人工全膝关节置换术后翻修的研究进展_马立峰

1、人工全膝关节置换术后翻修的研究进展马立峰(综述,郭艾,吴杰,李强(审校(首都医科大学附属北京友谊医院骨科,北京100050中图分类号:R 687.4文献标识码:A 文章编号:1006-2084(201019-2985-03摘要:全膝关节置换术是成功的手术,能够改善膝关节功能和提高患者生活质量,初次膝关节置换的数量每年都在增加。由于无菌松动、感染、假体位置以及其他原因,许多假体需要进行翻修。翻修手术对于骨科医师有一定挑战性,近年来受到广泛关注。现就骨缺损的处理、翻修假体的选择以及感染的处理等问题进行综述,以期给临床医师提供参考。关键词:人工全膝关节置换;术后;翻修T h e R e s e a

2、r c hP r o g r e s so nR e v i s i o no f T o t a l K n e eA r t h r o p l a s t y M AL i -f e n g ,G U O A i ,W U J i e ,L I Q i a n g .(D e p a r t m e n t o f O r t h o p e d i c s ,B e i j i n gF r i e n d s h i pH o s p i t a l A f f i l i a t e dt o C a p i t a l M e d i c a l U n i v e r s i

3、t y ,B e i -j i n g 100050,C h i n a A b s t a c t :T o t a l k n e e a r t h r o p l a s t y c a n i m p r o v e t h ek n e e j o i n t f u n c t i o na n dl i f e q u a l i t y ,i t i s as u c c e s s f u l o p e r a t i o n .T h e n u m b e r o f p r i m a r y t o t a l k n e e r e p l a c e m e

4、n t s b e i n gp e r f o r m e di s r i s i n g e a c h y e a r .B e c a u s e o f a -s e p t i c l o o s e n i n g ,i n f e c t i o n ,p r o s t h e t i c m a l p o s i t i o na n do t h e r r e a s o n s ,a l o t o f c o m p o n e n t s s h o u l db e u n d e r w e n t r e v i s i o n .T h e r e v

5、 i s i o n o f t o t a l k n e e a r t h r o p l a s t y i s a c h a l l e n g e t o e v e r y o r t h o p e d i s t a n db e c o m e s a f o c u s i nt h i s f i l e d .T h e d e a l o f b o n e d e f e c t s ,t h e c h o i c e o f r e v i s i o n p r o s t h e s i s a n dt h e t r e a t m e n t o

6、f i n f e c t i o n w i l l b e s u m m a -r i z e d i nt h i s a r t i c l e t o p r o v i d e t h e r e f e r e n c e t o t h e d o c t o r s .K e yw o r d s :T o t a l k n e e a r t h r o p l a s t y ;P o s t o p e r a t i v e l y ;R e v i s i o n人工膝关节置换术是20世纪最成功的外科手术之一,因为该手术具有能够彻底解除患者膝关节的疼痛、最大限度

7、恢复膝关节功能以及改善患者生活质量等优点1。膝关节置换术技术不断成熟、抗生素骨水泥应用以及假体设计日臻完善,初次膝关节置换术后翻修率并不高。但是,近些年随着膝关节置换术数目的逐渐增多,膝关节翻修术的绝对数量也在增加,逐渐成为骨科医师棘手的问题之一。现将人工全膝关节翻修术的研究进展综述如下。1全膝关节翻修术的病因和发病率人工全膝关节翻修的病因主要包括:膝关节置换术后感染、假体无菌性松动、假体周围骨折、关节不稳定和关节活动受限等2。关节不稳定是全膝关节置换术后失败需要翻修的常见原因。F e h r i n g 等3通过对初次膝关节置换术后患者的随访表明韧带不平衡、力线异常和假体选择不当均可造成关节

8、不稳定,20%的翻修是由于关节不稳定造成的。膝关节置换术后感染也是膝关节置换术后进行翻修的主要原因,虽然B u e c h e l 等4统计结果表明,膝关节置换术后因感染需要翻修的患者不到1%,但是巨大费用对患者及社会都会带来沉重的负担。人工全膝关节术后翻修率报道不一,但初次膝关节置换术后的翻修率相当低。C a l l a g h a n 等5对9879例患者进行了荟萃分析,结果显示初次全膝关节置换术后4年的翻修率为3.8%。C o y t e 等6对18530例膝关节置换患者进行了7年的调查研究,翻修率为4.3%8.0%。2做好术前评估术前对患者的评估十分重要,其内容包括体格检查、影像学检查

9、和实验室检查等。体格检查要了解患膝关节的活动度、手术区域软组织情况、肌力和关节稳定程度等。通过X 线上透亮线情况可以粗略了解假体松动程度。E c k e r 等7的研究认为,只要膝关节屈曲4°,胫骨假体下的透亮线就会消失,所以每次拍摄X 线的条件要保持一致。核素扫描对膝关节置换术后感染和假体松动的诊断非常有帮助,有报道99T c m扫描对术后感染和假体松动诊断的特异度为86%8。翻修前除了完善外周血白细胞计数、红细胞沉降率、C 反应蛋白检查,此外,即使认为未发生感染也应作关节穿刺进行关节液分析,即关节液检查白细胞分类计数、蛋白和葡萄糖浓度测定、细菌培养等,如可疑感染,术中应作冷冻组织

10、切片9。根据上述资料术前设计好手术切口,准备好取出假体所需的器械,选择好所需的翻修假体。3术中关键问题的处理3.1术中骨缺损的处理人工全膝关节翻修术中大多伴有一定程度的骨缺损,多数情况下骨缺损较少,剩余骨量可以支撑翻修使用的假体,无需特殊处理。造成骨缺损常见的原因有假体无菌松动、假体感染以及术中医源性因素假体取出方法不当等10。如果骨缺损严重时处理起来就会很棘手。膝关节翻修术中骨缺损的分型方法很多。A n d e r s o n 骨科研究所根据术前X 线和术中骨缺损具体情况为依据,提出了A n d e r s o n 骨科研究骨缺损分型(A O R I 分型,再由分型指导进一步的治疗11,所以

11、被广大骨科医师所接受,目前在临床中应用最为广泛12。A O R I 分型型缺损:干骺端尚保持完整,股骨髁上远端的干骺端骨质完整,无假体下沉或骨溶解;胫骨结节近端的干骺端骨质完整,无假体下沉或骨溶解。处理该型骨缺损无需填充块、结构植骨·2985·医学综述2010年10月第16卷第19期M e d i c a l R e c a p i t u l a t e ,O c t 2010,V o l .16,N o .19等,在缺损<10m m 时可使用骨水泥或者自体骨进行缺损的填充;型缺损:干骺端短缩,股骨假体失败后下沉或者关节线上移,股骨上髁远端小的溶骨性缺损;胫骨假体下

12、沉至腓骨头或者以下水平,胫骨干骺端缩短。处理该型骨缺损需要骨水泥填充、颗粒或者大块植骨、使用填充块等;型缺损:干骺端节段性缺损,缺损达到或者已经超过股骨髁上水平,假体下沉至股骨上髁水平,胫骨侧缺损或假体下沉至胫骨结节水平。处理该型骨缺损需要采用大块结构植骨、嵌压式植骨,干骺端填充物,定制假体或者铰链式假体进行关节重建。生物力学实验等证明,植骨治疗骨缺损是有效的。李锋等13通过体外试验研究表明,在生物学固定模式下低水平的界面微动(050m 情况下假体与骨组织接触面将形成骨组织,所以打压植骨技术治疗骨缺损能够取得良好的稳定性。V a n d e r D o n k 等14研究发现,移植结构松质骨1

13、8个月时,血管长入4m m ,破骨细胞活跃,有新骨形成,在移植结构松质骨术后53个月时自体骨与移植骨之间很难辨认,而接受打压植骨者术后18个月时移植骨重塑形与正常骨小梁形态相类似。根据翻修术中骨缺具体损情况,术者会采用不同的处理方法,所以术后随访结果报道不一。W h i t e -s i d e 等15对56例全膝关节翻修术中采用打压植骨结合非骨水泥型长柄修复胫骨大块骨缺损进行了报道,术后随访12年,结果表明所有植骨区X 线片显示密度增加,其中2例异体骨几乎和周围宿主骨完全融合。P a u l 等16和H e y l i g e r s 等17采用打压植骨结合长柄翻修假体在短期内取得了良好效果

14、。P a g n a n o 等18用楔形填充块治疗了25例患者的28个胫骨缺损,术后随访6年优良率为94%。W e r l e 等19报道了用高度达30m m 股骨远端填充块处理骨缺损和重建关节线,在平均37个月的跟踪随访中,X 线结果没有松动和再翻修的表现。D e n n i s 等20在全膝关节翻修术中采用结构植骨的方法处理骨缺损,术后平均随访5年成功率为86%,X 线显示没有植骨块的塌陷和吸收,得到良好的临床效果。S c o t t 等21描述10例因股骨髁后骨缺损,用聚丙烯粘合衬垫修复膝关节曲伸间隙平衡,随访63个月,均取得满意效果。3.2翻修假体的选择普通假体并不完全适合人工膝关节

15、翻修的要求,因此为了提高全膝关节翻修的效果,通过不断发展和完善已经研制开发出翻修假体系统,其中包括各种厚度的楔形金属垫块和不同长度和粗细的股骨和胫骨假体柄组件、特制假体以及同种异体骨制成的全膝假体等。B o u r n e 等22通过严格病例随访,然后对随访结果认真分析后得出结论,2.55年随访翻修满意率仅为46%84%,术后并发症发生率高达13%30%,人工全膝关节翻修术后的优良率与是否正确选择假体系统是有一定相关性的。根据具体情况可以使用非链式限制型假体和铰链旋转型假体。在缺乏韧带支持的情况下用非链式限制型假体是一种合理选择。非链式限制型假体是在全髁型假体的基础上,增加高分子聚乙烯垫的厚度

16、来限制旋转和内外侧平移及关节成角。假体柄可固定于髓腔内,尤其适用于内外翻不稳定合并有后脱位的患者。其优点是:膝关节屈曲时可改变旋转中心,在理论上可以减少前后切线压力。对软组织的顺应性好,能缓冲关节过伸的力量。其缺点是:非链式限制型比铰链旋转型更具有限制旋转作用,这样对假体界面产生更大的旋转压力。在近中期随访中,非链式限制型假体比铰链旋转型能取得更好的效果。L o m b a r d i 等23报道,对有内侧髁骨折、内外不稳定患者用非链式限制型假体较好,它可以提供一个内侧支持。对于有膝内外翻和屈伸严重不稳的患者,不能独行非链式限制型或铰链旋转型假体进行翻修,必须同时行韧带重建修复。K r a c

17、 k o w 24和B r i l h a u l t 等25报道了关于韧带重建修复的技术,包括韧带松解、拉伸;附着点切开移位再固定;自体或异体腱移植重建韧带。这些技术也可以用于那些慢性膝关节内外不稳定的患者26。自体或异体腱移植,必须固定在正常组织或植入的假体上,并且保持适度张力。所有的软组织重建及加固技术,必须要求有假体和固定物对韧带起支持和保护作用。铰链旋转型假体的缺点:金属之间产生颗粒碎片、固定链不能顺轴相旋转、额外切除大量正常骨,其结果易造成无菌性松动及限制链不能适应膝关节正常旋转。经过改进,最近临床上出现链式膝一体化设计,它包括股骨、髌骨假体;有金属托的胫骨平台假体;假体柄有多孔渗

18、入表面,假体置入时做到假体的即刻稳定及术中紧密嵌插至关重要,可促使骨长入假体表面的微孔达到生物固定27。这种一体化假体的特点是:减少限制;模块体积大可以替代骨缺损;可以通过铰链和胫骨平台上的聚乙烯传递负荷,不但可改善伸肌装置的力学效应,而且减少对铰链和假体接触面压力、减少碎粒的产生、降低无菌松动。链式膝一体化设计假体特别适合于韧带损失或缺乏合并大量骨缺损(尤其是前后不稳定的骨缺损,其次用于缺乏限制性的假体失败,以及股骨远端骨折并要求尽早恢复功能的老年患者。对于膝过伸的患者,非链式限制型假体不能防止过伸,而选择铰链旋转型假体尤为合适,可防止过伸。J o n e s·2986·

19、医学综述2010年10月第16卷第19期M e d i c a l R e c a p i t u l a t e ,O c t 2010,V o l .16,N o .19等28用链式膝一体化设计假体翻修了30例患者,随访49个月,没有再翻修,也没有松动的X线征象。由此可以设想这种有聚乙烯接触的运动区域、有深的滑槽、长柄的新型复合假体,可以改善早期疗效。3.3术后感染的翻修人工膝关节置换术后感染是最严重的并发症,虽然关节置换术后感染率从11%已经下降至1%甚至更低4,但是一旦发生感染,就极有可能需要翻修。膝关节置换术感染的翻修治疗目的包括清除感染和重建膝关节的功能。可以分为一期翻修术、二期翻

20、修术。一期翻修术难以彻底清除残留的细菌,术后感染的复发率很高29,30。仅限于低毒感染、清创彻底、针对感染细菌有敏感抗生素的情况下。二期翻修术包括:一期手术行膝关节清理术,取出感染的假体和所有的骨水泥,在关节内植入抗生素骨水泥间隙垫。非胃肠道途径给予敏感抗生素6周。在确认感染控制后二期手术使用抗生素骨水泥作翻修术,重新植入一个新的膝关节假体31。胡玉华等31对5例膝关节置换术后感染患者采取二期翻修术治疗,平均随访2年,无一例翻修的膝关节发生感染或无菌性松动,末次随访时K S S评分从翻修术前的0分增加到术后的平均58分,平均膝关节疼痛评分从术前平均38分增加到术后平均93分,取得良好效果。吴杰

21、等32报道对膝关节置换术后感染患者采取二期翻修术治疗,平均随访9.25年,治愈率达到80%。4结语近些年随着国内人工全膝关节置换数目的增加,由于假体无菌性松动、感染、假体周围骨折以及关节不稳定等原因术后需要翻修的数量也在不断增加,而且骨缺损的处理、翻修假体的选择等难题对于每位骨科医师都是挑战。骨科医师应该在术前对患者进行系统而认真的查体,借助实验室检查和影像学资料对患者进行全面评估,制订周密的术前计划,术中根据具体情况进行处理,只有这样才能帮助患者恢复膝关节功能、解除疼痛。只有充分的术前准备、准确的术前评估和对问题全面的认识,才能有助于取得良好的翻修效果。参考文献1马立峰,郭艾.膝关节假体周围

22、骨折的诊断与治疗J.国际外科学杂志,2010,37(1:54-55.2E n g h G A,A m m e e nD J.B o n el o s sw i t hr e v i s i o nt o t a l k n e ea r t h r o-p l a s t y:d e f e c t c l a s s i f i c a t i o na n da l t e r n a t i v e s f o r r e c o n s t r u c t i o nJ.I n s t r u c t i o n C o u s e L e c t,1999,48(2:167.3F e

23、 h r i n g T K,G r i f f i nWL.R e v i s i o no f f a i l e dc e m e n t l e s s t o t a l k n e ei m p l a n t s w i t hc e m e n tJ.C l i n O r t h o p,1998,356(12:34-36.4B u e c h e l F F.T h ei n f e c t e dt o t a l k n e ea r t h r o p l a s t y:j u s t w h e ny o ut h o u g h t i t w a s o v

24、e rJ.A t h r o p l a s t y,2004,19(S u p p l1:51-55.5C a l l a g h a nJ J,S q u i r e M W,G o e t z D D,e t a l.C e m e n t e dr o t a t i n g-p l a t-f o r mt o t a l k n e er e p l a c e m e n t:an i n e-t ot w e l v e-y e a r f o l l o w-u ps t u d yJ.J B o n e J o i n t S u r g,2000,82(3:705-706

25、.6C o y t e P C,H a w k e r G,C r o x f o r dR,e t a l.R a t e so f r e v i s i o nk n e er e-p l a c e m e n t i nO n t a r i o,C a n a d aJ.JB o n eJ o i n t S u r g,1999,81A(10:772-773.7E c k e r M L,L o t k e P A,Wi n d s o r R E,e t a l.L o n g-t e r m r e s u l t s a f t e r t o-t a l c o n d

26、y l a r k n e e a r t h r o p l a s t y:s i g n i f i c a n c e o f r a d i o l u c e n t l i n e sJ.C l i nO r t h o p,2000,216(3:151-152.8H a s s e nA D.B o n e-g r a f t i n gf o r s e v e r ep a t e l l a b o n el o s s d u r i n g r e v i-s i o nk n e ea r t h r o p l a s t yJ.JB o n eJ o i n t

27、S u r g,2001,83(1:171-176.9M a s r i B A.C e m e n t l e s s t w o-s t a g ee x c h a n g ea r t h r o p l a s t y f o r i n f e c t i o na f t e r t o t a lh i pa r t h r o p l a s t yJ.JA r t h r o p l a s t y,2007,22(1:72-78.10束志勇,查振刚,李劼若,等.全膝关节翻修术中骨缺损的治疗进展J.中国矫形外科杂志,2008,16(12:1879-1881. 11E n g

28、 hG A,A m m e e nD J.B o n e l o s s w i t hr e v i s i o nt o t a l k n e ea r t h r o-p l a s t y:d e f e c t c l a s s i f i c a t i o na n da l t e r n a t i v e s f o r r e c o n s t r u c t i o nJ.I n s t r C o u r s e L e t c,1999,48(4:167-172.12M u l h a l l K J,G h o m r a w i H M.R a d i o

29、 g r a p h i cp r e d i c t i o no f i n t r a o p e r a-t i v e b o n e l o s s i nk n e e a r t h r o p l a s t y r e v i s i o nJ.C l i nO r t h o pR e l a tR e s,2006,44(6:50-51.13李锋,娄思权,张克,等.膝关节翻修胫骨侧骨缺损打压植骨术后初始稳定性的研究J.中国骨与关节损伤杂志,2006,21(8:614-616.14V a n d e r D o n kS,B u m aP,S l o o f f T J,

30、e t a l.I n c o r p o r a t i o no f m o r s e l-i z e d b o n e g r a f t s:as t u d y o f24a c e t a b u l a r b i o p s ys p e c i m e n sJ.C l i nO r t h o p,2002,396(10:131-140.15Wh i t e s i d eL A.C e m e n t l e s s r e v i s i o nt o t a l k n e e a r t h r o p l a s t yJ.C l i nO r t h o p

31、R e l a t R e s,1993,286(2:160-167.16P a u l A,L o t k e D,G r e g o r yF,e t a l.I m p a c t i n gg r a f t i n gf o r b o n e d e-f e c t s i nr e v i s i o n t o t a l k n e e a r t h r o p l a s t yJ.C l i n O r t h o p,2006,446(7:99-103.17H e y l i g e r s I C,v a n H a a r e nE H,Wu i s m a n

32、P I M.R e v i s i o nk n e e a r t h r o-p l a s t y u s i n g i m p a c t i o ng r a f t i n ga n dp r i m a r y i m p l a n t sJ.J A r t h r o-p l a s t y,2001,16(3:533-536.18P a g n a n oM W,T r o u s d a l eR T,R a n dJ A.T i b i a l w e d g ea u g m e n t a t i o nf o r b o n e d e f i c i e n

33、c y i n t o t a l k n e e a r t h r o p l a s t yJ.C l i n O r t h o p R e l a tR e s,1995,321(2:151-155.19We r l e J R,G o o d m a nS B,I m r i eS N.R e v i s i o nt o t a l k n e ea r t h r o p l a s t yu s i n g l a r g e d i s t a l f e m o r a l a u g m e n t s f o r s e v e r e m e t a p h y s

34、 e a l b o n e d e-f i c i e n c y:a p r e l i m i n a r ys t u d yJ.O r t h o p e d i c s,2002,25(7:325-327.20D e n n i s D A,L i t t l e L R.T h e s t r u c t u r a l a l l o g r a f t c o m p o s i t e i nr e v i s i o nt o t a l k n e ea r t h r o p l a s t yJ.O r t h o p e d i c s,2005,28(9:100

35、5. 21S c o t t G,P a t e l M,B r a d e n M.U s e o f p r e p o l y m e r i z e d c e m e n t s p a c e r st oa u g m e n t t h e f e m o r a l c o m p o n e n t i n r e v i s i o nt o t a l k n e e a r t h r o p l a s-t y:a c l i n i c a l o u t c o m er e p o r t a n dl a b o r a t o r ye x p e r i

36、 m e n tJ.J A r-t h r o p l a s t y,2003,18(6:769-774.22B o u r n e R B,C r a w f o r dH A.P r i n c i p l e s o f r e v i s i o nt o t a l k n e ea r t h r o-p l a s t yJ.O r t h o pC l i n N o r t h A m,1998,29(2:331-337. 23L o m b a r d i A VJ r,M a l l o r yT H,F a d a R A,e t a l.F r a c t u r

37、e o f t h et i b i a ls p i n e o f T o t a l c o n d y l a r k n e e p r o s t h e s i s s e c o n d a r y t om a l r o t a t i o no ft h ef e m o r a l c o m p o n e n tJ.K e e nS u r gA m,2001,14(1:55-59.24K r a c k o wK A.R e v i s i o nt o t a l k n e er e p l a c e m e n t l i g a m e n t b a

38、l a n c i n gf o r d e f o r m i t yJ.C l i n O r t h o p,2002,404(12:152-157.25B r i l h a u l t J,L a u t m a nS,F a v a r d L,e t a l.L a t e r a l f e m o r a l s l i d i n g o s t e-o t o m y l a t e r a l r e l e a s e i n t o t a l k n e e a r t h r o p l a s t y f o r a f i x e d v a l g u s d e-f o r m i t yJ.J