膝关节单髁置换术的研究进展

冯重阳，姬振伟，吴鹏，王志学，张智翔，丁勇

(空军军医大学唐都医院骨科，陕西 西安 710038)

膝关节骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是一种退行性疾病，终末期严重影响患者的生活质量。随着我国人口老龄化加剧，KOA患病人数明显上升，据报道，85%膝关节退变主要累及单间室。Hernborg 等[1]经过10～18年随访也证明了KOA很少波及外侧间室。对于终末期单间室KOA可以采用单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)、胫骨高位截骨术(high tibial osteotomy，HTO)和全膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)进行治疗。随着保膝理念在关节外科医生意识上的不断深入，以及UKA较好的临床疗效，使其得到了迅速发展。但对于UKA的临床使用还存在部分顾虑。因此，本研究通过回顾文献进一步评估UKA的手术适应证、假体选择、临床疗效与发展趋势。

1 UKA的适应证和禁忌证

1.1 适应证 早期UKA随访的高失败率使人们对于该手术方式的疗效产生质疑。Kozinn和Scott[2]定义了UKA的经典适应证：年龄>60岁，体重<82 kg，不能进行剧烈或者重体力活动，膝关节轻微静息痛，屈曲活动度>90°，屈曲挛缩<5°，外翻畸形<15°，内翻畸形<10°，术前畸形可被矫正。由于对UKA适应证的严格把握，保证了术后的临床疗效。近年，随着UKA手术技术的改进和假体设计的改良，其适应证被适当扩大，如髌股关节炎、前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)异常，身体质量指数(body mass index，BMI)作为禁忌证已被受到质疑，但扩大后的适应证是否会导致患者术后满意度和假体生存率降低，暂还不能确定。

1.1.1 髌股关节炎 对于合并髌股关节炎的患者能否行UKA治疗，Song等[3]通过对比合并与不合并髌股关节炎的患者，发现两组患者术后在膝关节疼痛、功能评分和髌股关节炎进展方面无显著差异，且UKA术后的功能结果和术前髌股软骨退变的分级之间无必然联系。Berger等[4]对308例患者进行固定平台UKA，其中合并中度以上髌股关节炎(Ⅲ或Ⅳ)的患者占26%，术后随访也支持不应将髌股关节炎作为UKA的绝对禁忌证。但当髌股关节外侧软骨严重退变时，王冰等[5]研究发现此类患者术后会伴有膝前痛，临床疗效较差。证明了术前X线片对髌股关节评估的重要性。外侧髌股关节严重退变呈现沟槽样改变时，会对UKA术后疗效产生影响，因此选择手术方式时要慎重。

1.1.2 ACL异常 经典的适应证认为功能完整的ACL是行UKA的前提条件。Goodfellow等[6]研究显示ACL功能异常患者术后UKA失败率是ACL功能正常患者的10倍，这可能与假体磨损或胫骨部件无菌性松动有关。但近年研究出现了不一样的观点。膝内侧间室OA合并ACL缺失存在两种情况，一种是原发性OA导致ACL缺失，髁间窝增生骨赘对ACL造成慢性损伤，导致ACL功能不良或缺失。这类主要是老年患者，临床表现为膝关节僵硬和内侧间室疼痛，较少会出现膝关节不稳。Boissonneault的[7]研究证实，对于膝关节稳定年龄较大和活动量较低的患者，在没有ACL的情况下可以使用UKA。另一种是创伤性ACL断裂继发OA，此类患者出现症状较早，运动要求较高，可以使用UKA联合前交叉韧带重建(anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR)作为治疗手段。UKA联合ACLR可以恢复膝关节正常的功能，与完整ACL行UKA患者术后疗效一致。2016年一项研究表明，UKA联合ACLR膝关节各项评分类似于ACL完整行UKA患者，且术后并发症没有明显增加[8]。因此，对于膝关节不稳、年轻且活动量大符合UKA适应证的患者，可以采用UKA联合ACLR。

1.1.3 肥胖患者 肥胖症在发达和发展中国家已成为一种流行病，既往认为肥胖患者接受UKA后临床疗效差，假体存活率低。Hamilton等[9]研究显示，按照体重<82 kg和≥82 kg分组，UKA术后10年两组患者膝关节功能评分无显著差异，随访15年假体的生存率差异无统计学意义。Molloy等[10]的前瞻性研究，按BMI分为BMI<25 kg/m2、25～30 kg/m2、30～35 kg/m2和BMI≥35 kg/m2四组，发现10年后各组患者膝关节功能评分差异无统计学意义，假体10年生存率也无统计学意义。因此认为不应将肥胖作为UKA的禁忌证，但肥胖作为KOA的一个已知危险因素，医生应该鼓励患者减轻体重，调节危险因素，预防并发症的发生。

1.2 禁忌证 UKA的手术禁忌证为：(1)病变同时累及两个或三个间室的骨关节炎；(2)感染性关节炎、类风湿性关节炎等炎症性关节炎(3)内翻和外翻畸形>15°，屈曲挛缩>15°。

2 UKA假体类型的选择

不仅手术技术在进步，UKA假体设计也在不断改良，包括固定平台和活动平台两种类型，但在两者之间如何抉择仍然没有定论。就假体设计而言，手术切除内侧半月板，术后患者屈膝下蹲时固定平台单髁胫骨内旋幅度变小，股骨内侧髁位置更加偏后，因此，固定平台单髁无法模拟正常膝关节的运动模式。一项体外模拟研究指出固定平台UKA无法恢复正常膝关节内侧轴移、前后向活动及韧带张力[11]。活动平台单髁使用匹配度更高的半月板衬垫，使胫骨内旋和股骨内侧髁的移位模式与正常膝关节相同，可获得正常的膝关节运动模式。2020年一项体外尸体标本研究[12]指出相较于固定平台假体，活动平台假体对膝关节运动学影响较小，且一项体外3D有限元模型分析显示，活动平台对髌股关节的影响或干扰更小[13]。但活动平台的理论优势在既往的临床研究中尚未体现，大多研究认为固定与活动平台假体的临床功能评分无差异[14]。而最近的研究显示，活动平台的临床功能结果更好，遗忘膝程度更高，体现了其设计上的理论优势[15]。

对于固定平台UKA，Smith等[16]对101例外侧单间室固定平台UKA的患者进行随访，结果显示外侧固定平台UKA可以作为TKA的良好替代，在治疗外侧单间室关节炎临床效果较好。而一项前瞻性对照研究比较固定与活动平台单髁治疗外侧间室骨关节炎，发现虽然二者在活动范围和功能结果方面无差别，但外侧间室骨关节炎采用活动平台假体早期翻修率较高[17]。Ozcan等[18]研究了在胫骨假体旋转不佳的情况下，活动平台和固定平台UKA患者的临床和影像学结果，平均随访(28.8±11.3)个月，通过比较膝关节功能评分发现固定平台UKA可以发挥更好的效果，提示固定平台对手术技术的容错率更高。UKA术后假体的长期生存率一直为人们所担心。Scott等[19]采用Kaplan-Meier分析109例使用固定平台组的UKA患者，得出了10年的生存率为85.5%。Neufeld等[20]对固定平台和活动平台组进行对比，以需要进行TKA作为终点，术后10年时两组的整体生存率为88.0%，固定平台组为82.9%，活动平台组为90.9%，假体存活率差异无统计学意义(P=0.102)，认为活动平台和固定平台都能提供长期的生存率。

因此对于选择何种假体，结合活动与固定平台单髁各自的优势与不足，医生要根据自己个人经验、患者的专科查体、影像学资料和术后预期进行选择。

3 UKA的临床疗效

现今随着医生对患者的合理选择、手术技术改良和假体的发展，UKA的优势逐渐显现，但UKA的长期疗效在已发表的文献中各不相同。Koskinen等[21]发现UKA术后7年假体存活率为86.6%，认为衬垫的磨损是一个很常见的问题。Bordini等[22]对3 929例UKA随访10年发现术后假体的存活率为86.8%，认为年龄会影响术后假体的存活率。Vasso等[23]对136例UKA进行了10年的随访，发现长期生存率为97.1%。Khow等[24]随访发现置换术后胫骨假体冠状角在2°～4°，股骨假体冠状角在0°～2°，术后10年临床效果满意，15年生存率可达100%。Jennings等[25]随访100例UKA患者，术后11年满意度为98%、生存率为85.02%，认为合理的选择UKA患者和熟练的手术技术是保证手术疗效的关键。Zambianchi等[26]也发现术者的手术技术是UKA良好效果的关键，这样才能保证术中假体位置放置满意和恢复下肢力线。由此可见对于单间室骨关节炎治疗，UKA可以是一个重要的治疗手段，外科医生只有通过不断地学习提高才能保证手术长期疗效。

4 UKA与其他术式的比较

4.1 UKA与TKA 治疗单间室骨关节炎时，TKA和UKA的疗效确切，虽然也有相关文献报道，但是对于选择哪种手术方式尚无定论。王家伟等[15]对比了同期行UKA和TKA治疗内侧骨关节炎的效果，认为UKA患者人工关节的遗忘程度更高，早期疗效优于TKA。Hauer等[27]对UKA和TKA患者术后随访，发现和TKA相比，UKA具有更高的活动水平和更大的活动度。Siman等[28]研究发现UKA和TKA虽然术后并发症和中期存活率之间差异无统计学意义，但由于UKA的损伤小，对于符合适应证的老年患者应作为优先选择。因此在同时符合UKA和TKA适应证的时候，医生应该进行系统评估，决定哪种术式更能让患者获益。

4.2 UKA与HTO 长期以来，HTO一直被用于治疗膝关节内侧骨关节炎。HTO和UKA的治疗理念不同，HTO是通过矫正下肢力线减少对患侧间室的磨损，UKA是采用人工假体置换磨损的单侧间室，两种术式都能改善患者症状。HTO理想适应证包括年龄<60岁，有症状的轻至中度膝关节内翻(5°～15°)，内侧间室受累(Ahlback分级<Ⅲ级)，外侧和髌股间室正常，良好的膝关节活动度(屈曲>120°)，以及没有关节松弛或不稳定。UKA的适应证在本文第一个小节已经提出。两种手术的适应证不尽相同，但对于同时满足UKA和HTO适应证的患者，选择合适的手术方案尚存在一定的争议。Koh等[29]回顾比较了123例内侧开放楔形胫骨高位截骨术(open wedge high tibial osteotomy，OWHTO)患者和118例UKA患者术后满意度的预测因素，结果表示严重的OA是HTO术后不满意的危险因素，年轻和严重的内翻畸形是UKA术后不满意的危险因素。因此骨科医生在决定施行那种术式时，应考虑到此因素，以确保患者获得预期的效益。

对于两种术式术后疗效以及运动恢复情况，Kim等[30]前瞻性比较了49例HTO和42例UKA患者，发现术后12个月UKA组比HTO组能更快地恢复到之前的活动水平；此外在24个月时，UKA组和HTO组的运动恢复率分别为94.1%和75.0%(P=0.031)，认为UKA比HTO有更好的短期恢复运动的效果。Jacquet等[31]回顾性对比术前加利福尼亚大学洛杉矶分校(University of California at Los Angeles，UCLA)评分>8分采用OWHTO和UKA的患者，记录膝关节功能评分以及术后恢复运动的情况。认为和UKA组比较，HTO组术后2年恢复运动的速度较快，能进行冲击性运动的患者比例更高(HTO组为62%，UKA组为28%)，运动相关的功能评分也高。

在UKA或HTO失败后，骨关节炎进行性加重，TKA是一种常见的手术解决方法。Lewis等[32]的研究发现UKA失败翻修为TKA时，长期随访疗效较好，手术时使用延长的胫骨杆可以降低再次翻修的风险。Lim等[33]研究UKA和HTO翻修为TKA，短期临床疗效无差异。UKA翻修为TKA需要更多的翻修部件导致手术时间延长，但与HTO翻修为TKA相比并发症的出现较少。Lee等[34]通过一项荟萃分析得出UKA和HTO翻修成TKA的概率相似，翻修后两组临床疗效无差异，UKA翻修为TKA手术更加复杂，需要更厚的聚乙烯衬垫和更多的翻修部件，HTO翻修为TKA时胫骨的延长杆需要通过截骨间隙。

因此对于同时满足这两种手术方式的患者，选择时应结合患者的年龄、骨关节炎的严重程度、畸形程度、术后所从事的工作、预期以及翻修等综合评价。

5 UKA的发展趋势

随着数字骨科的发展，计算机及机器人导航技术辅助微创小切口膝关节单髁置换术的联合治疗，解决了微创手术视野局限的问题，提高了植入假体位置精确性，取得了令人满意的临床疗效。2003年Jenny首次报道了计算机辅助导航技术在UKA的应用，认为计算机导航组可以提高假体植入位置的准确性，随后关于该技术临床应用不断报道[35]。Batailler等[36]通过对80例机器人辅助下的UKA和80例传统下的UKA进行回顾性研究，也认为与传统技术相比机器人辅助下假体植入位置更加精确，并且术后翻修率较低。Motesharei等[37]对比31例Mako机器人辅助下UKA和39例传统UKA术后患者步态的恢复情况，发现不仅植入假体的对位更加准确，在患者步态及运动力学的恢复也取得了好的效果。Dretakis等[38]开展了一项前瞻性研究，在机器人的辅助下进行了51例UKA，术后随访3年以上，植入物的存活率100%，具有良好的患者满意度，在疼痛、僵硬和功能方面都有了明显的改善。Kayani等[39]开展了一项短期的前瞻性研究，与传统的UKA比较，机器人辅助下UKA可以减少术后疼痛，降低镇痛药物的用量，有利于患者早期功能的恢复，并且缩短了出院时间。

一项美国的研究分析了2002—2011年UKA的使用率，这10年手术量一直在稳定的上升，而且相当大的一部分手术都是在年龄<65岁的患者中展开[40]。Kahlenberg等[41]通过分析Pearldiver患者记录数据库发现，UKA门诊就诊率从2007年的13.5%增加到2016年的46.8%，但TKA保持在2%～3%不变，并且UKA的计算机导航使用率上升，而TKA的计算机导航使用率下降。

计算机及机器人辅助下采用UKA，早期取得了很好的临床疗效，但是长期的随访研究还较少，无法评估患者持续生存和假体的功能情况。但随着科技的进步及长期随访数据的支持，相信未来计算机辅助技术在提升UKA疗效方面会发挥重大的作用。

6 结 论

综上所述，在过去的50年里，经过骨科医生的不懈努力和假体设计的不断改进，扩大了UKA的适应证，临床疗效逐渐也得到了认可，使用趋势正在稳步上升。UKA具有创伤小、出血少、恢复快等优势。随着计算机导航技术辅助UKA的使用，术后患者的满意度和假体长期生存率在不断提高。把握好适应证、结合患者术后预期以及所从事的工作，UKA会是单间室骨关节炎的有效治疗手段。