單髁置換術后假體周圍骨折的危險因素及防治措施的研究進展

王煜東, 汪利合, 孫明帥, 李藝鳴, 高瑞永

(河南中醫藥大學, 1. 骨傷學院, 3. 第一臨床醫學院, 河南 鄭州, 450000;2. 河南中醫藥大學第一附屬醫院 骨傷科, 河南 鄭州, 450000)

膝關節單髁置換術(UKA)是治療膝關節單間室病變行之有效的手術療法，與全膝關節置換術(TKA)相比創傷較小、出血量小、輸血風險低[1]、術后關節功能恢復較快[2]。中國超過50%的重度膝骨性關節炎(KOA)為內側單間室受累，而外側間室、髕股關節及多間室受累者相對較少[3]。隨著假體設計、制作工藝及手術技術的改進, UKA的禁忌證不斷減少，適應證逐漸增多[4], 因此UKA在國內外推廣迅速。隨著UKA手術量的不斷增加, UKA術后并發癥逐漸成為一大挑戰，其中假體周圍骨折為一種嚴重并發癥，主要發生于脛骨平臺[5], 可引起植入假體的失效并需要翻修手術。UKA術后假體周圍骨折雖然較為少見，但其危害較大、治療復雜，因此了解其危險因素并加以預防非常重要。由于UKA在國內推廣較晚，目前國內關于UKA術后假體周圍骨折危險因素的研究較少。本文總結國內外相關文獻，對UKA術后假體周圍骨折的危險因素、預防及治療措施進行綜述，旨在為臨床診療提供更多依據。

1 UKA術后假體周圍骨折的危險因素

1.1 患者因素

1.1.1 脛骨平臺形態與種族差異: 不同人種的脛骨解剖形態存在差異，與西方人相比，亞洲人脛骨平臺往往較小，且內側平臺表面的形態參數也不同, 71.3%的中國人在磁共振成像(MRI)中測得的脛骨內側平臺形態與牛津Ⅲ代脛骨假體匹配不良[6], 導致亞洲人使用同樣的假體可能有更高的假體周圍骨折風險。內側髁間棘線(MEL)為術前膝關節正位X線片中從內側髁間棘出發的平行于脛骨軸線的輔助線(白色線為脛骨軸線，黑色線為MEL，圖示脛骨MEL與脛骨軸線平行且不與內側骨皮質相交，因此不屬內側脛骨平臺過度懸出，見圖1)，若MEL與脛骨內側皮質相交則表示內側脛骨平臺過度懸出(見圖2)。HIRANAKA T等[7]回顧性分析了174名接受UKA的日本患者的資料，共涉及212個膝關節，其中17個膝關節發生了假體周圍骨折，占比為8%, 內側脛骨平臺過度懸出以及小號脛骨平臺假體部件顯著能夠增高骨折的發生風險，而無脛骨平臺過度懸出和無脛骨假體的患者骨折率為1.4%, 低于總體骨折率。因此，由于脛骨平臺較小、脛骨平臺形態與假體設計不完全兼容、內側脛骨平臺過度懸出等原因，亞洲人發生UKA術后假體周圍骨折的風險較歐美人更高。

圖1 內側髁間棘線

A: 術前左膝關節正位片(MEL與脛骨內側皮質相交); B: UKA術后左膝關節正位片(脛骨平臺假體周圍骨折)。圖2 內側脛骨平臺過度懸出

1.1.2 骨質疏松: 骨密度降低與骨折的發生關系密切[8]。UKA脛骨假體與骨質的接觸面積比TKA小，使單位面積脛骨平臺承受更大的壓力，而骨質疏松患者骨質脆性增加，因此骨質疏松可能是導致假體周圍骨折的因素。雖然骨質疏松可能提高UKA術后假體周圍骨折率[9], 但無論是否合并骨質疏松，單間室KOA患者都可從UKA中獲益[10], 因此骨質疏松癥并不是UKA的手術禁忌證，但對于嚴重骨質疏松的患者，則應謹慎考慮是否采用UKA治療。

1.1.3 肥胖: 因為假體周圍骨折的發生與載荷大小、載荷傳遞有關，所以理論上超重患者的脛骨平臺承受較大的載荷，研究[11]將體質量超過82 kg視為UKA的禁忌證，但肥胖是否為UKA假體周圍骨折的危險因素仍存在爭議。BONUTTI P M等[12]對UKA術后患者進行最少2年的隨訪后發現，體質量指數(BMI)>35 kg/m2的超重患者與BMI≤35 kg/m2的患者相比, UKA術后翻修次數更多，并且幸存關節的功能也相對較差。一項Meta分析[13]結果表明，無論肥胖與否, KOA患者接受UKA治療后關節功能均可明顯改善。一項對UKA術后患者1～12年的隨訪研究[14]結果發現，不同BMI分組間生存率比較，差異無統計學意義(P>0.05), 說明肥胖并不會導致UKA手術失敗概率升高。雖然大量證據證明肥胖并不會增高UKA翻修的概率，但由于假體周圍骨折在造成UKA手術失敗的并發癥中并不多見，所以仍無法判定肥胖是否為假體周圍骨折的危險因素。因此雖然不應將肥胖視為UKA的手術禁忌證，但對于重度肥胖的KOA患者，應謹慎選擇UKA。除上述風險外，女性更容易發生脛骨平臺假體周圍骨折，可能與女性使用更小型號的脛骨假體、骨質疏松癥發病率高等因素有關[7, 10]。

1.2 手術因素

1.2.1 生物型假體的選擇: UKA假體包括骨水泥型和生物型(無骨水泥型)，目前骨水泥型假體應用較多，而隨著材料科學、假體制作技術的進展，多款生物型假體陸續上市應用[15]。生物型假體脛骨平臺組件的穩定依賴于龍骨與龍骨槽之間的壓配，需要脛骨假體的龍骨應比龍骨槽略寬，因此安裝脛骨平臺假體會對龍骨兩側骨質產生撐力，可能會分裂骨質并可能導致骨折的發生[16]。體外研究[17]證實，相較于骨水泥型設計，應用生物型設計假體的脛骨平臺的承載能力明顯較低。BURGER J A等[18]對41項關于UKA術后假體周圍脛骨骨折的研究進行Meta分析，結果顯示，生物型UKA的骨折發生率為1.24%, 而骨水泥型UKA的骨折發生率為1.58%, 大多數骨折發生于手術期間或術后3個月內，且絕大多數由非創傷引起。MOHAMMAD H R等[19]對比了英國14 814例UKA手術患者10年隨訪數據，結果顯示生物型UKA的10年假體存活率優于骨水泥型UKA存活率，但生物型假體周圍骨折翻修風險高于骨水泥型; 該團隊在另一項系統評價研究[20]中指出，與骨水泥牛津UKA相比，生物型遠期返修率較低，而對于非牛津UKA, 2種固定方式的翻修率相當。總之，生物型UKA遠期假體存活率優于骨水泥型UKA，未來推廣潛力較大，但是由于其采用龍骨與龍骨槽之間的壓配安裝方式，生物型UKA術后發生假體周圍骨折的風險高于骨水泥型UKA。

1.2.2 手術操作誤差: UKA術后假體周圍骨折與術者的操作也關系密切，截骨不當、假體安裝位置不良、膝關節內翻糾正不足或過度均會增高其發生風險。脛骨后方皮質骨在膝關節負重時承載的應力遠大于前方皮質骨，因此脛骨截骨時如果垂直截骨過深，水平截骨過于后傾，則會減少脛骨后側承擔載荷的皮質骨量[15, 21], 降低脛骨平臺骨折的載荷閾值[22], 從而增高假體周圍骨折風險。KAMENAGA T等[23]回顧分析了15例接受UKA后發生假體周圍骨折的亞洲患者，結果顯示，脛骨假體安裝靠內、低位和假體外翻的患者假體周圍骨折發生率明顯升高。膝關節內翻糾正不足會導致內側脛骨平臺應力較大，因此術后的脛股角(TFA)大小可能與假體周圍骨折的風險相關。研究[10]測量了167例UKA術后患者(男性45例，女性122例)的骨密度、脛骨假體的安裝角度和下肢力線，結果顯示，術后3個月內發生假體周圍骨折的12例患者均為女性，其股骨近端骨密度低于無骨折組，術后TFA則較大; 骨折組脛骨假體對齊角度(冠狀位上脛骨假體水平面與脛骨軸線垂線之間的角度)平均值較無骨折組小，差異無統計學意義(P>0.05)。UKA術后脛股角越大，膝關節內翻程度越大，脛骨內側平臺承擔的負載越高，因此術后膝關節內翻為脛骨平臺骨折的危險因素。KIM K T等[24]提出, TFA外翻4～6 °時，假體具有更高的存活率，而膝內翻的矯正不足及過度矯正均不利于假體的存活。

2 UKA假體周圍骨折的預防

2.1 測量下肢力線及MEL

雙下肢全長片應作為術前常規檢查，并在UKA術前測量患者的下肢力線及MEL(如圖2所示)。如果MEL與脛骨內側骨皮質相交(即內側脛骨平臺過度懸出)，則術后脛骨平臺骨折風險增大[25]。雖然MEL脛骨內側骨皮質相交不屬于UKA的手術禁忌證，但結果應該作為制訂手術決策的參考，此類患者應謹慎采用UKA手術。

2.2 重視抗骨質疏松治療

雖然骨質疏松不是UKA的禁忌證，合并骨質疏松的單間室KOA患者可常規接受UKA治療并從中受益[9]，但由于骨質疏松患者骨折風險增高，因此重度骨質疏松患者應重視術前和術后抗骨質疏松的治療。重度骨質疏松患者應用特立帕肽和雙膦酸鹽序貫療法可有效提高骨密度，改善骨代謝水平，降低骨質疏松性骨折發生率[26]。

2.3 選擇合適的假體

生物型UKA假體目前在國內尚未普及，其遠期存活率總體優于骨水泥型UKA假體，未來在國內應用潛力大。但現有文獻結論表明，生物型假體發生假體周圍骨折的可能較骨水泥型更大，因此當患者有重度肥胖、內側脛骨平臺過度懸出及骨質疏松等可能增加假體周圍骨折風險的因素時，應慎重選擇假體設計類型。對于此類患者的假體設計，除骨水泥型假體外，可考慮采用生物型股骨髁假體與骨水泥型脛骨平臺假體組合的“混合型”假體設計[27], 該設計既保留生物型假體的優點，又避免增大脛骨平臺骨折的風險。

2.4 精確的手術操作

精確截骨及假體安裝在UKA中很重要，術者經驗不足可能導致截骨的誤差過大以及后皮質穿孔，增大術后假體周圍骨折的風險[28]。但UKA學習曲線長，豐富經驗需要長期的手術積累。計算機導航輔助[29]可以使經驗不足的醫生具有更高的手術精度，最終改善臨床結局，但即使使用計算機輔助導航系統，經驗不足的醫生在手術時也可能造成UKA脛骨假體周圍骨折，因此仍需注意精細操作。3D打印技術可以改善UKA術后結局, GU F等[30]將22名接受UKA治療的患者分為2組，其中一組首先重建關節的模型，并據此決定截骨的角度，然后通過3D打印技術打印出指導模板，另一組患者接受常規UKA。術后結果顯示，運用3D打印技術手術時間更短、傷口引流更少、住院時間較短，并且關節功能較常規UKA組更好。新技術的應用可以幫助截骨、假體安裝等步驟的精確操作，但術者術中仍需精細操作。

3 UKA假體周圍骨折的治療

3.1 非手術治療

目前UKA術后假體周圍骨折尚無統一分類標準，具體治療取決于骨折特征[31]。如果骨折為不全骨折或是輕度塌陷、無移位，假體位置穩定，則可采用保守治療。骨折發生時應立即予以制動并限制負重，制動期間應注意抗凝藥物的使用、踝泵運動及股四頭肌功能鍛練，定期復查X線片，觀察骨折有無移位及愈合情況，骨折愈合后拆除外固定支具后進行全面肌肉、關節功能鍛練。由于UKA為新技術，中醫藥治療UKA假體周圍骨折的文獻較少，治療時可參考骨折“三期辨證”原則進行中醫藥治療[32]。骨折完全愈合之前可以考慮手術干預[33]。

3.2 手術治療

不穩定性骨折應采取內固定手術治療，根據骨折具體情況可選切開復位內固定術及人工全膝關節翻修術。若骨折后假體位置及功能良好，應給予切開復位內固定手術治療，鋼板內固定術治療UKA術后脛骨平臺骨折可承載載荷高、穩定性佳[34], 因此推薦使用鋼板內固定術治療UKA術后脛骨平臺骨折。內固定術后應限制負重6周后行X線片檢查，骨折愈合良好方可下床行走。葉國柱等[35]報道1例UKA術后脛骨平臺骨折后行支撐鋼板內固定手術治療的患者，術后限制負重6周后下床行走，半年后患者膝關節功能恢復良好。

UKA術后發生脛骨平臺骨折導致假體失效或骨折塊太小難以行內固定手術，應行TKA翻修術治療。若患者高齡、有嚴重骨質疏松、體質量過大等可能引起骨折愈合能力差或希望進行一次手術后立即負重，也建議行TKA翻修術[31]。VAN LOON P等[36]報道3例UKA假體周圍骨折行TKA翻修術的患者，治療療效良好; BROWN N M等[31]報道5例UKA假體周圍骨折患者行TKA翻修術治療，后續62個月的隨訪中患者均獲得滿意治療結局。

4 小 結

術后假體周圍骨折作為一種具有嚴重危害的并發癥，正確的預防和處理尤為重要。首先，術前應常規檢查下肢全長X線片以評估下肢力線，對于MEL與脛骨內側皮質相交、重度肥胖、嚴重骨質疏松的患者應謹慎考慮手術方式，圍術期須重視抗骨質疏松的治療。術中應精細操作，避免截骨不當、膝內翻糾正過度或不足。其次，假體周圍骨折一旦發生，應立即制動并給予正確處理，根據患者骨折是否穩定、假體功能情況及患者活動需求決定是否手術或考慮其他具體手術方案。

UKA在國內發展較晚，目前國內關于UKA術后假體周圍骨折的文獻較少，不同人種之間骨骼形態存在差異，國外研究結果可能不完全符合國內實際情況。由于客觀上難以開展關于UKA術后并發癥治療措施的隨機對照試驗，相關文獻主要為體外研究、回顧性研究及病例報道。因此，UKA術后假體周圍骨折的危險因素及防治措施仍需進一步探索以達到讓患者獲得無疼痛、功能良好的膝關節的治療目標。