胫骨上端高位截骨与单髁置换治疗膝关节单侧骨性关节炎的疗效及对患者血清HA、NO和MMP-9水平的影响

李星，段冰，黄敬文

宝鸡市中心医院骨科，陕西 宝鸡 721000

膝关节骨性关节炎是膝关节局部损伤性疾病，疾病进展慢，多由软骨变性引起，常表现为关节疼痛、肿胀、畸形等症状，严重影响患者生活质量[1-2]。胫骨上端高位截骨术(high tibial osteotomy，HTO)及膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty，UKA)均是临床上可行的治疗方式，其中HTO是通过胫骨高位截骨，改善力线不均，缓解疼痛，并最大限度减少骨质破坏，从而缓解骨关节炎的进展[3]，UKA是通过对膝内侧间室关节进行表面置换，此种术式能够保留患者膝关节韧带[4]，两种手术适应证较为相似，具有创伤小、康复快的优点，但目前对于治疗膝关节骨性关节炎的手术方式选择仍存在一定的争议[5]。因此，本研究将比较两种不同手术方式治疗膝关节骨性关节炎的疗效，以期为临床治疗提供指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2019 年1 月至2021年6 月宝鸡市中心医院骨科收治的257 例膝关节单侧骨性关节炎患者的临床资料。纳入标准：(1)所有患者临床症状、体征和影像学表现符合膝关节骨性关节炎诊断标准[6]，且均为单侧膝关节受累；(2)年龄≤70 岁，男女均可；(3)临床资料完整；(4)膝关节活动度大于90°，屈曲畸形小于15°，内翻畸形＜15°；(5)膝关节炎分级Ⅱ～Ⅲ级者[7]。排除标准：(1)非膝关节骨性关节炎的患者；(2)有手术禁忌证；(3)体质量指数＞30 kg/m2；(4)手术前已有其他影响下肢活动的疾病。根据患者的手术方式分为HTO组105例和UKA组152例。两组患者的一般资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。本研究获得医院伦理委员会批准。

表1 两组患者的一般资料比较[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data between the two groups of patients[n(%),±s]

表1 两组患者的一般资料比较[例(%)，±s]Table 1 Comparison of general data between the two groups of patients[n(%),±s]

组别例数性别 受累关节 关节炎分级年龄(岁)病程(年)男女ΒMI(kg/m2)HTO组UKA组χ2/t值P值105 152 50(47.62)74(48.68)55(52.38)78(51.32)0.028 0.867 57.62±2.35 58.03±2.41 1.354 0.177 2.15±0.43 2.18±0.41 0.565 0.572左膝59(56.19)82(53.95)右膝46(43.81)70(46.05)Ⅱ级42(40.00)64(42.11)Ⅲ级63(60.00)88(57.89)0.126 0.722 0.114 0.736 22.32±1.13 22.41±1.15 0.621 0.535

1.2 手术方法

1.2.1 HTO 组 该组患者行胫骨上端高位截骨术。患者取仰卧位，硬膜外麻醉后将其大腿置于固定架上，小腿自然下垂，于胫骨近端内侧做5 cm 斜行切口，切开皮肤和皮下组织，依次剥离筋膜、肌腱等，暴露胫骨近端骨膜，用骨膜剥离器剥离胫骨近端部分骨膜之后，在C臂X线机透视下自胫骨内侧打入两枚克氏针，置入先前标记好的截骨平面，沿克氏针下缘截骨线进行截骨，在截骨区和膝关节处增加骨刀以维持撑开角度，以免损伤腓总神经、外侧副韧带，保持踝关节外翻，确保膝关节正位，截骨间隙处予以植骨，放置锁定接骨板后打入适宜长度的螺钉固定，冲洗手术部位，留置引流管并加压包扎。

1.2.2 UKA 组 该组患者行单髁置换术。患者取仰卧位，患者硬膜外麻醉后，将其大腿置于固定架上，小腿自然下垂，使用关节镜探查膝关节半月板、软骨等磨损情况，于髌旁内侧做斜行切口，切口长7 cm，逐层切开皮肤至关节囊，显露膝关节内侧室，检查前交叉韧带与内侧副韧带，确认其完整后，内侧半月板予以切除，清理关节腔，在胫骨内侧安装截骨器截骨后，再安装股骨截骨模具，试模后安装膝单髁假体，见活动时假体关节稳定，力线恢复良好，冲洗切口后置入负压引流管，逐层缝合后加压包扎。两组患者术后给予抗炎、镇痛、抗凝等治疗，进行关节活动及肌力训练，训练强度循序渐进，以自身能够适应为宜。患者出院后随访6个月，了解其术后恢复情况。

1.3 观察指标

1.3.1 术中指标 比较两组患者的手术时间、术中出血量、呼吸频率、心率。

1.3.2 术后指标 比较两组患者的术后引流量、下地时间、切口长度、住院时间。分别在术后1 d、3 d、7 d 及6 个月随访时采用视觉模拟量表(Visual Analogue Scale，VAS)[8]评估两组患者术后疼痛程度。该评分方式是一条长10 cm的直线上标注“0～10”，“0”代表完全无痛，“10”代表不能忍受的剧痛，患者要在刻度尺上标出最能形容自己疼痛感觉的刻度。

1.3.3 膝关节功能 在术前、术后1 个月、术后3个月、术后6 个月时评估两组患者的膝关节功能。其中膝关节活动度(range of motion，ROM)、胫骨角(femoral tibial angle，FTA)由专科医生用量角器进行测量，采用美国纽约特种外科医院(Hospital for Special Surgery，HSS)评分[9]，该评分表包含疼痛、功能、肌力等7个方面的内容，满分100分，＜59分表示去膝关节功能差，59～69分表示膝关节功能中，70～84分表示膝关节功能良，＞84分表示膝关节功能优；Lysholm膝关节评分[10]，该评分表由疼痛、不安定度、闭锁感、肿胀度、跛行、蹲姿等8个方面的内容组成，总分范围0～100分，＜65分为膝关节功能差，65～84 分为膝关节功能尚可，85～94 分为膝关节功能良好，＞94分为膝关节功能优秀。

1.3.4 炎性指标 在手术前、术后7 d 采用酶联免疫吸附法检测患者血清一氧化氮(nitric oxide，NO)、透明质酸(hyaluronic acid，HA)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)、肿 瘤 坏 死 因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)和白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)水平，试剂盒购自上海佰晔生物科技中心，操作步骤按试剂盒说明进行。

1.3.5 并发症情况 比较两组患者骨折、感染、下肢深静脉血栓、深静脉炎、排异反应等并发症发生情况。

1.4 统计学方法 应用SPSS21.0 软件进行数据统计学分析。计数资料比较采用χ2检验；计量资料以均数±标准差(±s)表示，组间比较采用t检验和重复测量方差分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者的术中指标比较 HTO 组患者的术中出血量、手术时间等指标小于UKA组，两组比较差异有统计学意义(P＜0.05)，呼吸、心率比较差异无统计学意义(P＞0.05)，见表2。

表2 两组患者的术中指标比较(±s)Table 2 Comparison of intraoperative indicators between the two groups of patients(±s)

表2 两组患者的术中指标比较(±s)Table 2 Comparison of intraoperative indicators between the two groups of patients(±s)

例数105 152组别HTO组UKA组t值P值术中出血量(mL)120.28±35.26 131.30±38.89 2.319 0.021手术时间(min)103.05±11.81 106.73±15.12 2.187 0.030呼吸(次/min)17.08±2.20 16.89±2.24 0.673 0.501心率(次/min)80.12±5.62 79.45±5.48 0.953 0.341

2.2 两组患者的术后各指标比较 HTO 组手术切口长度小于UKA 组，差异有统计学意义(P＜0.05)，其余术后引流量、下地时间、住院时间及术后疼痛程度等指标比较差异无统计学意义(P＞0.05)，但疼痛程度评分时间点比较差异具有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 两组患者的术后各指标比较(±s)Table 3 Comparison of postoperative indicators between the two groups of patients(±s)

表3 两组患者的术后各指标比较(±s)Table 3 Comparison of postoperative indicators between the two groups of patients(±s)

指标术后引流量(mL)下地时间(d)切口长度(cm)住院时间(d)疼痛程度评分术后1 d术后3 d术后7 d术后6个月HTO组(n=105)312.78±35.12 5.49±1.21 9.41±2.02 14.75±2.22 UKA组(n=152)311.25±36.08 5.74±1.35 10.05±2.11 15.18±2.51 t值0.389 1.522 2.432 1.414 P值0.698 0.129 0.016 0.159 0.877 0.380 0.817 1.349 5.67±1.18 4.50±1.05 3.79±0.90 1.69±0.37 0.381 0.705 0.415 0.179 F 交互/组间/时间P 交互/组间/时间5.54±1.15 4.45±1.02 3.88±0.82 1.63±0.32 0.636/0.421/824.50 0.592/0.517/＜0.001

2.3 两组患者手术前后的膝关节功能比较 两组患者ROM、FTA、HSS 评分、Lysholm 膝关节评分交互、组间比较差异无统计学意义(P＞0.05)，时间点比较差异有统计学意义(P＜0.05)，见表4。

表4 两组患者手术前后的膝关节功能比较(±s)Table 4 Comparison of knee function between two groups of patients before and after surgery(±s)

表4 两组患者手术前后的膝关节功能比较(±s)Table 4 Comparison of knee function between two groups of patients before and after surgery(±s)

指标ROM(°)时间点术前术后1个月术后3个月术后6个月HTO组(n=105)135.12±3.20 134.51±3.32 138.21±4.20 137.59±3.23 UKA组(n=152)135.29±3.19 134.49±3.28 137.92±4.11 136.89±3.30 t值0.419 0.048 0.551 1.686 P值0.675 0.962 0.582 0.093 F 交互/组间/时间P 交互/组间/时间0.18/0.07/14.32 0.539/0.344/＜0.001 FTA(°)术前术后1个月术后3个月术后6个月184.26±2.22 172.23±2.03 176.32±3.28 178.12±3.43 184.31±2.26 171.98±1.68 176.45±3.33 178.56±3.50 0.176 1.076 0.310 0.999 0.861 0.283 0.757 0.319 F 交互/组间/时间P 交互/组间/时间0.06/0.01/70.390 0.592/0.603/＜0.001 HSS评分术前术后1个月术后3个月术后6个月60.15±6.23 76.12±6.05 79.11±5.83 82.26±5.21 59.86±6.17 75.88±6.10 78.96±5.78 82.20±5.19 0.369 0.311 0.204 0.091 0.713 0.756 0.839 0.928 F 交互/组间/时间P 交互/组间/时间0.00/0.01/67.69 0.592/0.603/＜0.001 Lysholm膝关节评分(分)术前术后1个月术后3个月术后6个月53.10±8.82 65.71±6.45 78.33±5.80 81.85±4.52 53.78±8.71 66.08±6.50 78.28±5.78 82.04±4.48 0.612 0.450 0.068 0.333 F 交互/组间/时间P 交互/组间/时间0.541 0.653 0.946 0.739 0.01/0.01/73.95 0.938/0.475/＜0.01

2.4 两组患者手术前后的血清学指标比较 术前两组患者的NO、HA、MMP-9、TNF-α、IL-6 等指标比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，术后两组患者的NO、MMP-9、TNF-α、IL-6 等指标水平均降低，HA 水平均升高，与治疗前比较差异均有统计学意义(P＜0.05)，但两组患者术后上述各项指标比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表5。

表5 两组患者手术前后的血清学指标比较(±s)Table 5 Comparison of serological indicators between the two groups of patients(±s)

表5 两组患者手术前后的血清学指标比较(±s)Table 5 Comparison of serological indicators between the two groups of patients(±s)

注：与本组手术前比较，aP＜0.05。Note:Compared with that before surgery,aP＜0.05.

指标NO(mol/L)P值0.614 0.179 0.520 0.098 0.975 0.077 0.781 0.578 0.696 0.325 HA(ng/mL)MMP-9(ng/mL)TNF-α(mg/L)IL-6(ng/mL)时间点手术前术后7 d手术前术后7 d手术前术后7 d手术前术后7 d手术前术后7 d HTO组(n=105)117.62±12.45 81.62±5.29a 133.23±20.74 156.74±18.52a 254.42±70.05 150.42±42.71a 573.21±35.35 500.12±33.47a 538.02±40.48 485.59±36.78a UKA组(n=152)118.39±11.68 82.46±4.63a 131.48±21.84 160.39±16.44a 254.14±68.35 160.29±44.50a 571.95±36.02 497.73±34.08a 540.08±42.22 490.07±35.12a t值0.506 1.348 0.645 1.661 0.032 1.777 0.278 0.557 0.391 0.986

2.5 两组患者术后并发症比较 两组患者术后总并发症发生率比较差异无统计学意义(χ2=0.101，P=0.751＞0.05)，见表6。

表6 两组患者术后并发症比较(例)Table 6 Comparison of postoperative complications between the two groups of patients(n)

2.6 典型病例 病例1：患者男性，58 岁，治疗方式为UKA，右侧膝关节炎分级Ⅱ，术前患膝内翻角度为6°，患膝关节活动度可＞90°，患膝关节韧带稳定性良好，患膝疼痛主要发生于内侧间隔，其治疗前后患膝关节状态见图1和图2。病例2：患者男性，60岁，治疗方式为HTO，右侧膝关节炎分级Ⅱ，术前患膝内翻角度为7°，患膝关节活动度可＞90°，患膝关节韧带稳定性良好，患膝疼痛主要发生于内侧间隔，其治疗前后患膝关节状态见图3和图4。

图1 UKA治疗前X线正位片Figure 1 Anteroposterior X-ray film before UKA treatment

图2 UKA治疗后X线正位片Figure 2 Anteroposterior X-ray film after UKA treatment

图3 HTO治疗前X线正位片Figure 3 Anteroposterior X-ray film before HTO treatment

图4 HTO治疗后X线正位片Figure 4 Anteroposterior X-ray film after HTO treatment

3 讨论

膝关节骨性关节炎在中老年人群中较为常见，其发病除与年龄相关之外，还可能与体质量、关节损伤、关节过度使用以及骨密度流失等因素有关[11]。近年来，随着临床上对膝关节骨性关节炎认识的加深，关节炎阶梯化治疗方案被提出，针对不同阶段的膝关节骨性关节炎，其治疗方式选择也存在差异，目前常用的手术方式是HTO、UKA 等[12]，HTO 是通过截骨达到矫正膝内翻畸形、改善关节功能的手术方式，UKA 则是通过置换关节间室以缓解关节疼痛，改善关节运动功能的手术方式，两种手术方式在临床上应用范围不尽相同，对膝关节骨性关节炎均有疗效[13]。

本研究发现，HTO 组患者术中出血量、手术时间等指标小于UKA 组，HTO 组手术切口长度小于UKA组，说明HTO 在手术时间、手术切口长度等方面优于UKA 组。分析原因：HTO 术通过截骨可纠正患者因关节炎症造成的畸形症状，改变患者的负重力线，转移负重至未受损的骨侧间室，使患者膝关节受力达到平衡，且该手术无需置入关节假体，操作步骤较少，因而在手术时间更短[14]；除此之外，与置换髁关节比较，HTO“一刀切”方法使得手术切口更小，术中出血量较少。

本研究还发现，两组患者ROM、FTA、HSS 评分、Lysholm 膝关节评分时间点比较差异有统计学意义，两组并发症发生情况无统计学意义，这说明HTO 与UKA治疗膝关节骨性关节炎均有疗效，且无明显并发症，这与何维栋等[15]的研究结果存在相似之处。膝关节骨性关节炎患者由于膝关节内翻、外翻畸形，致使膝关节内持重应力发生改变，当膝关节内翻时，持重应力主要集中于膝关节内侧部，致使膝内侧关节退行性加速，而当膝外翻畸形时，损伤则会集中于膝关节外侧[16]。而HTO 手术治疗方式可改变患者受损患膝的力线结构，并且在不破坏膝关节内结构的同时增加膝关节活动度，减少患肢关节间室的负荷和破坏，手术只需做一个切口，一次截骨，不对胫腓关节造成损伤，属于保膝手术，所以下肢不会缩短，并且该手术减少神经血管等负损伤，对术后骨性愈合有利[17]；且对截骨面进行加压固定，术后制动时间较短，有利于早期功能锻炼，帮助患者早日恢复膝关节功能，另外该手术还能调整关节侧副韧带的紧张度，有利于关节稳定[18]。而UKA被应用于该种疾病的治疗中，是因为膝关节分为内(股骨内髁、内侧半月板等)外(股骨外髁、外侧半月板等)两部分，内侧髁主要承受上半身压力，外侧髁承担旋转功能，单侧膝关节骨性关节炎患者常为膝关节内侧髁受损[19]；UKA治疗时仅对膝关节病变侧间室表面进行置换，在矫正关节畸形的同时，保留了韧带组织和其余关节软骨，使正常的膝关节结构得到保留，有利于膝关节功能得到较好的恢复[20]；另外术中截骨量少，创伤小，感染率低，均有利于术后康复。另外因UKA保留了患者韧带组织中的本体感觉感受器，患者在运动过程中更易感知康复锻炼过程中的力量、位置变化，有助于患者协调和自如[21]，因此UKA组患者术后膝关节功能也有较好的改善与恢复，并且并发症发生较少。另外HA 组成是关节滑液的重要物质，可维持膝关节润滑，保护软骨以及抑制炎症反应等，其浓度降低时，膝关节润滑和缓冲作用会随之降低，诱发炎症反应[22]；而TNF-α、IL-6 为关节炎常用的炎性因子指标，可反映患者体内炎症水平[23]；MMP-9则可反映关节肿胀的风险，是关节软骨发生进行性破坏的标志物之一[24]，通过关节微创治疗后，可清除炎性滑膜、变性组织以及软骨碎屑，减轻神经血管等负损伤，中断软骨炎性的破坏循环链，改善血清指标。

综上所述，HTO 和UKA 治疗膝关节单侧骨性关节炎均可改善患者膝关节功能，并发症发生少，其中HTO手术时间、术后切口较短，但本研究仅随访了6个月，两种手术方式的远期疗效尚待进一步观察。