膝关节单髁置换术后胫骨平台应力性骨折的原因与诊治进展.pdf

doi:10.3969/j.issn.1672-5972.2023.04.018文章编号:swgk2022-06-00143生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL STUDY2023 年 08 月第 20 卷 第 4 期膝关节单髁置换术后胫骨平台应力性骨折的原因与诊治进展*冀家中 马童*摘要 随着膝关节单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty,UKA）在全世界的流行，单髁关节置换术的并发症也受到关注。本文主要从胫骨平台骨折的流行病学、危险因素、诊断、治疗方案等方面进行综述，意在为临床医生提供参考，以减少胫骨平台应力性骨折的发生，同时提供合适的治疗方案。关键词 膝关节单髁置换术；胫骨平台骨折；危险因素中图分类号 R687.4 文献标识码 AAdvances in the cause and management of tibial plateau stress fracture after unicompartmental knee arthroplastyJi Jiazhong,Ma Tong.Department of Joint Surgery,Yangpu Hospital Affiliated to Tongji University,Shanghai,200090,ChinaAbstract With the increasing popularity of unicompartmental knee arthroplasty(UKA)worldwide,the complications of unicompartmental knee arthroplasty have received equal attention.This article reviews the epidemiology,risk factors,diagnosis and treatment options of tibial plateau fractures of the tibial prosthesis,with the intention of providing clinicians with a reference to reduce the occurrence of stress fractures of the tibial plateau while providing appropriate treatment options.Key words Unicompartmental knee arthroplasty;Tibial plateau fracture;Risk factors膝关节单髁置换术（unicompartmental knee arthroplasty,UKA）是 治 疗单间室膝关节疾病的有效方法。其手术切口小、骨量损失少，术后并发症少、活动度好、恢复快1，与全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）有相似的生存率2。随着UKA的日益流行，UKA的并发症受到广泛关注，如感染、对侧进展性关节炎、韧带不稳定、假体周围骨折、假体移位和假体松动等3。UKA术后胫骨平台骨折的发生率较低，多无明显暴力外伤史，多数学者认为是由于负荷过载或者胫骨支撑力下降导致的，为应力性骨折。导致胫骨平台应力性骨折的原因有多种，治疗棘手，临床易漏诊，未及时有效治疗将严重影响UKA手术疗效和假体生存率。本文对UKA的术后胫骨平台骨折的原因与诊治进展进行综述。1 UKA术后胫骨平台骨折的流行病学胫骨平台应力性骨折是单髁置换术后较少见的并发症，多数文献报道胫骨平台骨折的发生率不到1%4-5。由于纳入研究样本量的不同，报道的胫骨假体骨折发生率也会有差异。2016年，Kim等6对UKA术后1 331例（1 576膝）患者平均随访7年10个月，6膝（0.38%）发生胫骨平台骨折。2019年，Brown等7同样回顾性研究了其中心UKA术后的2 464例患者，16例（0.6%）发生骨折。Mohammad等8回顾性研究了20052016年新西兰国家联合注册中心牛津单髁14 814例，研究表明，胫骨平台骨折的发生率为0.176%（26 例），其中生物型 UKA 胫骨假体骨折率为0.26%（19例），而骨水泥型UKA骨折发生率为0.09%（7例），两者差异明显。另外，活动垫片UKA和固定垫片UKA骨折发生率并无差异。2 UKA术后胫骨平台骨折的危险因素导致胫骨平台骨折的原因并不明确，有研究表明，导致UKA术后的胫骨平台骨折为应力性骨折，原因是负荷过载或者胫骨支撑力下降9。现将危险因素分为以下三个方面进行讨论。2.1 手术技术因素多数学者认为，手术技术因素是最主要也是最应避免的因素10。其中暴力操作是最应该避免的因素，由于龙骨准备不充分，或者胫骨侧处理时采用重锤暴力操作，导致胫骨平台内侧骨折。2003年Sloper等11报道了1例在UKA术中发生胫骨平台骨折的病例，主要原因是在准备龙骨槽时损伤后侧皮质，在胫骨假体撞击过程中发生骨折，骨折从胫骨后侧皮质裂口处开始延伸。胫骨处理时，纵切锯切过深致后侧皮质破坏是另一重要因素。Small等12通过有限元研究UKA术后胫骨平台应综述与讲座*基金项目：上海市卫健委面上科研项目（201940249）作者单位：同济大学附属杨浦医院关节外科，上海，200090.852023 年 08 月第 20 卷 第 4 期生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL STUDY力分布，结果表明UKA术后应力集中于胫骨假体外侧壁的前后方和胫骨缩窄处骨皮质，特别是后内侧皮质，应力更为集中。2007年Rudol等13就报道了1例由于纵切锯切过深导致胫骨平台骨折的病例。Clarius等14将6例植入胫骨骨水泥假体的尸体标本随机分为两组，其中一组进行标准胫骨假体植入，另一组准备胫骨平台时行延长纵切锯切10。结果显示，纵切锯切延长10的胫骨平台的骨折载荷降低了约30%。作者认为，外科医生应该意识到延长纵切锯切的危险性，因为这会导致胫骨平台的支撑能力降低，增加胫骨平台骨折的风险。胫骨截骨过深同样也会影响胫骨平台的支撑力。过度截骨会明显减少胫骨平台的支撑骨量。有生物力学研究表明，胫骨平台下截骨2 6 mm时，胫骨平台的最大载荷差异不大，大于6 mm时，最大载荷明显下降，导致胫骨平台骨折的阈值降低15。下肢力线的恢复、假体适当位置等是UKA成功的关键因素。正常胫骨角是外翻5 8，TKA的理想力线为外翻7。对于术前严重膝内翻的患者来说，多数学者更倾向于术后略偏内翻的下肢力线，避免内侧的过度填充更易得到好的临床效果，也减轻了对侧间室的磨损，最大程度地避免了进展性关节炎的发生16。Kutzner等17研究表明，内翻角度越大，内收力矩越大，更多载荷通过内侧间室传导，假体下骨质应力增加，易出现应力性骨折。合适的胫骨假体会达到较好的的骨覆盖，从而实现理想的胫骨平台应力分布。如果假体过小，发生胫骨平台骨折的概率也会增加。Hiranaka 等18回顾性研究了 176 例（212膝）行生物型UKA的患者，其中使用标准胫骨假体患者的骨折率为4.5%（8/176），而非常小的胫骨假体（A或AA）的骨折率为25%（9/36）。因为不同型号胫骨假体的龙骨大小相同，作者认为可能是较小的胫骨假体在植入时，损伤了胫骨后皮质，胫骨平台的支撑力降低，导致骨折发生。因此，当选用小号的胫骨假体时，推荐使用骨水泥型UKA，可以有效降低胫骨平台骨折的发生率。另外，胫骨假体冠状面排列对于胫骨平台的应力分布有重要影响。胫骨假体位于中立位或者轻度内翻时，胫骨平台的载荷明显降低19-20。Inoue等21建立了胫骨假体内翻和外翻有限元模型，研究UKA术后不同内、外翻角度胫骨假体对胫骨平台的影响。发现随着假体位置内翻到外翻，胫骨内侧皮质所受的应力逐渐增加。胫骨假体置于外翻6时，应力峰值达到最大，认为当胫骨假体位于较大的外翻角度时可能会增加胫骨平台骨折的风险。Innocenti等19对胫骨假体冠状面排列进行了研究，冠状面角度从内翻6到外翻6，结果表明当胫骨假体位于中立位或者内翻3时，胫骨平台的应力分布低于外翻角度和其他位置，认为UKA胫骨平台假体冠状面最佳位置为中立位或者内翻3。Kang等20同样认为UKA胫骨假体冠状面的最佳位置为中立位。2.2 患者因素骨质疏松通常被认为是UKA术后胫骨平台骨折的危险因素，有研究表明骨质疏松（T-score-2.5）会导致患者骨量减少约12%，进而导致胫骨支撑力下降22。假体周围的骨量减少是关节置换术后的常见问题，一般在术后3个月左右会发生暂时性的骨质疏松，这也是导致术后早期发生胫骨平台骨折的重要原因23。肥胖在膝关节炎的发生中起着重要的作用，同时肥胖也可能导致UKA术后胫骨平台骨折，特别当体重指数（body mass index,BMI）超过27 kg/m时，膝关节炎的发病率明显增加。随着体重指数（BMI）的增加，下肢力线内翻角度越大，内侧间室的负荷越大，导致胫骨平台负荷过载17。另外，年龄、合并其他基础疾病（糖尿病、心血管疾病、类风湿性关节炎等）也是导致胫骨平台骨折的危险因素。胫骨偏小和内侧髁突出可能导致胫骨平台骨折的发生几率更高。部分文献报道胫骨平台骨折在亚洲人群中的发病率为3.8%8.0%18,23-24。Hiranaka等18回顾性研究了在日本生物型牛津单髁术后患者174例（212膝），骨折的发生率约为8%（17/212），其中41膝（19%）有胫骨内侧髁突出，其胫骨内侧髁突出的骨折率为29%（12/41），无内侧髁突出的膝盖骨折率为2.9%（5/171）。2.3 假体、器械因素固定衬垫假体和活动衬垫假体在骨折发生率上无明显不同，生物型假体与骨水泥型有相似的假体固定性及临床疗效25，然而在胫骨平台骨折发生率方面，生物型假体比骨水泥型的风险更高，分别是0.26%和0.09%8。有研究表明，生物型假体依靠压配进行初始固定，使胫骨平台所受的应力增加，更易发生骨折26。另外，金属底板胫骨平台假体的骨折率更低，金属底板假体相对于全聚乙烯假体能明显降低胫骨平台的应力27。术中器械对于胫骨平台的处理同样会影响胫骨平台的支撑力。有研究表明胫骨固定针损伤会骨皮质，多次反复固定又会增加骨折风险10。Mohammad等28通过对比传统开槽器和新型开槽器对胫骨骨折的影响，结果表明，使用新型的胫骨开槽器可以明显降低胫骨骨折风险。作者认为，通过对胫骨开槽器的改进，开槽更深、更宽，可以明显降低生物型假体骨折的发生率。通过文献回顾发现导致胫骨平台骨折的因素是多方面的，其中手术技术因素最为重要，可以得出以下结论：术中应避免暴力操作，击打假体时需谨慎操作；在胫骨平台准备过程中，龙骨槽开槽时应避免损伤胫骨后皮质，另外纵切锯切时，应避免切口过深，处理不当同样会损伤后侧皮质；胫骨截骨时应尽量减少截骨量，保留适当的胫骨平台支撑骨量，避免胫骨平台支撑力降低。对于明显内翻的.862023 年 08 月第 20 卷 第 4 期生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL STUDYUKA来说，下肢力线应避免过度矫正，略偏内翻的下肢力线能够获得更好的临床疗效。对于胫骨假体较小的患者，推荐使用骨水泥型UKA，实现良好骨覆盖的同时降低骨折的发生率。植入物的不同位置可能会提高胫骨平台的应力，术者应尽量将假体置于中立位或者内翻3，这一点对于降低胫骨平台载荷至关重要。3 UKA术后胫骨平台骨折的临床特征与诊断患者无明显外伤史，一般在术后3个月内运动过程中突然出现膝关节疼痛，行走困难，疼痛部位较局限。目前，X线可以方便评估骨折类型及移位情况。当骨折隐匿、移位较小、X线不能明确诊断时，CT多能协助诊断。4 UKA术后胫骨平台骨折的治疗由于单髁置换术后胫骨平台骨折比较罕见且相关的文献有限，目前无统一的治疗指南。根据骨折是否移位、骨折块大小、是否合并假体松动下沉等选择治疗方案。4.1 保守治疗对于胫骨平台骨折无移位，假体无松动，骨量好且对位、对线良好的稳定性骨折，可以采取保守治疗，要求患肢支架固定3周，同时6周内避免负重。有学者报道在无移位的胫骨平台骨折中取得了较好疗效29，但更多的研究表明，长时间的固定可能会导致膝关节僵硬和肌肉萎缩，不少病例出现不同程度的内翻畸形加重和假体下沉，严重影响了患者的膝关节功能。Woo等30报道了6例单髁术后胫骨平台骨折的病例，5例采取保守治疗，仅有1例愈合且功能恢复良好，另外4例患者骨折虽然愈合但无明显功能恢复，保守治疗的失败率高，需谨慎选择。4.2 手术治疗4.2.1 切开复位内固定采用切开复位内固定是治疗胫骨平台骨折的一种有效的治疗方法。对于有移位、假体无松动或下沉、骨折碎片较大的骨折，推荐行切开复位内固定。骨折后的急性期进行治疗多能取得良好的效果，内固定可以防止骨折塌陷和膝关节内翻，并支持患者早期关节非负重活动，避免长期固定出现膝关节僵直的情况。Lu等29报道了25例UKA术后胫骨平台骨折的病例，其中5例行内固定治疗，无任何并发症，膝关节功能评分满意。很多学者认为钢板固定有更好的临床效果，既可以稳定骨折，又可以保障皮质血供，促进骨折愈合。Cift等31通过生物力学研究对胫骨平台骨折采用钢板与螺钉的结 构 强 度 进 行 了 对 比，结果表明，螺钉组的载荷为（1 397.6194.4）N，钢板固定组的载荷为（2 153.2204.4）N，钢板固定组的载荷明显高于螺钉组。Seeger等32在一项尸体研究中同样发现钢板固定明显优于螺钉固定，并建议使用钢板固定胫骨平台骨折。Sloper等11报道了1例UKA术中发生胫骨平台骨折的病例，经钢板内固定治疗后功能恢复良好。虽然多数研究表明钢板相对于螺钉固定效果更好，但是临床上螺钉多能提供有效的固定强度，且可透视下复位经皮植入，患者的接受度更高。4.2.2 TKA翻修一些医生在选择治疗胫骨平台骨折时，推荐常规行TKA翻修术。当假体松动或者下沉、骨折碎片太小（存在于干骺端）无法固定、保守治疗及内固定无效时需要行TKA翻修。另外，对于骨折愈合能力较差的患者，如高龄、骨质疏松的患者，同样建议行 TKA 翻修术。Lewis等33回顾性研究了澳大利亚关节注册中心UKA翻修TKA的 4 438 例病例，平均随访 5 年，研究表明，1 537 例（35%）例使用带长柄的胫骨假体患者的累计翻修率明显低于2 901例（65%）不带柄的胫骨假体患者。临床上，TKA翻修术多推荐采用带长柄的胫骨假体以提供更好的稳定性，部分复杂病例还需垫骨或植骨。Yang等34报道2例胫骨平台骨折病例，其中1例行TKA翻修术，短期随访6个月膝关节功能恢复良好。Woo等30报道了6例患者，其中1例患者行TKA翻修术，随访2年，术后疼痛明显缓解并且膝关节功能恢复良好。Hung等9报道了1例TKA翻修的胫骨平台骨折患者，随访11周，术后无任何并发症，膝关节功能恢复满意。5 小结随着UKA的广泛开展，胫骨平台骨折作为UKA术后并发症之一，其发病率也逐渐提高。了解UKA术后胫骨平台骨折的危险因素及相关治疗措施对于该并发症的诊治是必要的。但目前针对UKA术后胫骨平台骨折尚缺少详细的分型及治疗指南。结合目前UKA术后发生胫骨平台骨折的现状，笔者认为应该进一步扩大研究范围，更全面地分析发生胫骨平台骨折的危险因素，制定全面的诊疗方案，以达到提高治疗效果、减少并发症的目的。参考文献1 Burger JA,Kleeblad LJ,Laas N,et al.The influence of preoperative radiographic patellofemoral degenerative changes and malalignment on patellofemoral-specific 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