和對照組。治療組使用結構性異體植骨處理骨缺損；對照組使用顆粒打壓植骨和骨水泥填充等常規方法處理。通過KSS評分評估患者癥狀改善和關節功能恢復情況，通過X線檢查評估術后假體在位情況和植骨愈合情況。結果 兩組各有1例失訪，其他患者假體在位良好。治療組X線片提示植骨均愈合。兩組患者隨訪時的KSS評分較術前均有顯著提高。治療組術前的骨缺損情況較對照組嚴重，KSS評分低于對照組（38.19±18.71 vs 52.39±9.79） （t=2.891，P=0.008），但隨訪時兩組KSS臨床評分（85.19±10.23 vs 90.39±5.71） （t=1.859，P=0.072）、疼痛評分（45.00±5.16 vs 43.33±5.69） （t=0.859，P=0.377）、功能評分（63.13±19.12 vs 72.78±16.74） （t=1.557，P=0.130）差異均無統計學意義。結論 使用結構性異體骨移植修復膝關節翻修中的大塊骨缺損可取得較好效果，與其他骨缺損的處理方法相比，臨床效果無明顯差異。

關節成形術，置換，膝；感染；翻修術；同種異體骨

網絡出版時間：2015-04-09 17:20 網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20150409.1720.004.html

隨著世界人口老齡化的到來，全膝關節置換的數量逐年增加，膝關節翻修術數量也相應增加。造成翻修的原因很多，感染（25.2%）、假體松動（16.1%）是前兩位的原因［1］。在我國，由于膝關節置換術開展時間較短，手術設施和技術不成熟，導致翻修率較高。由于感染對假體周圍骨質和軟組織的侵蝕［2-3］以及假體松動后的應力作用，在翻修術中通常會遇到大塊的骨質缺損。如何正確處理骨缺損對于膝關節翻修術后的功能恢復和假體長期良好在位至關重要。根據骨缺損的大小和位置不同，處理方法有很多［4］，在翻修術中經常遇到的非包容性大塊骨缺損，我們常采用結構性異體骨移植［5］。本文通過對比研究，評估結構性異體骨移植修復膝關節翻修術（revision total knee arthroplasty，RTKA）中大塊骨缺損的臨床效果，詳細闡述植骨手術技巧和相關問題。

對象和方法

1 研究對象 2010年7月- 2013年6月，我院收治的膝關節置換術后因各種原因在我院骨科行膝關節翻修術病例34例，平均年齡64.6（51 ～ 76）歲，平均隨訪28.5（14 ～ 46）個月。根據術中修復骨缺損的方法不同分為治療組和對照組，治療組術中均使用結構性異體骨移植修復骨缺損，對照組術中修復骨缺損的方法為顆粒打壓植骨和骨水泥填充等常規方法。納入標準：初次膝關節翻修手術史。排除標準：1）初次置換前有膝關節嚴重內、外翻，嚴重屈曲攣縮等影響預后的畸形；2）有影響預后的其他關節疾病；3）合并其他影響生活能力的疾病。

2 手術方法 所有感染患者均使用二期翻修術。翻修術采用原手術切口進入，髕旁內側入路暴露膝關節，取出假體或占位器。清創后使用安德森骨科研究所分型系統（Anderson orthopaedic research institute，AORI）評估骨缺損情況［6］（圖1）。骨缺損較小的，使用骨水泥填充和顆粒打壓植骨處理骨缺損，骨缺損較大的使用結構性異體骨移植（圖2），移植骨為深凍骨（我院骨庫提供）。處理移植骨及宿主骨時注意以下問題：1）修整宿主骨面和異體骨塊，清除移植面的壞死骨，暴露健康骨松質，建立血供豐富的骨床；2）脈沖沖洗骨塊和宿主骨面；3）盡量保留宿主骨量和韌帶附著點，并擴大植骨接觸面；4）異體骨塊稍大于骨缺損，使之建立有效的機械性交鎖機制；5）使異體骨骨小梁方向與關節力線方向一致，恢復關節力線和關節線高度。使用克氏針臨時固定骨塊。使用骨松質粒修復剩下的小的骨缺損。本研究行股骨單側植骨2例，脛骨單側植骨3例，其余均行雙側植骨。共行結構性植骨27處。根據患者骨質及軟組織情況選擇合適假體，本研究使用Link公司RK鉸鏈膝假體7例，Depuy公司（Johnson，USA）TC3半限制性假體4例，Depuy公司（Johnson，USA）PFC固定平臺假體5例。均使用延長桿分散植骨區應力。植骨完畢后安裝假體，取出臨時固定骨塊的克氏針，感染病例根據藥敏試驗結果在骨水泥中加入抗生素。常規在20 g骨水泥加入1 g萬古霉素預防感染，安裝合適厚度襯墊，沖洗后逐層縫合關閉切口。

3 隨訪評估 通過KSS評分［7］評估患者的疼痛緩解程度、膝關節功能和活動度改善情況。通過X線檢查評估假體在位情況和植骨愈合情況，評估標準參考美國膝關節協會影像學系統［8］。愈合情況以骨小梁通過植骨界面，界面透亮線模糊為標準［9］。

4 統計學方法 采用SPSS18.0軟件進行數據分析，手術前、后及組間KSS評分比較采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

結　果

圖 1　骨缺損情況 A： 股骨骨缺損； B： 脛骨骨缺損； C： 假體安裝后顯示的骨缺損Fig. 1　Bone defect A： bone defect of femur； B： bone defect of tibia； C： bone defect between prosthesis and bone

圖 2　植骨過程 A： 股骨髁植骨； B： 修整骨塊； C： 植骨后Fig. 2　Bone graft A： bone graft of femur； B： bone cutting； C： bone after graft

1 患者一般資料和骨缺損情況 治療組共16例，男性5例，女性11例，平均年齡69.3歲，其中AORIⅡ型缺損4例，AORIⅢ型缺損12例；對照組共18例，男性4例，女性14例，平均年齡62.7歲，其中AORIⅠ型缺損11例，AORIⅡ型缺損7例（表1）。兩組間年齡、身高、體質量和體質量指數等均無統計學差異。治療組骨缺損情況較對照組重。

2 假體及植骨愈合情況 兩組均有1例失訪。其余患者隨訪時X線檢查提示假體均在位良好，無移位。治療組植骨均愈合，骨小梁通過植骨面（圖3）。治療組中有2例在脛骨假體內側平臺邊緣發現少量骨質吸收（圖3），1例在植骨界面出現少量骨水泥滲入（圖4），但均未出現假體松動移位情況。

3 KSS評分 兩組隨訪時KSS臨床評分較術前均有顯著提高（P＜0.05），術前KSS臨床評分對照組顯著高于治療組（P = 0.008），說明治療組癥狀和膝關節功能均較對照組差，且治療組骨缺損情況較對照組重（表1）。隨訪時兩組KSS臨床評分、疼痛評分和功能評分差異均無統計學意義。（P＞0.05）（表1），說明在骨缺損更嚴重、癥狀和膝關節功能更差的治療組中使用結構性植骨修復骨缺損可以達到與對照組一樣的臨床效果。

圖 3　股骨外上髁植骨愈合過程Fig. 3　Union of the graft in lateral epicondyle of femur

圖 4　植骨面間的骨水泥滲入Fig. 4　Cement between graft and host bone

表 1　兩組間骨缺損情況及KSS評分比較Tab. 1　Comparison of bone defection and KSS score between two groups （±s）

表 1　兩組間骨缺損情況及KSS評分比較Tab. 1　Comparison of bone defection and KSS score between two groups （±s）

group （n=16）Control group （n=18）tP Condition of bone defection （n， %）AORIⅠ011（61.1）AORIⅡ4（25.0）7（38.9）AORIⅢ12（75.0）0 KSS clinical score （preoperation）38.19±18.71 52.39±9.79 2.891 0.008 KSS （follow-up）Clinical score85.19±10.23 90.39±5.71 1.859 0.072 Pain score45.00±5.16 43.33±5.69 0.859 0.377 Function score63.13±19.12 72.78±16.741.557 0.130 Treatment

討　論

骨缺損是膝關節翻修遇到的最棘手問題之一，根據骨缺損程度，處理骨缺損常用方法有增加截骨量、骨水泥填充、顆粒打壓植骨、金屬墊塊、結構性異體植骨等［10］。前3種方法常用于缺損較小的包容性骨缺損，處理較容易。如遇到缺損較大的非包容性骨缺損，處理比較困難，一般可使用異體結構性骨移植和金屬墊塊修復。結構性異體骨移植相較于金屬墊塊有諸多優點，如恢復骨量，增加韌帶再附著的可能性，重建較穩定、持久等。但也會出現植骨不愈合、影響感染控制、異體骨不易獲得等不利因素［11］。此方法的臨床效果在國外的文獻已有報道［12-15］。但多為一般隨訪性研究，特別是對于結構性植骨的對照研究文獻較少。本文通過與其他方法比較，評估結構性異體植骨修復大塊骨缺損的臨床效果。

本研究中對照組骨缺損程度較輕，術中可以增大截骨量后使用厚墊片或者使用骨水泥填充，如遇小的包容性骨缺損也可使用顆粒打壓植骨修復，這些方法對關節線、下肢力線及假體穩定性影響較小，術后也不涉及植骨愈合過程。治療組中骨缺損情況較重，而且部分骨缺損部位涉及韌帶附著點，出現韌帶缺損情況，除行結構性植骨恢復關節線和下肢力線外，可視情況選擇半限制性假體和鉸鏈膝來維持關節穩定。植骨部位在術后早期承重能力較弱，應選用髓內延長桿分散植骨區應力。治療組中部分病例在脛骨假體邊緣與移植骨塊之間出現少量骨質吸收情況。在初次膝關節置換術中，假體安裝完畢后如果行脛骨平臺內側多余骨質修整也會出現類似情況類。筆者認為，這兩種處理方法都會使骨松質直接暴露于關節液和軟組織中，可能是其骨質吸收的原因。另一例患者的術后X線片出現植骨面少量骨水泥滲入，考慮與植骨面處理不良、接觸不夠緊密有關。

在我國，膝關節翻修原因占第1位的是感染，感染需要行二期翻修［16］，而非感染性翻修可行一期翻修，所以準確診斷感染至關重要。現行方法主要有抽血查血沉、C反應蛋白和白細胞介素6，取關節液行細菌或真菌培養等［17］。一些新的診斷方法也逐步應用于臨床，如關節液C反應蛋白和α防御素檢查［18］。本研究中的感染病例均使用二期翻修。在一期手術時徹底擴大清創，取出所有植入物，包括所有壞死物。根據微生物培養結果在骨水泥占位器中加入抗生素。在兩次手術之間靜脈使用和口服足程、足量的敏感抗生素。以上方法可以提高感染控制率。

綜上所述，結構性異體骨移植修復膝關節翻修術中大塊骨缺損可以取得良好的臨床效果。與其他骨缺損修復方法效果無異。但使用此方法，醫師需要有足夠多的膝關節初次置換經驗才能較好掌握翻修技術，同時需要骨庫的支持。

1 Bozic K， Kurtz SM， Lau E， et al. The epidemiology of revision total knee arthroplasty in the United States［J］. J Arthroplasty， 2009， 24（2）： e49.

2 Sun Z， Wang L， Sun Y， et al. Management of deep infection after total knee arthroplasty［J］. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi， 2012， 26（8）： 918-921.

3 Cai P， Hu Y， Xie L， et al. Two-stage revision of infected total knee arthroplasty using antibiotic-impregnated articulating cement spacer［J］. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi， 2012， 26（10）：1169-1173.

4 Reichel H， Hube R， Birke A， et al. Bone defects in revision total knee arthroplasty： classification and management［J］. Zentralbl Chir， 2002， 127（10）： 880-885.

5 Lombardi AV， Berend KR， Adams JB. Management of bone loss in revision TKA： it's a changing world［J］. Orthopedics， 2010， 33（9）：662.

6 Engh GA， Ammeen DJ. Bone loss with revision total knee arthroplasty： defect classification and alternatives for reconstruction［J］. Instr Course Lect， 1999， 48：167-175.

7 Insall JN， Dorr LD， Scott RD， et al. Rationale of the knee society clinical rating system［J］. Clin Orthop Relat Res， 1989（248）：13-14.

8 Ewald FC. The Knee Society total knee arthroplasty roentgenographic evaluation and scoring system［J］. Clin Orthop Relat Res， 1989，（248）：9-12.

9 Chun CH， Kim JW， Kim SH， et al. Clinical and radiological results of femoral head structural allograft for severe bone defects in revision TKA--a minimum 8-year follow-up［J］. Knee， 2014， 21（2）：420-423.

10 Backstein D， Safir O， Gross A. Management of bone loss： structural grafts in revision total knee arthroplasty［J］. Clin Orthop Relat Res，2006， 446（446）： 104-112.

11 Beckmann NA， Mueller S， Gondan M， et al. Treatment of severe bone defects during revision total knee arthroplasty with structural allografts and porous metal cones-a systematic review［J］. J Arthroplasty， 2015， 30（2）：249-253.

12 Engh GA， Herzwurm PJ， Parks NL. Treatment of major defects of bone with bulk allografts and stemmed components during total knee arthroplasty［J］. J Bone Joint Surg Am， 1997， 79（7）： 1030-1039.

13 Engh GA， Ammeen DJ. Use of structural allograft in revision total knee arthroplasty in knees with severe tibial bone loss［J］. J Bone Joint Surg Am， 2007， 89（12）： 2640-2647.

14 Clatworthy MG， Ballance J， Brick GW， et al. The use of structural allograft for uncontained defects in revision total knee arthroplasty. A minimum five-year review［J］. J Bone Joint Surg Am， 2001， 83-A（3）：404-411.

15 盛璞義，Jamsen E， Lehto M， et al.結構性植骨修復膝關節翻修術中嚴重骨缺損的臨床效果及相關分析［J］.中華關節外科雜志：電子版，2009，3（4）：427-435.

16 Castelli CC， Gotti V， Ferrari R. Two-stage treatment of infected total knee arthroplasty： two to thirteen year experience using an articulating preformed spacer［J］. Int Orthop， 2014， 38（2）：405-412.

17 楊瑞，陳繼營，恩和，等.比較血沉、C反應蛋白、術中冰凍切片單獨及聯合診斷髖關節假體感染的效率［J］.解放軍醫學院學報，2013，03（3）：243-245.

18 Diaz-Ledezma C， Lichstein PM， Dolan JG， et al. Diagnosis of periprosthetic joint infection in Medicare patients： multicriteria decision analysis［J］. Clin Orthop Relat Res， 2014， 472（11）：3275-3284.

Application and surgical techniques of structural allograft in treatment of patients with serious bone defects

LIU Pu， CAI Xu， WU Sha
Department of Orthopedics， Chinese PLA General Hospital， Beijing 100853， China
Corresponding author: CAI Xu. Email: caixu301@163.com

Objective To compare the effectiveness of whether or not using structural allograft in treatment of patients with serious bone defects in revision total knee arthroplasty （RTKA）. Methods Thirty-four patients who underwent RTKA in our department from July 2010 to June 2013 were selected with an average age of 64.6 years （range 51-76） and follow-up period of 28.5 month（range 14-46）. They were divided into treatment group and control group according to the usage of allograft or not. Patients in treatment group underwent structural allograft during the operation. In control group， morselized bone graft and bone cement were used to repair bone defects. Knee Society Score were used to evaluate the improvement of symptoms and joint function. And X-ray films were used to evaluate prosthesis location and bone graft healing. Results Two cases were lost following up in two groups， one in each group. In the treatment group， all the allograft were healed. Prostheses were in normal location in all patients. The mean KSS score during the follow up was higher than the preoperative score in both groups （treatment group t=8.839， P＜0.05； control group t=11.824， P＜0.05）. Before operation， the KSS clinic score in treatment group was lower than that in control group ［（38.19±18.71）vs （52.39±9.79）， t=2.891， P=0.008］. But the KSS clinic score ［（85.19±10.23） vs （90.39±5.71）， t=1.859， P=0.072］， pain score［（45.00±5.16） vs （43.33±5.69）， t=0.859， P=0.377］ and function score ［（63.13±19.12） vs （72.78±16.74）， t=1.557， P=0.130］ during the follow up were of no significant difference between two groups. Conclusion Structural allograft in treatment of patients with serious bone defects in RTKA shows good efficacy. There is no significantly clinical difference compared with other methods.

arthroplasty， replacement， knee； infection； revision； allogeneic bone

R 687

A

2095-5227（2015）07-0706-04

10.3969/j.issn.2095-5227.2015.07.018

2015-03-05

劉璞，男，在讀碩士。研究方向：關節外科。Email: liu pu630@outlook.com

蔡谞，男，主任醫師，教授。Email: caixu301@163.com