骨水泥型与非骨水泥型假体置换治疗膝关节周围骨肉瘤的疗效评价

浦飞飞 张志才 邵增务 王佰川 刘建湘 吴强 钟彬龙

作者单位：430022武汉，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科

骨肉瘤是儿童和青少年最常见的原发恶性骨肿瘤，约 70% 发病于膝关节周围的股骨下端和胫骨上端[1]。随着新辅助化疗的规范化应用和外科手术的精准化切除，肢体骨肉瘤的保肢治疗已日益普及[2]。膝关节周围肿瘤保肢治疗的重建方式较多，有大段异体骨重建、瘤段灭活再植和人工假体置换等，其中人工假体置换可提供患肢的即时稳定性，避免瘤骨灭活后强度减低、骨重建后不愈合、排异反应等问题[3]。关节假体分为骨水泥型和非骨水泥型两种，其中骨水泥型假体在临床应用中占据绝大多数[4-5]。骨水泥作为惰性材料机械性结合骨和假体，将导致老化及磨损，影响假体的长期稳定[4]。非骨水泥型假体通过生物学固定，可以减少感染发生，提高假体的长期稳定性[5]。本研究回顾性分析71例采取骨水泥和非骨水泥型假体置换的膝关节周围骨肉瘤患者资料，回顾性分析了两组患者的手术效果、肢体功能、术后并发症及预后生存，为膝关节周围骨肉瘤的保肢治疗提供参考。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1.纳入标准：(1) 2014年 6月至 2019年6月，在我院行保肢治疗的膝关节周围骨肉瘤患者；(2) 膝关节周围骨肉瘤患者；(3) 行膝关节假体置换保肢治疗者；(4) 随访资料完整者。

2.排除标准：(1) 非膝关节周围骨肉瘤患者；(2) 截肢治疗者；(3) 非关节假体置换保肢治疗者；(4) 失访或资料不完整者。

二、一般资料

本研究共纳入 71例，其中男 43例，女 28例，平均 10.4 (6～49) 岁。所有患者经 X线、CT、MRI和全身骨显像检查确定符合保肢条件，经肺部 CT和 (或) PET-CT检查排除远处转移。术前穿刺活检或者切开活检明确骨肉瘤的病理诊断，其中骨母细胞型 59例、软骨母细胞型 6例、纤维母细胞型4例、其它类型 2例。股骨远端肿瘤 43例，胫骨近端 28例。根据 Enneking外科分期[6]，所有患者均为ⅡB期。术前合并病理性骨折 2例。所有患者术前进行 2～4个疗程的新辅助化疗，化疗方案采用甲氨蝶呤和阿霉素为主的单药化疗，其中阿霉素可与顺铂联合化疗。

三、手术方法

术前新辅助化疗完成后再次行 X线和 MRI检查，评估肿瘤缩小体积、瘤体坏死情况和组织侵犯范围，临床评估患者一般状况、麻醉和手术耐受能力。采用膝关节前正中手术入路，完整切除活检针道或切口。根据 Enneking外科分期，在肿瘤边缘外3～5 cm处对原发肿瘤进行广泛或根治性切除，随后进行扩髓、适配和假体安装。术中注意保护侧副韧带和髌韧带，重建股四头肌和髌骨平衡。将腓肠肌内侧头肌瓣转位后覆盖在胫骨假体表面，重建关节囊、髌韧带和腓肠肌，保证覆盖假体肌肉的完整，从生物学角度固定伸膝装置。本研究选用的假体分为骨水泥型和非骨水泥型，对于骨骺未闭的患者选用可调式旋转铰链式膝关节假体，对于骨骺已闭的患者选用普通旋转铰链式膝关节假体。本研究骨水泥型假体置换采用骨水泥固定股骨假体髓内柄和胫骨柄，非骨水泥型假体置换采用骨水泥固定股骨假体髓内柄，压配法固定胫骨柄。

四、术后处理

术后预防性使用抗生素抗感染治疗，采用低分子肝素钙预防下肢深静脉血栓形成，术后尽早拔除引流管，复查膝关节正侧位 X线片后进行康复训练。术后化疗一般至少进行 9个疗程，多采用甲氨蝶呤和异环磷酰胺单药治疗为主，亦可交替使用阿霉素单药化疗或者联合使用顺铂化疗。

五、术后随访及功能评估

术后第 1、3、6个月，各随访 1次，其后每6个月随访 1次直至 2年，而后每年随访 1次。随访时复查肺部 CT和患肢部位 X线检查，评估肺部转移和局部复发情况。采用美国骨肿瘤学会(Musculoskeletal tumor society，MSTS) 功能评分，从疼痛、功能、满意度、支持物、行走、步态进行功能评估，每项 0～5分，共 30分[7]。

六、统计学处理

结果

本研究骨水泥型和非骨水泥型假体置换组分别54例和 17例，所有患者随访时间 10～76个月，平均 31个月。骨水泥型假体置换组下肢 MSTS功能评分为 23.8±3.3 (17～28) 分，非骨水泥型假体置换组下肢 MSTS功能评分为 25.9±1.7 (20～29) 分，两组差异有统计学意义 (P＜ 0.05)。骨水泥型假体置换组 1例发生假体周围骨折，2例发生假体无菌性松动(图 1)。非骨水泥组随访期间均未出现感染、假体脱位、假体松动等并发症 (图 2)。本组共 11例死于肿瘤相关疾病，48例患者无瘤生存，12例带瘤生存。24例 (24/ 71，33.8%) 术后 4～29个月内发生肺部转移或其它部位多发转移，8例 (8/ 71，11.3%)出现局部复发。

图1 患者，女，12岁，左股骨远端骨肉瘤 a：术前 X线片；b：骨水泥型假体置换术后 X线片 (骨水泥固定股骨假体髓内柄和胫骨柄)；c：术后 2年 X线片显示假体松动图2 患者，女，15岁，左胫骨近端骨肉瘤 a：术前 X线片；b：非骨水泥型假体置换术后 X线片 (骨水泥固定股骨假体髓内柄，压配法固定胫骨柄)Fig.1 Female,12 years old,osteosarcoma of the left distal femur a:Preoperative X-ray film; b:X-ray image after cemented prosthesis replacement; c:Postoperative X-ray film showed prosthesis loosening 2 years postoperativelyFig.2 Female,15 years old,osteosarcoma of the left proximal tibia a:Preoperative X-ray film; b:X-ray image after uncemented prosthesis replacement

讨论

目前，骨肉瘤的治疗强调多学科联合参与的综合治疗，随着新辅助化疗的广泛应用和外科技术的快速提高，手术联合化疗在提高患者生存率和提升肢体功能方面发挥重要作用，保肢治疗已成为骨肉瘤治疗的主流方案[8]。肿瘤切除后重建骨缺损有瘤段骨灭活再植、同种异体骨重建、同种异体骨 -假体复合重建、人工假体置换等方法，其中人工假体置换是目前肢体重建的最常见手段[9]。相比于其它重建方式，人工假体置换可以提供即刻的稳定性，避免瘤段骨灭活再植后局部肿瘤复发率高、灭活骨强度欠佳、不能早期负重的问题，还可以降低同种异体骨重建后骨排异、骨不愈合的风险[10]。

肿瘤型人工假体主要分为骨水泥型假体和非骨水泥型假体，其中骨水泥型假体应用较早，应用范围也较为广泛[4-5]。但是研究发现骨水泥型假体存在诸多问题，例如骨水泥与金属界面的磨损导致假体发生无菌性松动，同时骨水泥使用过程中的产热可能造成组织损伤，骨水泥也给假体翻修增加了手术难度[11]。随着材料科学的快速发展，非骨水泥假体展现出了良好的治疗效果[12]。骨水泥渗透进骨小梁后均匀分布假体与骨之间的应力，增强松质骨的机械强度和抗变形能力，同时也有研究表明在骨水泥中添加万古霉素类的抗生素可以降低术后感染的发生率[13]。非骨水泥型假体可以提供生物学骨假体界面，通过骨与假体间的骨长入达到生物固定，长期固定效果相较于骨水泥型假体更好[14]。影像学立体成像分析发现，非骨水泥型假体相较于骨水泥假体，可以减少微动发生，有效减少无菌性松动的发生[15]。值得注意的是，非骨水泥型假体有效保存了骨量，术后翻修更为简便快捷[13]。

临床上对于年纪较大或者骨质疏松的患者多选用骨水泥型假体，但是骨肉瘤患者多为儿童和青少年，他们期望更高的假体生存率和关节活动度。对于这部分患者而言，非骨水泥型假体通过骨与假体间的骨长入达到生物固定，因此假体无菌性松动发生率更小，假体使用时间更长。王冀川等[16]分析了胫骨近端骨肿瘤切除重建后假体的中长期生存情况和假体失败的原因，结果发现在 143例患者 (165例假体) 中，假体骨水泥固定与生物固定方式间的假体生存差异无统计学意义。本研究显示，骨水泥型假体置换组 3例发生假体周围骨折和无菌性松动，但非骨水泥组随访期间均未出现假体脱位或松动等并发症，这说明非骨水泥型假体组的短期随访结果优于骨水泥型假体置换组。分析其原因可能是由于非骨水泥型假体表面的多孔设计和粗糙处理增加了骨与假体接触面积，更有利于骨长入，增加了生物学固定的稳定性[17]。但本研究的非骨水泥型假体置换组病例数较少，随访时间较短，还需进行更长时间的、更大样本量的随机对照研究。

本研究骨水泥型假体置换组下肢 MSTS功能评分为 23.8±3.3 (17～28) 分，非骨水泥型假体置换组下肢 MSTS功能评分为 25.9±1.7 (20～29) 分，两组间无统计学差异。Liang等[18]回顾性分析了股骨远端肿瘤切除术后行胫骨骨水泥固定和非骨水泥固定患者资料，发现胫骨非骨水泥固定在肢体功能重建中安全有效，可以缩短手术时间，可以保存胫骨骨干皮质骨量，实现骨缺损的理想修复，并能适应胫骨干的微运动。此外，本研究发现短期随访期内非骨水泥型假体置换组未出现假体周围骨折、关节假体感染或深静脉血栓形成等并发症。分析其原因，可能因为非骨水泥型假体手术过程中无须等待骨水泥固化，有效减少手术时间和止血带使用时间，从而有效降低术中并发症发生率，避免骨水泥栓塞综合征等不良反应[19]。研究发现，非骨水泥型假体具有钽金属骨小梁结构，具有较好的生物相容性，有利于成骨细胞在假体表面增殖，阻止细菌等微生物黏附，从而发挥抑菌作用[20]。

综上所述，非骨水泥型假体可有效规避骨水泥应用的弊端，促进骨与假体间的骨长入，具有减少应力遮挡、降低界面微动、抑制细菌活性、保存残留骨量、易于手术翻修等优点，能够有效延长假体长期生存率。因此，随着骨肉瘤患者总生存期的延长和生存率的提高，对于预生存期较长、活动量较大且骨质较好的患者而言，非骨水泥型假体不失为一种有效的治疗选择。但本研究样本量较小、随访时间较短，还需要多中心、大样本、长时间的临床随机对照研究进行验证。