脛骨上端高位截骨與單髁置換治療膝關節單側骨性關節炎的療效及對患者血清HA、NO和MMP-9水平的影響

李星，段冰，黃敬文

寶雞市中心醫院骨科，陜西 寶雞 721000

膝關節骨性關節炎是膝關節局部損傷性疾病，疾病進展慢，多由軟骨變性引起，常表現為關節疼痛、腫脹、畸形等癥狀，嚴重影響患者生活質量[1-2]。脛骨上端高位截骨術(high tibial osteotomy，HTO)及膝關節單髁置換術(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)均是臨床上可行的治療方式，其中HTO是通過脛骨高位截骨，改善力線不均，緩解疼痛，并最大限度減少骨質破壞，從而緩解骨關節炎的進展[3]，UKA是通過對膝內側間室關節進行表面置換，此種術式能夠保留患者膝關節韌帶[4]，兩種手術適應證較為相似，具有創傷小、康復快的優點，但目前對于治療膝關節骨性關節炎的手術方式選擇仍存在一定的爭議[5]。因此，本研究將比較兩種不同手術方式治療膝關節骨性關節炎的療效，以期為臨床治療提供指導。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2019 年1 月至2021年6 月寶雞市中心醫院骨科收治的257 例膝關節單側骨性關節炎患者的臨床資料。納入標準：(1)所有患者臨床癥狀、體征和影像學表現符合膝關節骨性關節炎診斷標準[6]，且均為單側膝關節受累；(2)年齡≤70 歲，男女均可；(3)臨床資料完整；(4)膝關節活動度大于90°，屈曲畸形小于15°，內翻畸形＜15°；(5)膝關節炎分級Ⅱ～Ⅲ級者[7]。排除標準：(1)非膝關節骨性關節炎的患者；(2)有手術禁忌證；(3)體質量指數＞30 kg/m2；(4)手術前已有其他影響下肢活動的疾病。根據患者的手術方式分為HTO組105例和UKA組152例。兩組患者的一般資料比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性，見表1。本研究獲得醫院倫理委員會批準。

表1 兩組患者的一般資料比較[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data between the two groups of patients[n(%),±s]

表1 兩組患者的一般資料比較[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data between the two groups of patients[n(%),±s]

組別例數性別 受累關節 關節炎分級年齡(歲)病程(年)男女ΒMI(kg/m2)HTO組UKA組χ2/t值P值105 152 50(47.62)74(48.68)55(52.38)78(51.32)0.028 0.867 57.62±2.35 58.03±2.41 1.354 0.177 2.15±0.43 2.18±0.41 0.565 0.572左膝59(56.19)82(53.95)右膝46(43.81)70(46.05)Ⅱ級42(40.00)64(42.11)Ⅲ級63(60.00)88(57.89)0.126 0.722 0.114 0.736 22.32±1.13 22.41±1.15 0.621 0.535

1.2 手術方法

1.2.1 HTO 組 該組患者行脛骨上端高位截骨術。患者取仰臥位，硬膜外麻醉后將其大腿置于固定架上，小腿自然下垂，于脛骨近端內側做5 cm 斜行切口，切開皮膚和皮下組織，依次剝離筋膜、肌腱等，暴露脛骨近端骨膜，用骨膜剝離器剝離脛骨近端部分骨膜之后，在C臂X線機透視下自脛骨內側打入兩枚克氏針，置入先前標記好的截骨平面，沿克氏針下緣截骨線進行截骨，在截骨區和膝關節處增加骨刀以維持撐開角度，以免損傷腓總神經、外側副韌帶，保持踝關節外翻，確保膝關節正位，截骨間隙處予以植骨，放置鎖定接骨板后打入適宜長度的螺釘固定，沖洗手術部位，留置引流管并加壓包扎。

1.2.2 UKA 組 該組患者行單髁置換術。患者取仰臥位，患者硬膜外麻醉后，將其大腿置于固定架上，小腿自然下垂，使用關節鏡探查膝關節半月板、軟骨等磨損情況，于髕旁內側做斜行切口，切口長7 cm，逐層切開皮膚至關節囊，顯露膝關節內側室，檢查前交叉韌帶與內側副韌帶，確認其完整后，內側半月板予以切除，清理關節腔，在脛骨內側安裝截骨器截骨后，再安裝股骨截骨模具，試模后安裝膝單髁假體，見活動時假體關節穩定，力線恢復良好，沖洗切口后置入負壓引流管，逐層縫合后加壓包扎。兩組患者術后給予抗炎、鎮痛、抗凝等治療，進行關節活動及肌力訓練，訓練強度循序漸進，以自身能夠適應為宜。患者出院后隨訪6個月，了解其術后恢復情況。

1.3 觀察指標

1.3.1 術中指標 比較兩組患者的手術時間、術中出血量、呼吸頻率、心率。

1.3.2 術后指標 比較兩組患者的術后引流量、下地時間、切口長度、住院時間。分別在術后1 d、3 d、7 d 及6 個月隨訪時采用視覺模擬量表(Visual Analogue Scale，VAS)[8]評估兩組患者術后疼痛程度。該評分方式是一條長10 cm的直線上標注“0～10”，“0”代表完全無痛，“10”代表不能忍受的劇痛，患者要在刻度尺上標出最能形容自己疼痛感覺的刻度。

1.3.3 膝關節功能 在術前、術后1 個月、術后3個月、術后6 個月時評估兩組患者的膝關節功能。其中膝關節活動度(range of motion，ROM)、脛骨角(femoral tibial angle，FTA)由專科醫生用量角器進行測量，采用美國紐約特種外科醫院(Hospital for Special Surgery，HSS)評分[9]，該評分表包含疼痛、功能、肌力等7個方面的內容，滿分100分，＜59分表示去膝關節功能差，59～69分表示膝關節功能中，70～84分表示膝關節功能良，＞84分表示膝關節功能優；Lysholm膝關節評分[10]，該評分表由疼痛、不安定度、閉鎖感、腫脹度、跛行、蹲姿等8個方面的內容組成，總分范圍0～100分，＜65分為膝關節功能差，65～84 分為膝關節功能尚可，85～94 分為膝關節功能良好，＞94分為膝關節功能優秀。

1.3.4 炎性指標 在手術前、術后7 d 采用酶聯免疫吸附法檢測患者血清一氧化氮(nitric oxide，NO)、透明質酸(hyaluronic acid，HA)和基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)、腫 瘤 壞 死 因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)水平，試劑盒購自上海佰曄生物科技中心，操作步驟按試劑盒說明進行。

1.3.5 并發癥情況 比較兩組患者骨折、感染、下肢深靜脈血栓、深靜脈炎、排異反應等并發癥發生情況。

1.4 統計學方法 應用SPSS21.0 軟件進行數據統計學分析。計數資料比較采用χ2檢驗；計量資料以均數±標準差(±s)表示，組間比較采用t檢驗和重復測量方差分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者的術中指標比較 HTO 組患者的術中出血量、手術時間等指標小于UKA組，兩組比較差異有統計學意義(P＜0.05)，呼吸、心率比較差異無統計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 兩組患者的術中指標比較(±s)Table 2 Comparison of intraoperative indicators between the two groups of patients(±s)

表2 兩組患者的術中指標比較(±s)Table 2 Comparison of intraoperative indicators between the two groups of patients(±s)

例數105 152組別HTO組UKA組t值P值術中出血量(mL)120.28±35.26 131.30±38.89 2.319 0.021手術時間(min)103.05±11.81 106.73±15.12 2.187 0.030呼吸(次/min)17.08±2.20 16.89±2.24 0.673 0.501心率(次/min)80.12±5.62 79.45±5.48 0.953 0.341

2.2 兩組患者的術后各指標比較 HTO 組手術切口長度小于UKA 組，差異有統計學意義(P＜0.05)，其余術后引流量、下地時間、住院時間及術后疼痛程度等指標比較差異無統計學意義(P＞0.05)，但疼痛程度評分時間點比較差異具有統計學意義(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組患者的術后各指標比較(±s)Table 3 Comparison of postoperative indicators between the two groups of patients(±s)

表3 兩組患者的術后各指標比較(±s)Table 3 Comparison of postoperative indicators between the two groups of patients(±s)

指標術后引流量(mL)下地時間(d)切口長度(cm)住院時間(d)疼痛程度評分術后1 d術后3 d術后7 d術后6個月HTO組(n=105)312.78±35.12 5.49±1.21 9.41±2.02 14.75±2.22 UKA組(n=152)311.25±36.08 5.74±1.35 10.05±2.11 15.18±2.51 t值0.389 1.522 2.432 1.414 P值0.698 0.129 0.016 0.159 0.877 0.380 0.817 1.349 5.67±1.18 4.50±1.05 3.79±0.90 1.69±0.37 0.381 0.705 0.415 0.179 F 交互/組間/時間P 交互/組間/時間5.54±1.15 4.45±1.02 3.88±0.82 1.63±0.32 0.636/0.421/824.50 0.592/0.517/＜0.001

2.3 兩組患者手術前后的膝關節功能比較 兩組患者ROM、FTA、HSS 評分、Lysholm 膝關節評分交互、組間比較差異無統計學意義(P＞0.05)，時間點比較差異有統計學意義(P＜0.05)，見表4。

表4 兩組患者手術前后的膝關節功能比較(±s)Table 4 Comparison of knee function between two groups of patients before and after surgery(±s)

表4 兩組患者手術前后的膝關節功能比較(±s)Table 4 Comparison of knee function between two groups of patients before and after surgery(±s)

指標ROM(°)時間點術前術后1個月術后3個月術后6個月HTO組(n=105)135.12±3.20 134.51±3.32 138.21±4.20 137.59±3.23 UKA組(n=152)135.29±3.19 134.49±3.28 137.92±4.11 136.89±3.30 t值0.419 0.048 0.551 1.686 P值0.675 0.962 0.582 0.093 F 交互/組間/時間P 交互/組間/時間0.18/0.07/14.32 0.539/0.344/＜0.001 FTA(°)術前術后1個月術后3個月術后6個月184.26±2.22 172.23±2.03 176.32±3.28 178.12±3.43 184.31±2.26 171.98±1.68 176.45±3.33 178.56±3.50 0.176 1.076 0.310 0.999 0.861 0.283 0.757 0.319 F 交互/組間/時間P 交互/組間/時間0.06/0.01/70.390 0.592/0.603/＜0.001 HSS評分術前術后1個月術后3個月術后6個月60.15±6.23 76.12±6.05 79.11±5.83 82.26±5.21 59.86±6.17 75.88±6.10 78.96±5.78 82.20±5.19 0.369 0.311 0.204 0.091 0.713 0.756 0.839 0.928 F 交互/組間/時間P 交互/組間/時間0.00/0.01/67.69 0.592/0.603/＜0.001 Lysholm膝關節評分(分)術前術后1個月術后3個月術后6個月53.10±8.82 65.71±6.45 78.33±5.80 81.85±4.52 53.78±8.71 66.08±6.50 78.28±5.78 82.04±4.48 0.612 0.450 0.068 0.333 F 交互/組間/時間P 交互/組間/時間0.541 0.653 0.946 0.739 0.01/0.01/73.95 0.938/0.475/＜0.01

2.4 兩組患者手術前后的血清學指標比較 術前兩組患者的NO、HA、MMP-9、TNF-α、IL-6 等指標比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，術后兩組患者的NO、MMP-9、TNF-α、IL-6 等指標水平均降低，HA 水平均升高，與治療前比較差異均有統計學意義(P＜0.05)，但兩組患者術后上述各項指標比較差異均無統計學意義(P＞0.05)，見表5。

表5 兩組患者手術前后的血清學指標比較(±s)Table 5 Comparison of serological indicators between the two groups of patients(±s)

表5 兩組患者手術前后的血清學指標比較(±s)Table 5 Comparison of serological indicators between the two groups of patients(±s)

注：與本組手術前比較，aP＜0.05。Note:Compared with that before surgery,aP＜0.05.

指標NO(mol/L)P值0.614 0.179 0.520 0.098 0.975 0.077 0.781 0.578 0.696 0.325 HA(ng/mL)MMP-9(ng/mL)TNF-α(mg/L)IL-6(ng/mL)時間點手術前術后7 d手術前術后7 d手術前術后7 d手術前術后7 d手術前術后7 d HTO組(n=105)117.62±12.45 81.62±5.29a 133.23±20.74 156.74±18.52a 254.42±70.05 150.42±42.71a 573.21±35.35 500.12±33.47a 538.02±40.48 485.59±36.78a UKA組(n=152)118.39±11.68 82.46±4.63a 131.48±21.84 160.39±16.44a 254.14±68.35 160.29±44.50a 571.95±36.02 497.73±34.08a 540.08±42.22 490.07±35.12a t值0.506 1.348 0.645 1.661 0.032 1.777 0.278 0.557 0.391 0.986

2.5 兩組患者術后并發癥比較 兩組患者術后總并發癥發生率比較差異無統計學意義(χ2=0.101，P=0.751＞0.05)，見表6。

表6 兩組患者術后并發癥比較(例)Table 6 Comparison of postoperative complications between the two groups of patients(n)

2.6 典型病例 病例1：患者男性，58 歲，治療方式為UKA，右側膝關節炎分級Ⅱ，術前患膝內翻角度為6°，患膝關節活動度可＞90°，患膝關節韌帶穩定性良好，患膝疼痛主要發生于內側間隔，其治療前后患膝關節狀態見圖1和圖2。病例2：患者男性，60歲，治療方式為HTO，右側膝關節炎分級Ⅱ，術前患膝內翻角度為7°，患膝關節活動度可＞90°，患膝關節韌帶穩定性良好，患膝疼痛主要發生于內側間隔，其治療前后患膝關節狀態見圖3和圖4。

圖1 UKA治療前X線正位片Figure 1 Anteroposterior X-ray film before UKA treatment

圖2 UKA治療后X線正位片Figure 2 Anteroposterior X-ray film after UKA treatment

圖3 HTO治療前X線正位片Figure 3 Anteroposterior X-ray film before HTO treatment

圖4 HTO治療后X線正位片Figure 4 Anteroposterior X-ray film after HTO treatment

3 討論

膝關節骨性關節炎在中老年人群中較為常見，其發病除與年齡相關之外，還可能與體質量、關節損傷、關節過度使用以及骨密度流失等因素有關[11]。近年來，隨著臨床上對膝關節骨性關節炎認識的加深，關節炎階梯化治療方案被提出，針對不同階段的膝關節骨性關節炎，其治療方式選擇也存在差異，目前常用的手術方式是HTO、UKA 等[12]，HTO 是通過截骨達到矯正膝內翻畸形、改善關節功能的手術方式，UKA 則是通過置換關節間室以緩解關節疼痛，改善關節運動功能的手術方式，兩種手術方式在臨床上應用范圍不盡相同，對膝關節骨性關節炎均有療效[13]。

本研究發現，HTO 組患者術中出血量、手術時間等指標小于UKA 組，HTO 組手術切口長度小于UKA組，說明HTO 在手術時間、手術切口長度等方面優于UKA 組。分析原因：HTO 術通過截骨可糾正患者因關節炎癥造成的畸形癥狀，改變患者的負重力線，轉移負重至未受損的骨側間室，使患者膝關節受力達到平衡，且該手術無需置入關節假體，操作步驟較少，因而在手術時間更短[14]；除此之外，與置換髁關節比較，HTO“一刀切”方法使得手術切口更小，術中出血量較少。

本研究還發現，兩組患者ROM、FTA、HSS 評分、Lysholm 膝關節評分時間點比較差異有統計學意義，兩組并發癥發生情況無統計學意義，這說明HTO 與UKA治療膝關節骨性關節炎均有療效，且無明顯并發癥，這與何維棟等[15]的研究結果存在相似之處。膝關節骨性關節炎患者由于膝關節內翻、外翻畸形，致使膝關節內持重應力發生改變，當膝關節內翻時，持重應力主要集中于膝關節內側部，致使膝內側關節退行性加速，而當膝外翻畸形時，損傷則會集中于膝關節外側[16]。而HTO 手術治療方式可改變患者受損患膝的力線結構，并且在不破壞膝關節內結構的同時增加膝關節活動度，減少患肢關節間室的負荷和破壞，手術只需做一個切口，一次截骨，不對脛腓關節造成損傷，屬于保膝手術，所以下肢不會縮短，并且該手術減少神經血管等負損傷，對術后骨性愈合有利[17]；且對截骨面進行加壓固定，術后制動時間較短，有利于早期功能鍛煉，幫助患者早日恢復膝關節功能，另外該手術還能調整關節側副韌帶的緊張度，有利于關節穩定[18]。而UKA被應用于該種疾病的治療中，是因為膝關節分為內(股骨內髁、內側半月板等)外(股骨外髁、外側半月板等)兩部分，內側髁主要承受上半身壓力，外側髁承擔旋轉功能，單側膝關節骨性關節炎患者常為膝關節內側髁受損[19]；UKA治療時僅對膝關節病變側間室表面進行置換，在矯正關節畸形的同時，保留了韌帶組織和其余關節軟骨，使正常的膝關節結構得到保留，有利于膝關節功能得到較好的恢復[20]；另外術中截骨量少，創傷小，感染率低，均有利于術后康復。另外因UKA保留了患者韌帶組織中的本體感覺感受器，患者在運動過程中更易感知康復鍛煉過程中的力量、位置變化，有助于患者協調和自如[21]，因此UKA組患者術后膝關節功能也有較好的改善與恢復，并且并發癥發生較少。另外HA 組成是關節滑液的重要物質，可維持膝關節潤滑，保護軟骨以及抑制炎癥反應等，其濃度降低時，膝關節潤滑和緩沖作用會隨之降低，誘發炎癥反應[22]；而TNF-α、IL-6 為關節炎常用的炎性因子指標，可反映患者體內炎癥水平[23]；MMP-9則可反映關節腫脹的風險，是關節軟骨發生進行性破壞的標志物之一[24]，通過關節微創治療后，可清除炎性滑膜、變性組織以及軟骨碎屑，減輕神經血管等負損傷，中斷軟骨炎性的破壞循環鏈，改善血清指標。

綜上所述，HTO 和UKA 治療膝關節單側骨性關節炎均可改善患者膝關節功能，并發癥發生少，其中HTO手術時間、術后切口較短，但本研究僅隨訪了6個月，兩種手術方式的遠期療效尚待進一步觀察。