旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換的臨床研究進(jìn)展

1、旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換的臨床研究進(jìn)展         08-06-30 16:51:00     作者：李新鋒    編輯：studa20【關(guān)鍵詞】  全膝置換    隨著假體設(shè)計和手術(shù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，全膝置換的適應(yīng)證不斷擴(kuò)大；與此同時，患者對全膝置換術(shù)后假體壽命的期望值也越來越高。近年來，為了達(dá)到這一目的，尤其是為了滿足一些年輕患者的需求，研發(fā)了旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換設(shè)計（rotatingplatfor

2、m total knee replacement designs），本文就其臨床研究進(jìn)展，綜述如下。    1  全膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計的類型    目前，臨床應(yīng)用的全膝關(guān)節(jié)假體主要分為固定平臺型假體（fixedbearing total knee arthroplasty）和活動平臺型假體（mobilebearing total knee arthroplasty）。前者屬于全髁型假體，脛骨平臺金屬板上的聚乙烯襯墊與金屬板固定，不能活動；后者脛骨平臺金屬板上的聚乙烯襯墊與金屬板不固定，襯墊可以在金屬板上自由滑動和旋轉(zhuǎn)活動，又包括

3、半月板平臺型（meniscalbearing total knee arthroplasty）假體、前后滑動平臺型（anteroposterior glidingbearing total knee arthroplasty）假體和旋轉(zhuǎn)平臺型假體。半月板平臺型假體的聚乙烯襯墊只能在前后方向滑動；旋轉(zhuǎn)平臺型假體的聚乙烯襯墊只能圍繞位于中央的垂直軸旋轉(zhuǎn)1;前后滑動平臺型假體則能將前后滑動和旋轉(zhuǎn)整合在一起，但由于研發(fā)時間不長，臨床尚未廣泛使用。目前臨床應(yīng)用并報告最多的是旋轉(zhuǎn)平臺型假體。    2  固定平臺型假體存在的問題   

4、全膝置換設(shè)計中應(yīng)用最為普遍的是固定平臺型假體。長期隨訪結(jié)果表明，術(shù)后1015年的存活率（survival rates）已經(jīng)超過902，臨床療效較為滿意。然而，近年研究發(fā)現(xiàn)，聚乙烯磨損和骨溶解已經(jīng)成為固定平臺型假體術(shù)后中、遠(yuǎn)期失敗的主要原因3，其中假體設(shè)計存在的問題是一個重要因素。固定平臺型假體是由較厚的股骨金屬面和扁平的脛骨聚乙烯襯墊相關(guān)節(jié)，由于運(yùn)動時產(chǎn)生較高的接觸應(yīng)力，使全膝置換術(shù)后接觸應(yīng)力大于超高分子量的聚乙烯屈服點(diǎn)（yield point），造成假體磨損4，此外，固定平臺型假體并不能模擬正常膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動學(xué)特點(diǎn)，最終導(dǎo)致隨著高接觸應(yīng)力的關(guān)節(jié)表面不同程度的滑動，進(jìn)一步加重假體磨損5。為了改善

5、膝關(guān)節(jié)功能，減小應(yīng)力和磨損，研究者們開始尋求更為合理的假體設(shè)計。    3  旋轉(zhuǎn)平臺型假體的運(yùn)動學(xué)分析    旋轉(zhuǎn)平臺型假體與股骨、髕骨和脛骨關(guān)節(jié)面幾何形狀的匹配程度明顯高于固定平臺型假體，行走過程中這些關(guān)節(jié)面可以良好接觸。在既定載荷下，聚乙烯接觸應(yīng)力與接觸面積成反比，脛骨結(jié)構(gòu)越匹配，接觸面積越大，接觸應(yīng)力越小6。旋轉(zhuǎn)平臺型假體設(shè)計就是在金屬結(jié)構(gòu)的股骨假體和脛骨平臺假體之間插入可以旋轉(zhuǎn)的聚乙烯襯墊，以便模擬正常膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動狀態(tài)。    與固定平臺型假體相比，使用旋轉(zhuǎn)平臺型設(shè)計可以通過消除在2個

6、不同界面上的多向活動形式，減小橫向的剪切應(yīng)力，最終減輕聚乙烯的磨損7。接觸面積和應(yīng)力大小分析已經(jīng)證實(shí)，旋轉(zhuǎn)平臺型假體的聚乙烯襯墊下界面接觸面積較大，且平均接觸應(yīng)力較低，從而，在合并軸向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以減少聚乙烯的磨損8。McEwen等9用膝關(guān)節(jié)生理模擬技術(shù)研究假體設(shè)計、襯墊材料、運(yùn)動學(xué)對離體全膝置換假體磨損的影響，結(jié)果也表明在旋轉(zhuǎn)平臺型的假體中，多向活動形式被聚乙烯襯墊上下2個界面吸收，可以在關(guān)節(jié)面間產(chǎn)生更多線性運(yùn)動，進(jìn)而與多向固定平臺型假體相比，聚乙烯磨損減輕。    固定平臺型假體，所有的旋轉(zhuǎn)、平移和屈伸活動都在單一的股骨關(guān)節(jié)面上進(jìn)行。Komistek等10用視頻

7、X線透視分析旋轉(zhuǎn)平臺型假體的活動形式、大小并進(jìn)行了長期隨訪，發(fā)現(xiàn)隨著時間的推移，并沒有因為軟組織瘢痕化和包裹活動襯墊而限制了聚乙烯襯墊的活動。股骨關(guān)節(jié)面和聚乙烯襯墊之間的活動很小，表明聚乙烯襯墊最初是和股骨關(guān)節(jié)面結(jié)合在一起旋轉(zhuǎn)的，因此，在旋轉(zhuǎn)平臺型設(shè)計中，軸向旋轉(zhuǎn)主要發(fā)生在聚乙烯襯墊的下方。因此，這種設(shè)計可以使關(guān)節(jié)面之間的多向活動從而減輕聚乙烯襯墊的磨損率。而在固定平臺型設(shè)計中，所有的旋轉(zhuǎn)、平移和屈伸活動都在單一的股骨關(guān)節(jié)面上進(jìn)行。在旋轉(zhuǎn)平臺型設(shè)計中，脛骨平臺和聚乙烯襯墊之間界面設(shè)計為單純旋轉(zhuǎn)活動形式。由于旋轉(zhuǎn)活動發(fā)生在聚乙烯襯墊的下方，股骨關(guān)節(jié)面與聚乙烯襯墊之間最初只是經(jīng)受屈伸運(yùn)動。

8、0;   許多在體和離體運(yùn)動學(xué)分析證實(shí)，正常膝關(guān)節(jié)在屈曲時存在股骨和脛骨間的軸向旋轉(zhuǎn)11。膝關(guān)節(jié)屈曲時，脛骨相對于股骨內(nèi)旋；相反，伸直時，脛骨相對股骨外旋。Dennis等12用X線透視檢查法進(jìn)行多中心協(xié)作，研究了股骨和脛骨的軸向旋轉(zhuǎn)形式。與正常膝關(guān)節(jié)行走和極度屈曲活動比較，固定平臺型組和活動平臺型組的平均旋轉(zhuǎn)值均減小，正常軸向旋轉(zhuǎn)形式出現(xiàn)幾率減少。2組在軸向旋轉(zhuǎn)的大小或形式并沒有明顯的統(tǒng)計學(xué)差異。雖然全膝置換后平均軸向旋轉(zhuǎn)值有限，但都超過了大多數(shù)固定平臺型的旋轉(zhuǎn)極限，這或許就是旋轉(zhuǎn)平臺型假體設(shè)計的優(yōu)勢所在，即可以提供較大范圍的軸向旋轉(zhuǎn)而不至于對聚乙烯襯墊產(chǎn)生過高的應(yīng)力。&#

9、160;   旋轉(zhuǎn)平臺型假體與半月板平臺型假體相比，后者需要前后交叉韌帶維持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性才能產(chǎn)生類似正常膝關(guān)節(jié)的前后滑動；如果沒有前交叉韌帶，容易發(fā)生聚乙烯襯墊脫位13。在旋轉(zhuǎn)平臺型假體的設(shè)計中，股骨髁金屬面和聚乙烯襯墊高度一致，確保膝關(guān)節(jié)的前后穩(wěn)定性14，可以作為一種替代后交叉韌帶的設(shè)計15。    旋轉(zhuǎn)平臺型假體與前后滑動平臺型假體的比較，文獻(xiàn)報道較少。有研究表明，前后滑動平臺型假體的磨損比旋轉(zhuǎn)平臺型假體明顯增大16。Pooley和Tabor17證實(shí)當(dāng)高密度聚乙烯經(jīng)受單向滑動時，其分子有沿滑動方向排列的傾向，可以降低摩擦系數(shù)，減小材料的磨

10、損。由于單一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動比旋轉(zhuǎn)和前后滑動的復(fù)合運(yùn)動的摩擦系數(shù)要低，聚乙烯磨損相對較低。旋轉(zhuǎn)平臺型和前后滑動平臺型的在體運(yùn)動學(xué)分析表明，盡管2種平臺的運(yùn)動形式有所不同，但并沒有統(tǒng)計學(xué)意義。旋轉(zhuǎn)平臺型組前后滑動較小但軸向旋轉(zhuǎn)較大，運(yùn)動形式變化較少；前后滑動平臺型組則表現(xiàn)為股骨旋轉(zhuǎn)和平移，并存在多種運(yùn)動形式18。    旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換在運(yùn)動學(xué)方面也還有許多問題有待解決，如是否一定需要達(dá)到假體與關(guān)節(jié)充分匹配，或是否假體一定需要與步態(tài)相協(xié)調(diào)。步態(tài)分析已經(jīng)證實(shí)，全膝置換的假體與關(guān)節(jié)的充分匹配（congruence）僅僅在正常步態(tài)最初15°時是必需的。大多數(shù)步態(tài)協(xié)調(diào)性

11、旋轉(zhuǎn)平臺型假體設(shè)計可以提供滿意的載荷面積和接觸應(yīng)力。充分匹配的假體設(shè)計只是在特定的活動比如從起立或上下樓梯時才顯示一定優(yōu)勢16。    4  旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換的臨床研究    Buechel等19對233例骨水泥型和非骨水泥型LCS旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換術(shù)后20年隨訪證實(shí)其存活率良好，其結(jié)果類似于甚至優(yōu)于固定平臺型全膝置換。旋轉(zhuǎn)平臺型假體中，骨水泥型20年存活率為97.7，非骨水泥型18年存活率為98.3。Sorrells等20報道528例非骨水泥型LCS旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換術(shù)后12年存活率為89.5，翻修率5.5%，結(jié)果和骨水

12、泥型相似21，優(yōu)于文獻(xiàn)報道的非骨水泥型固定平臺型假體的25甚至更高的翻修率22。Callaghan報道了119例骨水泥型旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換15年隨訪，沒有因松動、骨溶解或磨損而進(jìn)行翻修手術(shù)的病例，骨臨床和影像學(xué)結(jié)果均滿意23。而半月板平臺型假體也較旋轉(zhuǎn)平臺型假體差，其支撐部分脫位率占患者中1.3%9.39。    有一些研究者認(rèn)為旋轉(zhuǎn)平臺型和固定平臺型假體的臨床結(jié)果相似，其優(yōu)勢仍需進(jìn)一步評價。同一患者分別用旋轉(zhuǎn)平臺型和前后滑動平臺型假體進(jìn)行雙膝置換，臨床和影像學(xué)分析表明，2種假體有相似的滿意效果24。在同一患者體內(nèi)行固定平臺型和旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換手術(shù)后隨訪，發(fā)現(xiàn)膝

13、關(guān)節(jié)活動范圍、疼痛、膝關(guān)節(jié)協(xié)會評分以及整體滿意度也沒有明顯區(qū)別25。    雖然這些結(jié)果表明，經(jīng)過中期隨訪，最初擔(dān)心的襯墊不穩(wěn)、聚乙烯磨損增加、骨溶解以及繼發(fā)于移植物相合性增加的松動等問題在臨床并不多見，但仍有一些學(xué)者對旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換的應(yīng)用前景并不持肯定態(tài)度。Huang等26報道了5例旋轉(zhuǎn)平臺型全膝置換發(fā)生了聚乙烯襯墊側(cè)方脫位，認(rèn)為旋轉(zhuǎn)平臺型假體的旋轉(zhuǎn)角度沒有制約可能是造成側(cè)方脫位的原因。由于金屬關(guān)節(jié)面和聚乙烯襯墊直接接觸，聚乙烯襯墊磨損很難避免。旋轉(zhuǎn)平臺型全膝關(guān)節(jié)置換后半脫位和脫位的危險性值得關(guān)注，可能需要早期翻修27。Woolson和 Northrop28在早期隨訪的病例中，固定平臺型和旋轉(zhuǎn)平臺型全膝關(guān)節(jié)置換組在臨床和影像學(xué)上沒有明顯差別。然而，旋轉(zhuǎn)平臺型組患者早期進(jìn)行翻修手術(shù)的相對較多。Pagnano等29的前瞻性、隨機(jī)化研究證實(shí)，術(shù)后3個月1年期間，旋轉(zhuǎn)平臺型與后方穩(wěn)定的固定平臺型全膝置換相比，并不能有效減少膝關(guān)節(jié)外側(cè)支持帶松弛、髕骨傾斜或半脫位的發(fā)生，不能增加膝關(guān)節(jié)屈曲功能。    由于固定平臺型全膝置換翻修術(shù)的療效不如初次置換手術(shù)理想，主要原因為固定失敗、聚乙烯磨損和股脛關(guān)節(jié)及髕骨不穩(wěn)等。目前已經(jīng)開始在一些復(fù)雜的翻修術(shù)中使用活動平臺型假體。Jones和