TKA术中螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆修复胫骨平台骨缺损重建关节稳定性

潘文杰，贺艳，马建兵*，肖琳，卿忠，王曦，姚舒馨，武淑芳

(1.西安交通大学医学院附属红会医院关节外科膝关节病区，陕西 西安　710054；2.西安市第四医院，陕西 西安710004；3.西安交通大学医学院第一附属医院，陕西 西安　710016)



TKA术中螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆修复胫骨平台骨缺损重建关节稳定性

潘文杰1，贺艳2，马建兵1*，肖琳1，卿忠1，王曦1，姚舒馨1，武淑芳3

(1.西安交通大学医学院附属红会医院关节外科膝关节病区，陕西 西安710054；2.西安市第四医院，陕西 西安710004；3.西安交通大学医学院第一附属医院，陕西 西安710016)

目的探讨初次人工全膝关节置换术采用支撑螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆修复胫骨平台非包容性骨缺损重建关节稳定性的早期临床疗效。方法2012年5月至2015年10月，对16 例21 膝胫骨平台非包容性骨缺损进行初次全膝关节置换术，男4 例5 膝，女12 例16 膝；骨关节炎13 例16 膝，类风湿性关节炎2 例4 膝，大骨节病1 例1膝；年龄65～76 岁，平均70.5 岁；体重68.5～92 kg，平均75.6 kg；身高155～180 cm，平均171.1 cm。膝关节活动度(69.8±9.8)°。术前美国膝关节协会(American knee society score，KSS)评分系统临床评分(31.9±8.8)分，功能评分(33.1±9.1)分。术中测量胫骨平台缺损平均深度19.8 mm，使用标准切模行胫骨平台截骨10.0 mm，截骨后残余骨缺损平均深度10.5 mm，清除骨缺损处硬化骨并于骨缺损处钻孔，拧入2～3枚支撑螺钉，加压填充骨水泥修复骨缺损，安装带延长杆的胫骨假体。结果随访26.5个月(3～36个月)，术后下肢畸形改善，疼痛完全缓解，1个月后弃拐行走，日常生活均可自理；膝关节KSS临床评分(90.3±9.0)分，功能评分(91.4±8.3)分，较术前明显提高；活动度(115±8.8)°，较术前明显提高；术后末次随访复查影像学示假体位置均良好，假体周围及骨水泥填充区未发现透亮带及感染征象，支撑螺钉未见松动和移位等并发症。结论初次人工全膝关节置换术中胫骨平台较大范围非包容性骨缺损，采用支撑螺钉附加骨水泥能修复骨缺损，恢复关节线水平，髓内延长杆能增加膝关节稳定性，膝关节功能良好，早期临床疗效满意。

膝；关节置换；骨缺损；重建；骨水泥；延长杆

全膝关节置换对终末期膝关节关节炎具有良好的临床疗效，能够缓解疼痛，矫正畸形，恢复膝关节功能[1]。严重的内外翻畸形、屈曲挛缩及强直膝患者，常常有胫骨平台严重的骨缺损，术中修复骨缺损、建立正确的假体力线，恢复假体和宿主骨界面的稳定性至关重要。常规的处理方法包括：增加胫骨近端截骨量，同种异体骨或自体骨移植，骨水泥填充以及应用金属垫块修复骨缺损等，但上述应用存在许多不足之处[2]，尤其是对于胫骨平台切骨后骨缺损大于10 mm的非包容性骨缺损的修复和重建关节稳定性，上述处理方法的效果仍然存在争议。我们采用支撑螺钉附加骨水泥修复骨缺损，同时用带延长杆的胫骨假体增加假体的初始稳定性，取得了良好早期临床疗效，现报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料2012年5月至2015年10月，对16 例21膝初次全膝关节置换术中胫骨平台非包容性骨缺损患者采用支撑螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆修复骨缺损、重建关节稳定性且获得完全随访的患者进行回顾性研究，男4 例5 膝，女12 例16 膝；骨关节炎13 例16 膝，类风湿性关节炎2 例4 膝，大骨节病1 例1 膝；年龄65～76 岁，平均70.5 岁；体重68.5～92 kg，平均75.6 kg；身高155～180 cm，平均171.1 cm；体重指数(body mass index，BMI)(26.3±3.8) kg/m2；内翻膝13 例18 膝，外翻膝3 例3 膝，下肢X线片测量：膝内翻21°～36.9°，平均33.5°，膝外翻16°～35°，平均26.8°；截骨前测量胫骨平台骨缺损深度达15～25 mm，平均19.8 mm，面积达半侧平台25%～50%，平均32.0%。使用标准切模行胫骨平台截骨10.0 mm，截骨后残余骨缺损深度8～18 mm，平均10.5 mm，面积占半侧平台18%～43%，平均27.0%。采用美国膝关节协会(knee society score，KSS)[3]临床评分和功能评分、膝关节活动度(range of motion，ROM)评估膝关节功能：术前KSS临床评分(31.9±8.8)分，功能评分(33.1±9.1)分；膝关节活动度(69.8±9.8)°(见表1)。

1.2手术方法所有患者采用膝前正中切口，髌旁内侧入路显露，翻转髌骨显露关节腔，适当松解内外侧软组织并清除关节周围骨赘，首先做到伸直位软组织平衡，股骨采用髓内定位，外翻6°股骨远端截骨，综合参考Whiteside线、股骨内外上髁轴线、后髁连线确定股骨旋转对线，常规采用外旋3°安装四合一切骨模截骨；胫骨髓外定位，按胫骨骨假体厚度垂直于胫骨机械轴行标准截骨8～11 mm，平均10 mm，平衡内外侧软组织。完全显露骨缺损处并评估骨缺损面积和形态，均为非包容性骨缺损，清除骨缺损处硬化骨并在其上钻多个小孔以利于骨水泥黏合。对于楔形骨缺损将骨缺损面做成小的阶梯样结构以降低骨水泥的剪切力，间隔5～10 mm拧入2～3 枚5 mm或6.5 mm螺钉，放置假体试模，调整螺钉高度略低于截骨平面以使螺钉头不致直接接触到胫骨假体，搅拌骨水泥并加压填充修复骨缺损，植入带延长杆(2 例采用偏心延长杆)的胫骨假体(近端骨水泥固定，远端压配固定，人工假体均为PS非限制性U2全膝关节)。

2　结　　果

16 例患者术后均获得随访，平均26.5个月(3～36个月)，术后疼痛完全缓解，1个月后弃拐行走，日常生活均可自理。膝关节KSS临床评分(90.3±9.0)分，功能评分(91.4±8.3)分，较术前明显提高；ROM(115.0±8.8)°(见表1)，较术前明显提高。术后X线片显示胫骨缺损区骨水泥填充良好，支撑螺钉位置与假体贴合良好，承载假体可靠，膝关节力线偏差1°～2°，平均1.2°，胫骨假体位置及覆盖胫骨近端良好，假体与骨水泥以及骨水泥与宿主骨之间无透亮区(见图2)。术后末次随访复查X线片未见骨溶解、感染及假体松动等征象，支撑螺钉无松动、移位，假体与骨水泥、骨水泥与宿主骨界面未见透亮区等并发症。

典型病例为一78 岁女性患者，手术前后影像学资料见图1～3。

3　讨　　论

全膝关节置换是治疗终末期膝关节骨关节炎有效的方法之一，因这些患者常常合并有严重的内外翻畸形、屈曲挛缩及膝关节强直，骨缺损是常见的问题。在进行膝关节置换时重建骨缺损是矫形外科医生面临的一极大挑战，重建胫骨侧非包容性骨缺损、恢复关节线水平、平衡膝关节内外侧软组织、对称的屈伸矩形间隙以及获得正确的假体位置是保证假体长期稳定的关键[4-5]。目前重建骨缺损的方法包括：骨水泥或颗粒骨的填充、自体和同种异体骨移植、金属垫块植入、特制假体及铰链膝关节假体应用等，这些方法能在不同程度上解决胫骨平台严重骨缺损的问题，然而它们的应用仍有诸多不足之处，临床疗效仍然存在争议。另外，骨缺损的位置和程度也直接影响骨缺损重建的方法和决定所选用假体的类型[2]，同时假体的选择也依据膝关节周围韧带软组织的稳定状态。带延长杆的胫骨假体能够加强假体的固定，增加假体的初期稳定性，降低骨与假体界面应力，尤其适用于非对称性骨缺损[6]。

骨移植重建胫骨近端骨缺损首先由Windsor等[7]报道，能够促进骨量的恢复及提供生物学和生物力学的优点，可分为自体骨移植和同种异体骨移植。同种异体骨移植因为其存在排异反应、传播疾病、愈合时间长、负重迟、康复慢、骨吸收、不愈合以及塌陷等缺点，一般在无自体骨或自体骨骨量不足的情况下采用。从初次TKA中股骨远端、股骨髁间和胫骨平台截骨获取的自体骨，具有无排异反应、简便、节省手术时间、愈合可靠等优点，常常适用于小的、空洞性骨缺损以及皮质边缘缺损小于25%的骨缺损。对于节段性骨缺损、皮质骨边缘缺损大于25%及40%以上的假体不能被宿主骨支撑，可考虑采用金属垫块，金属垫块有不同的形态和大小，方便术中组合，不存在骨不愈合和塌陷等并发症，能提高手术成功率。但金属垫块存在微动，对宿主骨具有腐蚀破坏作用[8]。另外，金属垫块和骨的弹性模量存在差异，会引起应力遮挡，长期可导致骨量丢失[9]。对于大于4.0 cm的骨缺损，虽然定制或铰链膝关节假体能够替补骨缺损、重建膝关节稳定性，但这种假体花费昂贵，术前需花费时间特殊制作，由于术中发现骨缺损的程度较术前影像学评估严重，往往使这种定制假体与术中实际情况不一定完全吻合，增加了手术难度，甚至不能使用，而且限制性较高，影响假体远期在位率。

表1　手术前后膝关节KSS评分和活动度比较

图1　术前正侧位X线片示晚期骨关节炎合并内翻及胫骨平台骨缺损

图2　人工膝关节置换术后1.5年正侧位X线片示假体位置良好、支撑螺钉无松动、移位，假体与骨水泥、骨水泥与宿主骨界面未见透亮

图3　切骨前后胫骨平台骨缺损的位置和大小

Ritter等[10-11]对于深度5～10 mm、面积小于50%的骨缺损在骨水泥充填的基础上于缺损处使用2～3枚螺钉支撑以增强充填骨水泥的承载能力。笔者在临床上发现对于骨缺损深度达10～15 mm、面积达25%～50%的胫骨平台结构性骨缺损患者，采用支撑螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆修复骨缺损重建关节稳定性的方法操作简单，节省手术时间，使用方便，经济实惠，术后功能康复快，临床疗效满意。该项技术是在骨水泥充填骨缺损的基础上于缺损处附加螺钉，这种方法能够从关节线和骨水泥界面分散负荷，同时增强单纯骨水泥充填的强度，与植骨重建骨缺损相比，避免了植骨不愈合、吸收和塌陷及影响早期下地负重康复锻炼等缺点；与采用金属垫块和限制性假体相比具有操作方便、简化手术，节省费用等优点。另外，结合髓内延长杆以加强固定、分散负荷、改善力线、降低假体与骨水泥及骨与水泥界面的应力及松动的概率等，可早期下地负重进行功能康复锻炼，有利于术后膝关节功能康复。本组患者术中采用支撑螺钉附加骨水泥、髓内延长杆修复胫骨平台骨缺损重建关节稳定性结合软组织平衡后未发现冠状面内外侧不稳，均未采用限制性假体。术后随访26.5个月(3～36个月)，下肢畸形矫正，膝关节疼痛完全缓解，1个月后弃拐行走，日常生活基本自理；膝关节KSS临床评分(90.3±9.0)分，功能评分(91.4±8.3)分，较术前明显提高；活动度(115±8.8)°，较术前明显提高；术后末次随访复查影像学示假体位置均良好，假体周围及骨水泥填充区未发现透亮带及感染征象，支撑螺钉未见松动和移位。由此可见，初次全膝关节置换术中采用支撑螺钉附加骨水泥结合髓内延长杆能够修复胫骨平台骨缺损重建关节稳定性，膝关节功能良好，早期临床疗效满意。

本研究也存在一定局限性：首先，该研究属于回顾性研究，进行术前与术后比较，没有设立对照组，未与其他治疗方法进行比较，然而研究结果确实证明术后患者临床疗效十分满意；第二，本研究患者的样本量不够多，可能存在偏倚，但手术操作由同一组高年资医师完成，所有患者接受同样假体，在一定程度上降低了研究偏倚；第三，随访时间不够长，长期的临床疗效和假体情况尚不清楚。以后需长期研究和随访，以便进一步了解假体的长期在位率和临床疗效。

[1]刘兴炎，李旭升，刘旭东，等.重度畸形膝关节病全膝关节置换的疗效分析[J].中国骨伤，2010，23(2)：139-142.

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[11]Scott RD.Bone loss：prosthetic and augmentation method[J].Orthopedics，1995，18(9)：923-926.

Supporing Screws and Bbone Cement Filling Combined with Intramedullary Stem for Reconstructing Tibial Bone Defect and Joint Stability in Total Knee Arthroplasty

Pan Wenjie1，He Yan2，Ma Jianbing1，etal

(1.Department of Bone and joint surgery，Xi′an Hong hui Hospital，Medical College，Xi′an jiaotong University，Xi′an 710054；2.Department of pharmacy Xi′an NO.4 Hospital，Xi′an 710004)

ObjectiveTo observe the early clinical effect of Supporing screws and bone cement filling combined with intramedullary stem for reconstructing tibial noncontained bone defect and joint stability in primary total knee arthroplasty.MethodsFrom May 2012 to October 2015，16 patients(21 knees)with tibial plateau noncontained bone defects including 4 men(5knees)and12 women(16 knees) underwent primary total knee arthmplasty.The average age of the patients was 70.5 years old ranging from 65 to 76 years.The average weight was 75.6 kg ranging from 68.5 kg to 92 kg，and the average body height was 171.1 cm ranging from 155 cm to 180 cm.The diagnoses of the patients were osteoarthritis in 13 cases(16 knees)and rheumatoid arthritis in 2 cases(4 knees)，Kashin-Bek syndrome in 1 case(1 knee).The preoperative range of movement(ROM)was(69.8±9.8)°.AccordingtoKneeSocietyscore(KSS)criterion，theclinicalscoreofpreoperationwas(31.9±8.8) and functional score was(33.1±9.1) During operation，the average depth of tibial plateau defect was 19.8 mm before tibial osteotomy.The conventional tibial osteotomy of 10.0 mm was performed，the average depth of the residual bone defect was10.5 mm.Sclerotic bone was thoroughly removed，2 or 3 pieces of supporting screws were inserted according to bone defect area and morphology，and bone cement was pressurely filled，and then the tibial prosthesis with stem was installed.ResultsAll the cases were followed up of 26.5 months(range，3 to 36months).All the patients can walk without crutch and self-care 1 month after operation，The enstrophy or ecstrophy or contraction anisotrophy were completely rectified right after operation，and the pain of knee was totally reliefed，At the latest follow-up，the KSS clinical score was knee score(90.3±9.0) and functional score was(91.4±8.3).The ROM of the knee joint was(115±8.8)°.In the final follow-up through the X-ray measurement，the position of the prosthesis was good，and no loosening or signs of infection.The radiolucent of bone cement filling zone interface，loosening or displacement of the supporting screw，and other complications were not found in cases.ConclusionSuppor ing screws and bone cement filling can repair noncontained bone defect，restoring the joint line level，and intramedullary stem can increase the stability of the knee in primary total knee arthroplasty.The function of knee was excellentand early clinical efficacy is satisfactory.

knee；tibia bone defects；arthroplasty；reconstruction；bone cement；extension stem

1008-5572(2016)10-0881-04

陕西省重点科技创新团队项目(2013KCT-26)；*本文通讯作者：马建兵

R687.4+2

B

2016-05-04

潘文杰(1974- )，男，副主任医师，西安交通大学医学院附属红会医院关节外科膝关节病区，710054。