全膝关节置换术后胫骨假体断裂翻修1例报告

刘金柱，张超，夏天卫，沈计荣

(江苏省中医院骨伤科，江苏 南京 210000)

人工全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)已成为各种终末期膝关节病的有效治疗手段，其在缓解疼痛、改善功能、提高生活质量方面有着显著效果，在临床上得到了广泛运用。然而人工关节假体有一定的使用寿命，平均使用寿命在15～20年，随着更年轻患者接受TKA及患者寿命的延长，膝关节翻修手术数量已经逐年增多。常见的翻修原因包括无菌性松动、感染、假体周围骨折、垫片磨损等[1-2]。近年来，全膝关节置换术后胫骨平台假体断裂同时伴巨大骨缺损的情况还未见文献报道。本文报道1例全膝关节置换术后出现胫骨假体断裂翻修的病例，现报告如下。

1 病例资料

76岁女性患者，2008年因骨关节炎在外院行左侧全膝关节置换术，术后恢复良好。2017年开始出现左膝疼痛伴活动不利，未诊治，后逐渐跛行。现患者行走困难，经轮椅推入我科进一步治疗。X线提示右膝骨关节炎，髌骨脱位；左膝胫骨假体断裂移位，假体周围骨溶解(见图1)。专科查体：左膝肿胀，内翻畸形，表面肤温正常，内外侧间隙压痛阳性，屈曲60°，伸直5°，侧方应力试验阳性(见图2)。白细胞计数、血沉及C反应蛋白未见明显异常，肝肾功能正常，身体质量指数23.6 kg/m2。术前诊断：左膝置换术后假体松动，左膝胫骨假体断裂，右膝骨关节炎。

图1 术前影像学资料示右膝骨关节炎，髌骨脱位；左膝胫骨假体断裂移位，假体周围骨溶解

术前分析：根据术前影像，结合专科查体，骨缺损分型应属于AORI-2或3型。备2套方案，根据术中探查：(1)若内侧副韧带结构完整，功能尚可，骨缺损为AORI-2型，则用髁限制性膝关节(constrained condylar knee，CCK)假体+金属垫块或袖套；(2)若内侧副韧带止点缺如，功能丢失，骨缺损为AORI-2型，则用铰链膝关节假体。术前准备好组织细菌培养所需材料，术中多处取样(≥3)。

术中操作：取右膝前正中纵形切口，沿原切口疤痕进入。打开关节后见胫骨假体内侧断裂，聚乙烯垫片脱出(见图3)，关节腔少量透亮关节液，抽取送培养，同时选取不同部位滑膜做术中快速病理检测。取出垫片，发现股骨、胫骨假体均完全松动，徒手取出假体。术中见股骨髁、胫骨严重骨缺损，探查发现内侧副韧带止点缺如，功能丢失，属于AORI-3型。彻底清除增生肉芽、界膜组织和残留的骨水泥，脉冲枪冲洗干净，股骨内外侧髁皮质骨完全丢失，胫骨平台外侧皮质骨尚完整，据此判断初次置换时候的关节线位置，平台内侧骨缺损约3 cm，根据外侧骨皮质位置内侧拧入3枚螺钉，位置低于截骨面。先用骨水泥填充胫骨缺损，安装胫骨假体，恢复关节线，然后再用骨水泥填充股骨侧缺损，最后安装股骨假体和铰链(见图4)，见膝关节间隙适度，各方向稳定，屈100°，伸0°，髌骨轨道良好，生理盐水反复冲洗后，依次缝合皮下和皮肤。

术后情况：术后予抗感染、抗凝、消炎镇痛、消肿、抗骨松等治疗，术后第2天下地行走。末次随访时左膝屈90°，伸0°，VAS评分1分，KSS评分为88分(见图5)。

图5 术后X线片示假体位置良好，力线恢复

3 讨 论

全膝关节置换术后出现假体断裂的情况十分罕见，大多数报道是关于聚乙烯垫片的磨损。有研究表明[3]，膝关节翻修最常见的原因是无菌性松动和感染。本例患者初次置换使用的固定平台假体在无外伤情况下出现胫骨平台假体内侧断裂。根据患者病史及影像检查，分析得出假体断裂的原因有如下几点：(1)假体断裂位置出现在内侧，说明内侧压力集中，初次置换后下肢力线可能残留内翻导致的，加上右侧髋膝均有病变，主要依靠左腿负重，进一步增加左膝负荷；(2)与活动平台假体相比，固定平台假体垫片与金属胫骨平台之间存在锁扣机制，不能随着膝关节的运动而移动，从而出现应力遮挡效应，且高限制性又可以增加作用于假体-骨水泥-骨界面的侧方剪切力；(3)假体位置安放不当、偏小或者骨水泥过厚也可能出现局部应力集中现象。Hatayama等[4]报道初次全膝置换术后3°以内的内翻是可以接受的，不会缩短假体使用寿命。至于旋转平台与固定平台相比，大量文献表明二者生存率相当，固定平台更适用于活动少的老年人，而旋转平台用于畸形轻、活动多的年轻患者。

图2 术前见左膝肿胀，内翻畸形 图3 术中见假体内侧断裂，垫片脱出 图4 用骨水泥填充骨缺损，安装假体

另外，假体周围骨质广泛溶解在临床上也比较少见。导致骨溶解的机制包括生物学因素和机械性因素。磨损颗粒是诱发骨溶解的核心。目前认为磨损微粒(聚乙烯颗粒、金属颗粒、骨水泥颗粒等)能够刺激成骨细胞分泌TNF-α、IL-6、IL-8、RANKL和MCP-1等细胞因子，能促进破骨细胞功能、刺激骨吸收溶解，最终导致骨溶解及假体松动[5-6]。既往聚乙烯衬垫磨损多出现在股骨侧接触面，而本例患者平台侧垫片磨损十分严重，股骨侧轻微磨损，考虑是平台断端反复与垫片摩擦造成的，大量的聚乙烯磨损颗粒引发一系列生理病理反应，最终导致假体周围巨大骨缺损。因此当出现患膝疼痛、行走不稳情况时，应及早诊断和治疗，一定程度上可以避免继发性骨溶解的发生。

全膝翻修手术最大的挑战是如何重建严重的骨缺损和恢复已破坏的韧带止点。术前要做好充分检查以评估骨缺损的大小和范围，同时结合不同策略的特点和患者年龄、生活需求进行重建方式选择；术中，要仔细检查侧副韧带止点及功能情况，确定使用CCK假体还是铰链膝。目前临床常用的骨缺损分型是安德森骨科研究所系统分型(anderson orthopaedic research institution，AORI)，对于AORI-1型骨缺损，可以使用骨水泥联合螺钉、植骨或者金属垫块；对于AORI-2型，如果是包容型干骺端相对完整的骨缺损，金属垫块和干骺端袖套最常用，植骨方案因为供源、感染、骨吸收问题等较少使用，如果是非包容型干骺端缺损，TM Cone因其良好的生物相容性和骨引导特性是一个不错的选择，但价格相对昂贵；对于AORI-3型骨缺损，也可以使用金属垫块或者TM Cone，此外3D打印定制假体也逐渐进入临床。对于本例患者，术前根据查体及相关CT、X线片检查，初步判断骨缺损为AORI-2或3型，因此准备了CCK和铰链膝两套方案，术中探查发现，患者内侧副韧带功能完全缺失，骨缺损程度属于AORI-3型，理论上应该选择铰链膝假体，考虑目前院内能使用的固定铰链膝有不能组装金属垫块或袖套的缺点，所以TM Cone是较好选择，它可以提供类似骨小梁多孔结构，中远期稳定有保障，但是价格昂贵，最终综合考虑假体类型、患者年龄、经济水平和平时活动量，选择了不太稳妥但相对经济的骨水泥联合螺钉填充，尽管此方法更适用于AORI-1不太严重的骨缺损。骨水泥联合螺钉填充的优点为技术简单，术后短时间内即可恢复膝关节的生物力学稳定性，中短期功能康复结果令人满意；缺点为长期并发症的发生率仍然很高。

全膝关节置换术后假体断裂的情况临床上非常罕见，应争取及早发现，以降低继发性巨大骨溶解的发生风险，防止韧带功能缺失，从而避免铰链膝这样全限制性假体的使用。总之，假体限制性越低，骨缺损越轻，患者术后功能恢复越好，假体使用寿命也会越长。另外，如何降低假体断裂还有待进一步深入研究，包括假体材料的改进、更新以及手术方式的最优化等。