单髁置换术后假体周围骨折的危险因素及防治措施的研究进展

王煜东, 汪利合, 孙明帅, 李艺鸣, 高瑞永

(河南中医药大学, 1. 骨伤学院, 3. 第一临床医学院, 河南 郑州, 450000;2. 河南中医药大学第一附属医院 骨伤科, 河南 郑州, 450000)

膝关节单髁置换术(UKA)是治疗膝关节单间室病变行之有效的手术疗法，与全膝关节置换术(TKA)相比创伤较小、出血量小、输血风险低[1]、术后关节功能恢复较快[2]。中国超过50%的重度膝骨性关节炎(KOA)为内侧单间室受累，而外侧间室、髌股关节及多间室受累者相对较少[3]。随着假体设计、制作工艺及手术技术的改进, UKA的禁忌证不断减少，适应证逐渐增多[4], 因此UKA在国内外推广迅速。随着UKA手术量的不断增加, UKA术后并发症逐渐成为一大挑战，其中假体周围骨折为一种严重并发症，主要发生于胫骨平台[5], 可引起植入假体的失效并需要翻修手术。UKA术后假体周围骨折虽然较为少见，但其危害较大、治疗复杂，因此了解其危险因素并加以预防非常重要。由于UKA在国内推广较晚，目前国内关于UKA术后假体周围骨折危险因素的研究较少。本文总结国内外相关文献，对UKA术后假体周围骨折的危险因素、预防及治疗措施进行综述，旨在为临床诊疗提供更多依据。

1 UKA术后假体周围骨折的危险因素

1.1 患者因素

1.1.1 胫骨平台形态与种族差异: 不同人种的胫骨解剖形态存在差异，与西方人相比，亚洲人胫骨平台往往较小，且内侧平台表面的形态参数也不同, 71.3%的中国人在磁共振成像(MRI)中测得的胫骨内侧平台形态与牛津Ⅲ代胫骨假体匹配不良[6], 导致亚洲人使用同样的假体可能有更高的假体周围骨折风险。内侧髁间棘线(MEL)为术前膝关节正位X线片中从内侧髁间棘出发的平行于胫骨轴线的辅助线(白色线为胫骨轴线，黑色线为MEL，图示胫骨MEL与胫骨轴线平行且不与内侧骨皮质相交，因此不属内侧胫骨平台过度悬出，见图1)，若MEL与胫骨内侧皮质相交则表示内侧胫骨平台过度悬出(见图2)。HIRANAKA T等[7]回顾性分析了174名接受UKA的日本患者的资料，共涉及212个膝关节，其中17个膝关节发生了假体周围骨折，占比为8%, 内侧胫骨平台过度悬出以及小号胫骨平台假体部件显著能够增高骨折的发生风险，而无胫骨平台过度悬出和无胫骨假体的患者骨折率为1.4%, 低于总体骨折率。因此，由于胫骨平台较小、胫骨平台形态与假体设计不完全兼容、内侧胫骨平台过度悬出等原因，亚洲人发生UKA术后假体周围骨折的风险较欧美人更高。

图1 内侧髁间棘线

A: 术前左膝关节正位片(MEL与胫骨内侧皮质相交); B: UKA术后左膝关节正位片(胫骨平台假体周围骨折)。图2 内侧胫骨平台过度悬出

1.1.2 骨质疏松: 骨密度降低与骨折的发生关系密切[8]。UKA胫骨假体与骨质的接触面积比TKA小，使单位面积胫骨平台承受更大的压力，而骨质疏松患者骨质脆性增加，因此骨质疏松可能是导致假体周围骨折的因素。虽然骨质疏松可能提高UKA术后假体周围骨折率[9], 但无论是否合并骨质疏松，单间室KOA患者都可从UKA中获益[10], 因此骨质疏松症并不是UKA的手术禁忌证，但对于严重骨质疏松的患者，则应谨慎考虑是否采用UKA治疗。

1.1.3 肥胖: 因为假体周围骨折的发生与载荷大小、载荷传递有关，所以理论上超重患者的胫骨平台承受较大的载荷，研究[11]将体质量超过82 kg视为UKA的禁忌证，但肥胖是否为UKA假体周围骨折的危险因素仍存在争议。BONUTTI P M等[12]对UKA术后患者进行最少2年的随访后发现，体质量指数(BMI)>35 kg/m2的超重患者与BMI≤35 kg/m2的患者相比, UKA术后翻修次数更多，并且幸存关节的功能也相对较差。一项Meta分析[13]结果表明，无论肥胖与否, KOA患者接受UKA治疗后关节功能均可明显改善。一项对UKA术后患者1～12年的随访研究[14]结果发现，不同BMI分组间生存率比较，差异无统计学意义(P>0.05), 说明肥胖并不会导致UKA手术失败概率升高。虽然大量证据证明肥胖并不会增高UKA翻修的概率，但由于假体周围骨折在造成UKA手术失败的并发症中并不多见，所以仍无法判定肥胖是否为假体周围骨折的危险因素。因此虽然不应将肥胖视为UKA的手术禁忌证，但对于重度肥胖的KOA患者，应谨慎选择UKA。除上述风险外，女性更容易发生胫骨平台假体周围骨折，可能与女性使用更小型号的胫骨假体、骨质疏松症发病率高等因素有关[7, 10]。

1.2 手术因素

1.2.1 生物型假体的选择: UKA假体包括骨水泥型和生物型(无骨水泥型)，目前骨水泥型假体应用较多，而随着材料科学、假体制作技术的进展，多款生物型假体陆续上市应用[15]。生物型假体胫骨平台组件的稳定依赖于龙骨与龙骨槽之间的压配，需要胫骨假体的龙骨应比龙骨槽略宽，因此安装胫骨平台假体会对龙骨两侧骨质产生撑力，可能会分裂骨质并可能导致骨折的发生[16]。体外研究[17]证实，相较于骨水泥型设计，应用生物型设计假体的胫骨平台的承载能力明显较低。BURGER J A等[18]对41项关于UKA术后假体周围胫骨骨折的研究进行Meta分析，结果显示，生物型UKA的骨折发生率为1.24%, 而骨水泥型UKA的骨折发生率为1.58%, 大多数骨折发生于手术期间或术后3个月内，且绝大多数由非创伤引起。MOHAMMAD H R等[19]对比了英国14 814例UKA手术患者10年随访数据，结果显示生物型UKA的10年假体存活率优于骨水泥型UKA存活率，但生物型假体周围骨折翻修风险高于骨水泥型; 该团队在另一项系统评价研究[20]中指出，与骨水泥牛津UKA相比，生物型远期返修率较低，而对于非牛津UKA, 2种固定方式的翻修率相当。总之，生物型UKA远期假体存活率优于骨水泥型UKA，未来推广潜力较大，但是由于其采用龙骨与龙骨槽之间的压配安装方式，生物型UKA术后发生假体周围骨折的风险高于骨水泥型UKA。

1.2.2 手术操作误差: UKA术后假体周围骨折与术者的操作也关系密切，截骨不当、假体安装位置不良、膝关节内翻纠正不足或过度均会增高其发生风险。胫骨后方皮质骨在膝关节负重时承载的应力远大于前方皮质骨，因此胫骨截骨时如果垂直截骨过深，水平截骨过于后倾，则会减少胫骨后侧承担载荷的皮质骨量[15, 21], 降低胫骨平台骨折的载荷阈值[22], 从而增高假体周围骨折风险。KAMENAGA T等[23]回顾分析了15例接受UKA后发生假体周围骨折的亚洲患者，结果显示，胫骨假体安装靠内、低位和假体外翻的患者假体周围骨折发生率明显升高。膝关节内翻纠正不足会导致内侧胫骨平台应力较大，因此术后的胫股角(TFA)大小可能与假体周围骨折的风险相关。研究[10]测量了167例UKA术后患者(男性45例，女性122例)的骨密度、胫骨假体的安装角度和下肢力线，结果显示，术后3个月内发生假体周围骨折的12例患者均为女性，其股骨近端骨密度低于无骨折组，术后TFA则较大; 骨折组胫骨假体对齐角度(冠状位上胫骨假体水平面与胫骨轴线垂线之间的角度)平均值较无骨折组小，差异无统计学意义(P>0.05)。UKA术后胫股角越大，膝关节内翻程度越大，胫骨内侧平台承担的负载越高，因此术后膝关节内翻为胫骨平台骨折的危险因素。KIM K T等[24]提出, TFA外翻4～6 °时，假体具有更高的存活率，而膝内翻的矫正不足及过度矫正均不利于假体的存活。

2 UKA假体周围骨折的预防

2.1 测量下肢力线及MEL

双下肢全长片应作为术前常规检查，并在UKA术前测量患者的下肢力线及MEL(如图2所示)。如果MEL与胫骨内侧骨皮质相交(即内侧胫骨平台过度悬出)，则术后胫骨平台骨折风险增大[25]。虽然MEL胫骨内侧骨皮质相交不属于UKA的手术禁忌证，但结果应该作为制订手术决策的参考，此类患者应谨慎采用UKA手术。

2.2 重视抗骨质疏松治疗

虽然骨质疏松不是UKA的禁忌证，合并骨质疏松的单间室KOA患者可常规接受UKA治疗并从中受益[9]，但由于骨质疏松患者骨折风险增高，因此重度骨质疏松患者应重视术前和术后抗骨质疏松的治疗。重度骨质疏松患者应用特立帕肽和双膦酸盐序贯疗法可有效提高骨密度，改善骨代谢水平，降低骨质疏松性骨折发生率[26]。

2.3 选择合适的假体

生物型UKA假体目前在国内尚未普及，其远期存活率总体优于骨水泥型UKA假体，未来在国内应用潜力大。但现有文献结论表明，生物型假体发生假体周围骨折的可能较骨水泥型更大，因此当患者有重度肥胖、内侧胫骨平台过度悬出及骨质疏松等可能增加假体周围骨折风险的因素时，应慎重选择假体设计类型。对于此类患者的假体设计，除骨水泥型假体外，可考虑采用生物型股骨髁假体与骨水泥型胫骨平台假体组合的“混合型”假体设计[27], 该设计既保留生物型假体的优点，又避免增大胫骨平台骨折的风险。

2.4 精确的手术操作

精确截骨及假体安装在UKA中很重要，术者经验不足可能导致截骨的误差过大以及后皮质穿孔，增大术后假体周围骨折的风险[28]。但UKA学习曲线长，丰富经验需要长期的手术积累。计算机导航辅助[29]可以使经验不足的医生具有更高的手术精度，最终改善临床结局，但即使使用计算机辅助导航系统，经验不足的医生在手术时也可能造成UKA胫骨假体周围骨折，因此仍需注意精细操作。3D打印技术可以改善UKA术后结局, GU F等[30]将22名接受UKA治疗的患者分为2组，其中一组首先重建关节的模型，并据此决定截骨的角度，然后通过3D打印技术打印出指导模板，另一组患者接受常规UKA。术后结果显示，运用3D打印技术手术时间更短、伤口引流更少、住院时间较短，并且关节功能较常规UKA组更好。新技术的应用可以帮助截骨、假体安装等步骤的精确操作，但术者术中仍需精细操作。

3 UKA假体周围骨折的治疗

3.1 非手术治疗

目前UKA术后假体周围骨折尚无统一分类标准，具体治疗取决于骨折特征[31]。如果骨折为不全骨折或是轻度塌陷、无移位，假体位置稳定，则可采用保守治疗。骨折发生时应立即予以制动并限制负重，制动期间应注意抗凝药物的使用、踝泵运动及股四头肌功能锻练，定期复查X线片，观察骨折有无移位及愈合情况，骨折愈合后拆除外固定支具后进行全面肌肉、关节功能锻练。由于UKA为新技术，中医药治疗UKA假体周围骨折的文献较少，治疗时可参考骨折“三期辨证”原则进行中医药治疗[32]。骨折完全愈合之前可以考虑手术干预[33]。

3.2 手术治疗

不稳定性骨折应采取内固定手术治疗，根据骨折具体情况可选切开复位内固定术及人工全膝关节翻修术。若骨折后假体位置及功能良好，应给予切开复位内固定手术治疗，钢板内固定术治疗UKA术后胫骨平台骨折可承载载荷高、稳定性佳[34], 因此推荐使用钢板内固定术治疗UKA术后胫骨平台骨折。内固定术后应限制负重6周后行X线片检查，骨折愈合良好方可下床行走。叶国柱等[35]报道1例UKA术后胫骨平台骨折后行支撑钢板内固定手术治疗的患者，术后限制负重6周后下床行走，半年后患者膝关节功能恢复良好。

UKA术后发生胫骨平台骨折导致假体失效或骨折块太小难以行内固定手术，应行TKA翻修术治疗。若患者高龄、有严重骨质疏松、体质量过大等可能引起骨折愈合能力差或希望进行一次手术后立即负重，也建议行TKA翻修术[31]。VAN LOON P等[36]报道3例UKA假体周围骨折行TKA翻修术的患者，治疗疗效良好; BROWN N M等[31]报道5例UKA假体周围骨折患者行TKA翻修术治疗，后续62个月的随访中患者均获得满意治疗结局。

4 小 结

术后假体周围骨折作为一种具有严重危害的并发症，正确的预防和处理尤为重要。首先，术前应常规检查下肢全长X线片以评估下肢力线，对于MEL与胫骨内侧皮质相交、重度肥胖、严重骨质疏松的患者应谨慎考虑手术方式，围术期须重视抗骨质疏松的治疗。术中应精细操作，避免截骨不当、膝内翻纠正过度或不足。其次，假体周围骨折一旦发生，应立即制动并给予正确处理，根据患者骨折是否稳定、假体功能情况及患者活动需求决定是否手术或考虑其他具体手术方案。

UKA在国内发展较晚，目前国内关于UKA术后假体周围骨折的文献较少，不同人种之间骨骼形态存在差异，国外研究结果可能不完全符合国内实际情况。由于客观上难以开展关于UKA术后并发症治疗措施的随机对照试验，相关文献主要为体外研究、回顾性研究及病例报道。因此，UKA术后假体周围骨折的危险因素及防治措施仍需进一步探索以达到让患者获得无疼痛、功能良好的膝关节的治疗目标。