膝关节单髁置换术的研究现状

【关键词】  膝关节

    膝关节单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty，UKA）是指仅对膝关节内侧或外侧室进行表面置换，其主要目的是替代膝关节胫股骨受破坏的软骨表面。它始于20世纪70年代初，Gunston、Marmor为单髁置换术使用及发展的先驱者〔1、2〕。然而，早期报道其手术效果不尽如人意，且许多外科医师因文献所述的不佳结果而逐渐忽视其应用。近年来，随着假体设计的改进、恰当的患者选择、聚乙烯材质的改良与增厚以及成熟的手术技术使单髁系统临床效果大大提高，UKA的应用趋于复兴。

    1  病例选择

    病例的选择在很大程度上决定了膝关节单髁置换术的预后。许多学者在这方面进行了研究，现对病例的适应证及禁忌证有了较为统一的认识。

    1.1  手术适应证

    单髁置换适用于单间室的骨关节炎或骨坏死；放射学检查提示对侧间隔可以保留且髌股关节未受累或只是轻度退变。术前至少有90°的活动度，屈曲挛缩小于5°，内翻畸形小于10°，外翻畸形小于15°；病人休息时疼痛轻微；对于年龄较大，身体一般状况不良，不愿意行全膝置换时也可行单髁置换术。

    1.2  禁忌证

    对于体重100 kg以上的肥胖病人，活动量大的年轻病人，有感染性关节炎、血红蛋白沉积症、血友病、软骨钙化以及有症状的膝关节不稳者不考虑行单髁置换术。对侧关节间室负重区有软骨严重破坏、伴有前交叉韧带损伤及髌骨关节软骨损伤也不行单髁置换。

    2  单髁植入物

    2.1  植入物的发展

    人工膝关节单髁元件有2种：固定式以及可动式系统。多轴心的膝关节假体由Gunston于1968年设计，其元件主要是代换膝关节的内外髁。Marmor于1973年发表首款单髁人工膝关节并将其设计使用于临床置换单侧股骨髁软骨面。其设计的股骨滑槽很窄且包含一固定桩，胫骨元件则是嵌入式设计。Goodfellow等设计的Oxford半月板型承载系统由股骨与胫骨元件间接触表面的高吻合度减少接触应力，借助聚乙烯元件在胫骨金属背衬上的移动减少高限制度所衍生的问题。

    2.2  植入物设计现状

    现代单髁系统的股骨元件通常包含2个锚状固定柄或1个脊部伴有一个固定柄，而胫骨元件通常包含数个固定柄、1个脊部或是粗糙表面以加强元件固定。而单髁股骨元件内外侧突出的宽度不同于其他膝关节系统。股骨元件的厚度设计必须与骨髁远端及后侧切除的骨厚度相当。骨切除的方式主要能让股骨滑槽置放于切除的骨面上，而胫骨金属背衬的尺寸取决于胫骨前后方向与内外方向的切除表面。聚乙烯厚度是由膝弯曲与全伸展时的残余空间而定。此外，胫骨元件分为组合式或单一式设计，即有金属背衬和不包含金属背衬的全聚乙烯型。Hopgood等〔3〕研究了量化胫骨聚乙烯元件厚度所能达到的内外翻角度校正值，结果显示：8、10、12 mm以及14 mm的聚乙烯厚度分别可预期达到5.3°、4.8°、6.6°以及9.5°的校正量。可以为临床医师执行手术提供参考依据。

    2.3  单髁假体的固定

    大多数的单髁系统固定均须依赖骨水泥固定，无骨水泥式设计有松动与下沉的问题。Jeer等〔4〕学者报道52个单髁人工膝关节置换的病例，通过对失败病例的分析认为无骨水泥固定或不正确的骨水泥固定技术是其重要因素。Argenson等〔5〕报道147例160个膝关节采用骨水泥式设计单髁置换，按KaplanMeier生存分析，10年生存率为94％。大部分文献都建议单髁系统应使用骨水泥固定。

    3  外科技术

    3.1  手术方式

    单髁置换术包括传统术式和微创术式。因传统术式整个流程与全膝置换差异不大，导致单髁置换优点并不容易全部实现。Repicci及Eberle〔6〕提出微创的单髁置换术，并指出其较传统方式有切口小、术后早期承重等优势。接受单髁微创术的患者在手术当天或隔日便可出院，术后患者仅会稍感疼痛，且在术后数日内便可拥有超过90°的活动范围。此外，单髁微创术的失血量通常少于100 ml。有研究认为单髁微创术由于更少的软组织损伤而获得更快的功能恢复〔7〕。Argenson等〔8〕通过研究也认同这些观点，并认为未来计算机辅助系统在微创手术中的应用会增加手术的精确度。

    3.2  手术要点

    微创单髁置换术包含4个要点，分别是手术技巧的要求、变形的矫正、关节间隙及切骨以及矫正后的关节松弛度。

    3.2.1  手术技巧

    软组织的切入为微创单髁手术的要点，其关系到手术视野及术后康复的时间。因此确定最佳的入路以及最小的创口是相当重要的。为使软组织创伤最小且提供适当的视野，术者必须随时调整关节角度，使需要操作的部位显露在切口内，无须翻开髌骨。

    3.2.2  畸形矫正

    通常股骨髁及胫骨平台切骨，周围赘骨均会被切除。而赘骨的切除，特别是关节腔内侧，会使关节内外翻的变形产生被动的矫正。大部分医师认为仅轻微调整内外软组织的松弛是可被接受的，不建议进行大范围的软组织松解。传统手术的韧带平衡与膝关节对位并不能应用于单髁人工膝关节置换。假使变形过于严重，膝关节需要进行大幅度矫正时，则必须考虑使用双侧或全人工膝关节置换。过度矫正的结果有可能使正常侧的关节软骨发生退变。

    3.2.3  关节间隙及切骨

    远端股骨切骨深度是定义膝关节伸直间隙的关键，增加膝关节全伸直间隙可以调整屈曲挛缩并减少胫骨的切除量，保存较多的胫骨骨量。胫骨切除的部分主要是调整后倾角度。切骨深度及斜度与膝屈曲-伸直平衡有关。

    3.2.4  矫正后关节松紧度

    当单髁人工膝关节置换后，关节空间至少要有2 mm空隙以利承受膝关节全伸展时内外翻应力。同样，屈曲空间亦至少要有2 mm，以使聚乙烯衬垫在膝关节弯曲90°时产生作用。实际上，多数学者并不建议关节过紧，且宁可接受较为松弛的关节而不是稍微松弛。过紧的关节可使聚乙烯衬垫早期破坏，可能是增加的压力转移至另一侧正常的间室。

    4  临床疗效分析

    4.1  UKA与全膝关节置换的疗效比较

    早期几乎所有相关文献均报道，经过10年随访，UKA的优良率低于全膝关节置换手术。但随着外科技术的发展以及病例选择、假体及器械的不断改进，单髁假体翻修率有明显下降趋势，远期生存率与翻修率已接近于全膝关节置换。Swienckowski等〔9〕报道41例46个膝关节单髁置换，11年生存率为92％。Berger等〔10〕对51例的62个膝关节骨水泥型组配式单髁置换进行随访，以翻修或影像学假体松动为标准，10年生存率为98％，13年生存率为95.7％。与全膝关节置换术比较，单髁置换具有手术损伤小、可较好地保留骨量、手术时间短、康复快、住院时间短、失血量少、费用低及严重并发症少的优点。随着微创技术和一些包括移动平台的新型假体开始应用，相信这些新型的设计和技术会提高UKA术的远期疗效。

    4.2  UKA与胫骨高位截骨的疗效比较

    UKA和胫骨高位截骨（high tibial osteotomy，HTO）都用于治疗单间室病变，但前者有更高的早期成功率，术后并发症更少。Stukenborg等〔11〕对32例胫骨高位截骨和28例UKA进行了7～10年的随访，按KSS评分，UKA和HTO的优良率分别是71％和65％。按KaplanMeier生存分析，UKA和胫骨高位截骨的生存率分别为77％和60％，并认为随着单髁假体设计上的进步，UKA的远期疗效会越来越好，有研究认为UKA比胫骨高位截骨更易再次进行全膝关节置换〔12〕。

    5  UKA早期失败因素

    UKA之所以未在临床上获得重视的一个主要因素是其高的早期失败率。造成UKA早期失败的原因很多，除了不当的患者选择外还包括以下4个原因：假体设计缺欠、变形关节的过度矫正、不当的聚乙烯厚度及手术技术失误。

    5.1  假体元件设计

    元件设计对于假体的使用耐久度有着密不可分的关系。Springer等〔13〕的研究验证不佳的元件设计会导致差的临床结果，指出22例膝关节在单髁置换术后再次进行全膝关节置换，其中19例是因为股骨、胫骨元件的松脱及过度的聚乙烯磨耗。有学者以PCA假体进行大体的生物力学测试，结果显示此系统拥有高的早期松脱率，主要因素为骨-假体界面间的剪力所致。

    5.2  变形关节的过度矫正

    改变膝关节内外翻角度，将会将应力移转至另一侧关节间室。只要在单髁置换术中不过度矫正变形，则手术失败的例子很少是由于另一侧关节腔的持续性关节炎而必须接受再置换术。一般而言，术前韧带的稳定及角度变形量均须接受评估。目前临床上对于矫正的角度仍无定论，大部分医师仍建议矫正量不要超过术前对位，会有较佳的长期结果。近年来的研究表明〔14〕，当术后的轴对位超过解剖轴内翻2°或外翻6°时，其失败率为其他病例7倍。

    5.3  聚乙烯磨耗

    Bartley等将UKA磨耗进行分类，包含层剥、压陷、边缘破裂、变形以及磨损。有研究曾证实聚乙烯的磨耗型态可反映患者术前膝关节炎磨耗型态，为了减少层剥及过度局限的问题，建议使用较薄的聚乙烯衬垫尤其是在衬垫前方及边缘处。然而，McAuley等〔15〕对30位患者（32膝）接受平均53个月的随访。期间共有21例产生聚乙烯磨耗的现象，仅有2例需再置换的病例其聚乙烯厚度超过10 mm。关于聚乙烯的问题，近年来有人开始开发多双层的聚乙烯。然而，大部分学者仍坚信聚乙烯的厚度必须维持在6 mm以上安全范围。

    5.4  手术技术失误

    许多研究证实单髁置换的中远期生存率有明显的提高，相较于全人工膝关节，UKA再置换率呈现显著的下降。之所以有如此进步，归因于手术技术的进步、器械的改良以及骨泥技术的改进，而手术技术是术后成功率相当重要的一环。Vardi等〔16〕报道31例单髁置换失败的病例中有5例是因为手术失误引起，并且认为，手术失误是术后1年并发症发生的主要原因。大部分文献反映，可动式单髁系统的再置换率高于固定式系统（可动式系统需要更高的手术技巧）。目前大部分的单髁系统均需一套标准手术器械，这有助于医师术中的角度对位及切骨定位，使手术有高度可重复性。

    6  小  结

    UKA损伤小，恢复快，术后的关节功能恢复更接近生理状态。病例的选择，假体的设计以及外科技术是UKA成功的关键。目前看来，如果把握好手术适应证，其手术的效果是能够令人满意的。UKA保存了骨量，在UKA失败后，病人仍然可以进行全膝关节置换。当然，UKA在某种程度上是一种较新的手术，仍然存在着争议，其远期效果仍待进一步的临床证实。随着各方面技术的进一步完善，UKA在临床上会有更好的应用前景。

【参考文献】
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作者单位：第四军医大学附属西京医院骨科，西安 710032