有必要更加深入探索保膝手术治疗方法

黄野

膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）发展到晚期通常需要手术进行干预。经典的KOA手术治疗有两种思路。一种思路是将损毁的膝关节用人工关节置换掉，按照统一的理想中膝关节的标准（力线中立，软组织平衡），对患者的膝关节进行重建，这是全膝置换（（total knee arthroplasty，TKA）的思路。另有一种思路是，如果膝关节只有少部分损伤或磨损了，只要可以修整或修补，则尽可能地保留原生关节。比如可以通过关节外截骨矫形，去除膝关节内的局部压力过载，阻止KOA进一步进展；或者通过单髁置换，修补磨损部位。与TKA重建一个统一化的新关节的理念不同，保膝技术的原则是尽量维护原生关节固有特性，包括软组织状态和骨性解剖结构的个体差异性，尽可能做到修旧如旧。所以保膝和换膝在手术原则上有很大的不同。

一、KOA患者需求与治疗现状之间的差距

随着人口老龄化问题日益严重，骨关节炎患者越来越多［1］。所以骨关节炎患者的治疗问题，不仅是一个医疗问题，同时还是一个社会问题。现在老年人的生活更丰富，更关注健康，KOA患者的需求发生了很大的变化。患者不希望等到自己的膝关节七八成都损伤时再去换全膝，而是希望腿疼之时，早发现早治疗。如果有必要手术，也希望接受更微创、康复更快、预后更好的手术方式。由于患者治疗理念的改变，患者对保膝治疗的需求日益增长。调查发现，现在骨科门诊中，每4个严重疼痛的KOA患者，只有1个严重到需要行TKA手术；另外3个都可以做保膝治疗［2］。然而，在10年前保膝的手术量只约有TKA的1%。也就是说，膝关节的磨损程度无论轻重，范围无论大小，通常都用TKA去解决。所以，所谓的关节外科基本上就是换关节外科。大家都知道膝关节损伤了需要关节置换，但很少有人知道还可以做保留关节的手术。

保膝和换膝的发展为什么会有这么大的差别？原因是保膝技术一直不如TKA技术成熟。任何一个治疗理念必须依赖于技术而存在。当技术不能达到的时候，理论就变成了空谈；而成熟的技术可以成为理论实现最好的载体。相对于保膝，TKA在技术上率先实现了标准化，即采用标准化的工具，安装标准件假体。在手术原则上也尽可能的简化，比如先采用横平竖直的方式进行截骨，再对内外侧软组织进行平衡化（尽管自然的膝关节都不是这样），通过关节内的手术纠正关节外的畸形，从而在术后实现统一的中立位力线［3］。这样做可以尽可能的避免医生在手术中犯错误，更容易获得一个近似于自然关节的稳定结果。高度成熟和标准化的技术，是产生规范化教育的前提。而规范化教育又是该技术可以大规模推广的保证。医生有大量的书面资料和影像资料，线上和线下课程可以学习TKA技术。相对而言，保膝手术由于它修旧如旧和因人而异的特性，在很长时间内缺乏高度标准化的技术，基本属于师徒式的传承。虽然保膝一直不乏一些优秀的临床结果，但只限于少数医院可以取得，而大多数医院难以复制这些结果。正是由于没有标准化的技术，也就没有规范化的教育，所以保膝治疗难以推广。在快节奏高度工业化的当今，修不如换的理念是很容易理解的。但每个人的膝关节是独一无二的，不同于标准化的零件。TKA无法满足年轻活跃并对膝关节功能有更高需求的患者［4］。正是基于这种想法，许多医生仍然一直坚持在保膝的道路上默默耕耘。

二、标准化保膝技术的出现和发展

当时间进入到新世纪，随着新技术、新工具和新材料的在骨科手术当中的应用，保膝技术的发展迎来了曙光。在世界最大的骨科教育组织中，一些致力于保膝的专家，首先把锁定钢板技术应用到膝关节周围截骨术中，推出了Tomofix内固定系统辅助开放楔胫骨高位截骨（high tibial osteotomy，HTO）治疗KOA的标准化技术［5］，在全球多中心研究中取得了优异而持久的临床疗效［6-7］，并在2004年开设了第一个带假骨实操的膝关节周围截骨的规范化培训班。标准化的技术、优良的临床效果和规范化培训，让HTO治疗KOA的技术和理念得以重新回到关节外科的治疗序列中，并迅速传播。在另一方面，由于手术技术和人工材料方面的不足，单髁的发展一直处于不温不火、毁誉参半的境地。牛津单髁可以说是仅存的硕果。直到2012年前后牛津Microplasty工具的诞生［8］，使单髁工具达到了全膝工具的水平，并因其更容易掌握，不易犯错，从而获得了更稳定的手术结果。此外，由于更耐磨的聚乙烯垫片在固定平台单髁中的应用，使固定平台单髁也重新回到了医生的视野，并取得了优异的临床结果［9］。随着上述这些保膝技术的改进，保膝手术在理论上的优势也逐渐体现了出来。相对于全膝置换，保膝治疗更加微创、损伤更小、恢复更快，术后膝关节功能更好，而且疗效持久［10］，并且从长远上看，保膝手术相对于TKA更加节省医保费用和医疗资源［11］。

三、中国的保膝发展和阶梯化治疗的提出

中国开展保膝截骨手术业已有40年的历史。部分医院取得了非常好的临床疗效，而且把保膝作为一个传统保留下来［12］。2009年，Tomofix内固定系统辅助HTO治疗KOA的标准化技术，被引入中国。而后，牛津单髁置换的Microplasty工具系统也开始应用于中国临床，经过一段时间对标准化技术的应用吸收和临床积累，保膝截骨规范化培训得以开展。此后，全部由中国医生作为讲师的牛津单髁（新工具）规范化培训也顺利开班。同年，全国保膝系列教育活动——“保膝中国行”正式启动，中国保膝事业的发展从此翻开了新篇章。

保膝教育目前有截骨和单髁两套规范化课程。其中截骨课程是以膝关节生物力学作为理论基础，研究如何通过下肢力线的调整，使膝关节内的不均匀受力重新分配，从而达到阻止KOA进一步发展的效果［13］。因而截骨术理论上是一种KOA的对因治疗，适合于年轻活跃、修复能力强的患者。单髁课程主要是以KOA的病生理学为基础，研究KOA软骨磨损的发生发展方式，并证实KOA在很长的发展阶段内，韧带是完好的，软骨磨损是局限的［14］，可以通过局部修补进行治疗。因而单髁置换是KOA发展到晚期的一种对果治疗，更适合于老龄化的关节。两类课程内容相辅相成，为保膝的发展提供了坚实的理论基础，同时也是目前系统的讲解膝关节生物力学和KOA病生理学的理论课程，更加完善了中国关节外科的教育体系。

在保膝理论和实践的基础上，中国的保膝工作者总结了KOA在不同阶段的生物力学和病生理学特点，结合中国患者在劳动和生活中的不同需求，实施个性化的对症、对因（截骨）和对果（单髁）治疗，尽量满足患者保留原生膝关节，保留膝关节运动功能的愿望。当KOA确实发展到终末期时再做TKA。因而将这种渐进式的治疗方案，称之为KOA的阶梯化治疗。保膝治疗改变了大多数关节外科只做TKA的现状，以更精准、更微创的阶梯化治疗方案，替代了以往TKA一刀切的做法。自2022年以后，为了满足广大KOA患者的需求，促进保膝事业的发展，全国很多医院纷纷开设了保膝门诊、保膝病房、保膝专科和保膝中心，专注于保膝技术的临床应用，学术研究和教育推广。保膝作为一个拥有完善的理论体系和独立的临床技术的学科，从此有了更广阔的发展舞台。在此基础上，国家骨科医学中心保膝联盟也应运而生。全国各地在保膝领域最有影响力的近30家医院组成了保膝联盟的一级联盟医院，在各自地区发挥模范带头作用。联盟医院成为各地的保膝临床示范中心，贯彻KOA的阶梯化治疗方案，共同搭建起多中心研究和数据采集的分享平台，为制定有中国特色的阶梯化治疗的临床指南作出贡献。另外，保膝联盟医院还成为区域的保膝教育基地，实现保膝教育的规范化，常态化和深入化。

四、保膝的国际形势和发展方向

欧洲是现代保膝截骨技术和单髁技术的发源地，有悠久的保膝传统，丰富的临床经验和完备的医工结合的工业体系。以德国P.Lobenhoffer教授为首的（association for the study of internal fixation，AO）保膝专家团队，英国D.Murry和C.Dodd为首的牛津团队，为中国保膝标准化技术的推广和规范化教育体系的建立，做出了突出的贡献。而包括中日韩在内的东亚地区，也是保膝发展的热点地区。日韩与中国同属于东亚文化圈，对保护关节健康有相似的理念。另外与西方人不同的是，东亚患者有民族独特的生活习惯：如中国蹲、日本跪等。通常在TKA术后，大多数患者很难完成这些对膝关节屈曲活动要求比较高的动作。所以，保膝手术相较于TKA在东亚地区更受欢迎。日本是世界上开展保膝截骨最早的国家之一，在世界保膝发展史上涌现了许多做出过突出贡献的保膝大家。而韩国近年来保膝治疗发展迅猛，特别是在推出TKA医保审查制度（即65岁以下患者要做TKA，必须提前申报，审查是否确实符合适应证）后，韩国的保膝手术量迅速上升。随之而来，韩国也成为近年来发表保膝论文数量最多的国家［15］。我国近年来保膝手术量也增长迅速，涌现出一批保膝年手术量过千的医院，总量也接近了先进国家的水平。但在平均每万人保膝手术拥有量上以及基础研究和临床技术普及上，与先进国家和地区相比还有不小的差距。

目前中国的保膝科研工作有两个主要的发展方向：分别是数字化骨科技术和再生医学技术在保膝当中的应用。尽管保膝手术技术已经初步实现了标准化，但由于保膝手术因人而异的特点，对于初学者而言依然存在着较长的学习曲线。例如，在保膝截骨术中，将下肢力线调控到目标位置是手术的核心目的，但每个人调整的角度有所不同，如何能够做到力线的精准调控，避免矫正不足或过度矫正，对于初学者仍然是个难题。尽管有术前设计和术中透视等方法作为辅助，但实际准确率并不高［16］。在单髁置换术中，术者应当在完全尊重自然软组织张力的前提下，依据患者的骨性解剖结构，个性化的放置假体位置或稍作调整，从而最大程度恢复患者的膝关节运动学，并避免假体边缘负重。但是，即使对于有经验的医生，由于切口小，显露有限，也仅能凭借经验作出判断，有管中窥豹之嫌，所以术后结果与理想结果之间往往存在着一定程度的偏差。中国的数字化骨科技术正处于一个快速发展期，包括3D打印截骨导板，机器人辅助手术，和人工智能术前设计等，都已经开始应用于临床并逐步获得推广。数字化骨科技术可以通过对三维影像进行分析，让医生在术前更全面地了解患者的整体力线和局部解剖特征，再通过专业软件确定最佳的术前设计方案。在术中通过3D打印导板或机械臂的引导，实现精准操作，提高力线调整或假体放置的准确性，并在术后将手术结果与术前设计进行分析比对，为后续技术的提高积累数据。事实上，中国幅员辽阔，患者需求巨大，保膝教育很难在短期内实现广泛覆盖。即使对于参加过规范化培训的医生，想通过一两天的课程就掌握一门手术新技术也是不现实的。而骨科数字化技术，可以明确地使保膝手术更精准、更安全，缩短医生的学习曲线，提高手术优良结果的稳定性［17］。随着中国保膝市场的不断扩大和技术力量的持续投入，相信在不久的将来，数字化骨科技术将在保膝领域扮演至关重要的角色。

保膝科研的另一个发展方向是保膝技术与再生医学技术相结合。与TKA不同，保膝治疗的目标是尽量保留患者的软骨，并且关注磨损软骨的修复与再生。截骨技术可以有效的将关节内的高压力转移，减少关节软骨的磨损，阻止关节软骨的分解代谢，改善膝关节的内环境，为软骨的修复和再生创造条件。再生医学有三个重点研究方向：干细胞、生物支架和生长因子［18］。虽然干细胞疗法在KOA动物模型中取得了一些成果，但目前在治疗人类KOA的临床实验中，缺乏高等级的临床证据支持［19］。同时，干细胞培养的技术瓶颈，高昂的治疗费用以及干细胞应用的长期安全性，都是限制干细胞技术发展的因素。在生物支架方面，胶原蛋白支架的研究和生产取得了突破。第一款胶原蛋白支架已获得了国内首张再生医学许可证，并已经开始应用于临床。这是再生医学发展的一个重要突破。在生长因子方面，富血小板血浆（platelet-rich plasma，PRP）关节内注射治疗KOA已经被广泛采用。PRP内的生长因子对于缓解KOA症状，消除炎症反应，推迟TKA的发生有明显的作用［20］。但由于血小板中生长因子的浓度不稳定，PRP可以促进软骨再生的作用尚未被证实。相较于复杂成分的PRP，单纯的成纤维细胞生长因子17和18，已被动物实验证实有显著的促进软骨再生的效果［21］，这一成果将在不久后进入临床试验阶段。通过保膝截骨治疗，产生对软骨再生友好的关节内环境，再加之再生医学技术的应用，软骨再生这一理想，将有可能在不久的将来成为现实。

综上所述，保膝是一个主要以膝关节生物力学和KOA病生理学为基础的，通过截骨、单髁、关节镜等多样化的技术，进行对因治疗和对果治疗，并以修复自然膝关节为目的的学科。随着生活水平的提高和治疗理念的改变，相对损伤小、恢复快的保膝治疗，越来越受到KOA患者的欢迎。近年来新技术、新工具和新材料的引入，使保膝技术更加标准化、疗效更加稳定持久，促进了保膝规范化教育和KOA阶梯化治疗方案的诞生。保膝规范化课程是承载着膝关节生物力学和KOA病生理学教育的课程，不仅完善了关节外科的教育体系，并使保膝技术能够得以推广。KOA的阶梯治疗方案，主张根据患者KOA所处的不同阶段，给予患者更加具有针对性的，循序渐进式的治疗。从理论和实践上改变了关节外科只有TKA独大的局面。数字化骨科技术和再生医学技术与保膝治疗的结合，已成为我国保膝科研工作的重点发展方向，并将为未来保膝事业的发展提供强大的助力。