膝关节骨性关节炎（osteoarthritis, OA）患者人数众多，且随着社会老龄化的加剧，发病率逐渐增高。根据最近研究资料显示，截止2010年全世界有症状并由X线检查证实的膝关节OA患病率为3.8%，且这一比率还在不断上升。由于全膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty, TKA）能够有效地缓解疼痛、改善活动功能、提高患者生活质量，已被公认为治疗重度膝关节OA最为有效的方法，其手术数量每年均以巨大的规模增长。据估计，2030年美国初次TKA的数目将会较目前增加673%，达到每年约三百五十万例。而在我国，由于社会经济的发展、人均寿命的延长和医疗技术的普及，其增长将更为迅速，受众人群的数量也将十分庞大。

　　虽然TKA整体上效果良好，但仍有部分患者对其疗效不甚满意，因此越来越多的学者致力于改善TKA术后患者功能及增加假体使用年限的研究。而在影响TKA手术效果和假体生存率的多种因素中，关节假体的设计备受关注。自上个世纪70年代现代膝关节假体投入临床使用以来，关于后交叉韧带保留型（Cruciate Retaining, CR）和后稳定型（Posterior Stabilizing, PS）假体的争论便从未停止过。PS假体的支持者们认为后交叉韧带（Posterior Cruciate Ligament, PCL）在病理状态下的存在意义不大，且切除PCL后能更好地矫正畸形、获得软组织平衡；CR假体的拥护者则指出，此类假体由于保存了PCL，能最大限度保留膝关节本体感觉，恢复正常活动机制，并获得更大的活动范围。本文将根据现有的部分高质量研究结果，并结合笔者临床体会，对两种假体临床表现及实验室研究结果做一小结。

　　一、临床随访结果

　　有关CR与PS假体的种种观点均被文献所报道，但各家结果往往得出相互矛盾的结论。例如，早期人们普遍认为保留PCL能尽可能地重建屈膝时的股骨后滚机制，从而增加膝关节屈曲度；但亦有部分学者发现使用CR假体的患者在进行深度屈膝时，可出现反常的股骨前移，进而限制了屈膝活动。Jacobs等于2005年发表的系统综述结果即表明，切除PCL后膝关节屈伸活动度更大，但由于其所纳入的研究质量参差不齐，因此采纳结果时需谨慎。为提高结论可信性，本节内容仅采纳pubmed数据库中可检索到的有关CR与PS假体的高质量研究结果，包括前瞻性随机对照研究及meta分析。

　　加拿大西安大略大学医院的Harato等于2008年报道了一项前瞻性随机对照研究结果，其中包括了99例CR-TKA及93例PS-TKA患者，最短随访时间5年。研究结果表明PS-TKA患者术后活动度优于CR-TKA患者，但在膝关节功能评分、并发症发生率以及患者满意度方面两组并无差异。2008年发表的另一项随机对照研究结果也显示，CR与PS-TKA患者在疼痛、膝关节功能以及生活质量评分方面无显著差异，术后2年时两组患者的膝关节活动度也无明显不同。2009年The Journal of Bone and Joint Surgery (Am)杂志第4期报道了韩国Kim等研究者所进行的前瞻性随机自身对照研究结果，其纳入了共255例双侧TKA患者，每位患者一侧膝关节使用高屈曲型CR假体，另一侧使用高屈曲型PS假体，最短随访时间2年。该文结论为，两种假体在关节活动度、临床使用效果和影像学指标方面均无明显差异。而在2011年的一篇文献中，作者同样比较了两种高屈曲型假体，并得出结论：尽管两组患者在临床效果方面无明显差异，但PS-TKA患者负重位最大屈膝角度和股骨后滚优于CR-TKA患者。2012年由Yagishita等发表的随机对照研究（最短随访时间5年）结果亦显示，PS-TKA患者的膝关节活动度更大，被动屈膝时膝后方疼痛较轻，且患者满意度较高，但两者在功能评分方面无差异。

　　2012年发表于The Knee杂志的meta分析结果显示，CR-TKA患者的平均膝关节活动度略低于PS-TKA患者，但差值仅为4.34°，并无临床意义。2013年由Verra等发表的结果表明，两组患者在临床效果及影像学指标方面无显著差异，但PS组的膝关节活动度与关节功能评分略优于对手；需注意的是，这篇meta分析不仅包括了随机对照研究的结果，同时也纳入了半随机对照研究，进行结果解读时需谨慎。

　　二、假体生存率

　　美国Mayo医院的Matthew P. Abdel等作者2011年发表于The Journal of Bone and Joint Surgery (Am)杂志上的回顾性大样本长期临床随访对照研究结果显示，CR假体的15年生存率显著高于PS假体（90% vs.77%），且即使在术前存在膝关节畸形的患者中，该差异仍然十分显著（有畸形：90% vs.75%；无畸形：88% vs.78%）；同时，无论哪种类型的假体，导致翻修的前三位原因均为无菌性松动、聚乙烯垫片磨损以及骨溶解。由于纳入病例多且随访时间长，该项研究被认为是近年来关于两类假体生存率比较的最具权威和最有说服力的经典之作，因此其结论具有很高的可信性。

　　CR假体长期生存率优于PS假体的原因尚不明确，但也许可从假体设计及材料学两方面进行解释。在假体设计方面，PS假体胫股关节面的高匹配度以及凸轮机制造就了术后膝关节的平衡与稳定，但也产生了假体与骨固定界面的较大应力，因此发生无菌性松动的风险更高；同时，由于高匹配度及凸轮机制的存在，PS假体所产生的聚乙烯磨损碎屑可能更多且直径更小，因此可导致更加强烈的巨噬细胞反应，最终引起骨溶解。另一方面，数篇文献已证实在空气环境下经gamma射线照射消毒的聚乙烯衬垫的库存时间与假体生存率显著相关。虽然目前此类消毒方法已被抛弃，但在90年代其仍被许多假体生产厂家所应用。由于在90年代初期CR假体的使用量远远超过PS假体，相应地其库存时间明显短于后者，因此这种材料本身的差异可能造成了两种假体在生存率上的不同。

　　三、畸形矫正

　　目前许多关节外科医师普遍接受的观点为，使用PS假体可较容易地矫正术前膝关节畸形，获得更好的效果。但不少作者亦曾发文报道使用CR假体处理明显膝关节畸形并获得良好疗效的结果。此外，大样本长时间随访结果显示，即使在术前存在膝关节畸形的患者中，CR假体的长期生存率依然显著高于PS假体。根据笔者近年来使用带深盘状聚乙烯垫片的CR假体治疗近七百例膝关节疾病患者的经验，我们认为，即便患者术前膝关节畸形显著，通过术中对PCL的良好处理，使用CR假体也能良好地矫正畸形、获得精确的软组织平衡；而当术前畸形十分严重时，由于侧副韧带功能不全，即使使用PS假体亦无法进行良好的软组织平衡，而需使用限制性假体甚至铰链膝关节假体以达到稳定。

　　四、运动学

　　正常膝关节在中度屈曲时可出现内侧轴移运动，随着屈曲度增加，内外侧股骨髁均向后滚动，以协助膝关节进一步屈曲。有研究显示，CR-TKA术后膝关节运动方式将发生改变，屈曲时伴有股骨髁前向滑动，股骨后滚运动幅度亦减少。日本的Hiroshi Horiuchi等研究者对26例CR-TKA术后膝关节进行了运动学分析，他们采集了膝关节负重和非负重状态下屈伸全过程的透视影像，并通过计算机辅助技术重建出三维图像，对假体旋转、股骨后滚等指标进行测量和比较。结果提示，尽管在屈膝早期，股骨内外髁可发生非负重状态下的前向运动，但股骨后滚运动在屈膝后期均能出现；同时，膝关节在负重状态下出现了中央轴移的运动方式。此结果说明，保留PCL可部分重建膝关节正常运动方式，且负重状态对运动方式也会产生影响。

　　在新近发表的另一项研究中，作者对CR与PS假体患者术前术后的平路行走步态进行了分析比较，以期对患者站立时两种假体的运动学及动力学情况进行评估。结果表明，两者的站立相最大屈曲角度及屈曲力矩并不存在显著差异，且与健侧膝关节相比也没有显著差异。该文作者因此认为，保留PCL能够起到重建膝关节正常运动方式的效果，没有必要使用PS假体的凸轮机制代替PCL发挥功能。

　　五、术后PCL功能

　　Warren PJ等于1993年曾报道，保留PCL可更好地保存膝关节本体感觉，从而有助于功能恢复，但随后的数篇文献均未能得出类似结果，并由此产生了对所保留的PCL是否真能发挥相应作用的质疑。哈佛大学麻省总医院生物工程实验室于2012年所发表的研究结果进一步加深了这种担心。研究者们对患有重度膝关节OA的11例患者术前术后进行核磁共振成像和负重屈膝位X片摄片，结果显示，CR-TKA术后PCL被过度拉伸，同时韧带走行方向亦发生改变，失去了控制膝关节旋转的作用。作者因此认为，CR-TKA手术无法有效地重建正常的PCL生物力学。

　　另一方面，作为提供膝关节本体感觉与动态稳定性的装置，PCL上的运动感受器的数量和功能对于PCL的功能至关重要。来自美国坎贝尔骨科医院的William M. Mihalko等研究者进行了相关研究，他们对5条取自尸体的PCL与5条取自膝关节OA患者的PCL进行了切片观察。5具尸体在生前均曾接受CR-TKA，假体使用时间5-12年。5名OA患者的PCL则是在其进行PS-TKA时获得。研究者在所有标本相同的两个部位进行切片及免疫组化观察，以了解运动感受器的存在和分布情况。免疫组化分析结果显示，所有PCL切片上均有多处阳性染色区存在（S-100蛋白质染色、NFP染色），且形态符合运动感受器特征（鲁菲尼体、帕西尼体、高尔基体样结构）；同时，OA组与CR-TKA组切片阳性染色区面积比例无明显差异。此结果说明，CR-TKA术后患者的PCL运动感受器仍持续存在，与OA患者无明显区别。这意味着在TKA时被保留的PCL的确能发挥部分功能。虽然我们不能仅根据该研究的结果决定是否保留PCL，但其在某种程度上否定了PCL无保留价值的论断。

　　六、结论

　　如前所述，CR与PS假体优劣之争至今仍无定论。就目前的使用数量而言，PS假体占据优势，但根据文献报道结果，CR假体在实验室研究及临床随访中亦表现不俗，特别是随着假体设计理念的更新和新概念的引入，其可能会有更佳的表现。