全膝关节初次置换术失败行翻修手术的必要性

2015-01-26   文章来源:北京大学人民医院 林剑浩 吕厚山 寇伯龙 袁燕林 钟群杰    点击量:3661 我要说

  随着全膝关节置换术在国内推广应用以及人口寿命延长,近些年来接受TKA的患者越来越多,随之而来今后需要行全膝关节置换翻修术的患者数量也会不断增加。与初次全膝关节置换术相比较,RTKA所面临的问题更多且更复杂,比如手术难度加大、治疗费用增加、康复时间延长、疗效远不如前等等。因此,正确地预防和处理RTKA势必成为今后关节外科医师所面临的技术挑战。本文回顾性分析了本中心20年来实施的RTKA病案,通过探讨导致PTKA失败的原因,分析临床工作是否有值得改进的空间,以降低RTKA的发生率。

  资料与方法
  RTKA是指实施了膝关节假体部件取出、更换或者增添的手术。按照此定义,本研究回顾性分析了1990年6月至2009年6月在北京大学人民医院关节病诊疗研究中心所实施的RTKA病案。笔者按照原始病案记载,详细查阅了患者年龄、性别、体重、身高、原发疾病、主要伴随疾病、翻修手术年份、PTKA与RTKA的相隔时间、假体品牌、假体固定方式、翻修术前膝关节活动度、放射学检查以及RTKA术中探查情况等,并通过综合分析所得到的上述资料来梳理出PTKA失败的原因。由于PTKA失败并不一定由单一原因造成,所以笔者尽可能地记录造成PTKA失败的多个原因。

  本研究采用统计学软件SPSS 12.0对所收集的关于PTKA和RTKA间隔时间资料进行了t检验,对所收集的关于各失败原因资料进行了x2检验,P<0.05有统计学意义。

  结果
  本中心从1990年6月至2009年6月共实施了87例RTKA,其中PTKA在本中心实施的有49例,PTKA在外院实施的有38例。
膝关节假体均采用骨水泥固定。在原始病案中明确记载PTKA时所采用膝关节假体品牌及类型者共45例,其中国产表面多孔解剖型假体11例,史赛克公司后稳定型假体22例,捷迈公司后稳定型假体1例,强生公司PFC假体2例,瑞特公司假体1例,林克公司后交叉韧带保留活动衬垫型假体2例,普鲁斯公司后稳定型假体5例,北京钢研院珍珠面假体1例。

  本研究中95.4%(83/ 87)的患者至少存在两个及其以上的翻修原因。

  本组按实施RTKA的年份将患者分为A组(15例)与B组(72例),即A组为在1990年6月至1999年6月实施RTKA者[A组PTKA和RTKA间隔时间为(37.03 ± 36.19)个月],B组为在1999年7月至2009年6月实施RTKA者[B组PTKA和RTKA间隔时间为(44.53 ± 56.32)个月],两组间该指标的差异无统计学意义(t = -0.493,P = 0.623)。A组与B组的PTKA失败原因如表1所示,发现两组间均不存在统计学差异,所以无法对本文中PTKA失败原因是否随人工膝关节发展年代变化做出评价。


表1   两组PTKA失败原因的比较(%)

  本研究按PTKA与RTKA时间间隔是否超过2年,把RTKA患者分为早期翻修组(46例)和远期翻修组(41例)。其中,早期翻修组的PTKA和RTKA的间隔时间为(11.71 ± 5.48)个月,远期翻修组的间隔时间为(78.6 ± 60.38)个月。早期翻修组与远期翻修组的PTKA失败原因如表2所示,分别对两组的PTKA失败原因进行了x2检验,发现两组间只有“假体无菌性松动”存在着统计学差异(P < 0.01)。


表2   早期翻修组与远期翻修组PTKA失败原因的比较(%)


  综合以上数据,本研究中PTKA与RTKA手术时间间隔为(43.24 ± 53.23)个月;PTKA失败原因中,感染占63.20%,假体松动占27.60%,骨质溶解占20.70%,力线不良占23.00%,关节不稳占20.70%,伸膝装置异常占8.00%,聚乙烯垫磨损占8.00%, 平台假体金属磨损占2.30%,未置换髌骨病情进展占1.10%。

  讨论
  尽管PTKA已经使终末期膝关节疾病患者缓解了疼痛,获得了良好的膝关节功能,并且膝关节假体的10~15年生存率已大于90%,但是PTKA失败导致RTKA的发生仍然是关节外科医师和患者共同面临的挑战。正确认识和理解PTKA失败的原因有助于提高膝关节假体的生存率以及降低RKTA的发生率。

  PTKA失败原因随人工膝关节发展时代而变迁。Ahlberg等在1972年至1977年共做了254例PTKA,其中31例PTKA发生失败需要接受RTKA,主要原因为假体无菌性松动(45.2%)和感染(22.6%);Fehring等[10]在1986年至1999年之间共做了440例RTKA,其中279例患者是在PTKA术后5年内发生PTKA失败而接受RTKA的,分析这些患者,发现PTKA失败的原因主要是感染(38%)、膝关节不稳(27%)、聚乙烯垫磨损(7%)及无菌性松动(3%)等;Sharkey等在1997年至2000年之间共做了203例RTKA,分析PTKA失败原因主要是聚乙烯垫磨损(25%)、假体无菌性松动(24%)、膝关节不稳定(21%)、感染(17.5%)等;Lonner等在1999年时就指出由于随着假体设计、制造工艺的提高以及围手术期准备的改进,TKA术后非感染性并发症的发生率远较10年或20年前的要低,伸膝装置功能异常是导致PTKA后第二次手术的最常见原因。Lachiewicz等在2009年时撰文指出,他们对同一术者近20年来所做的RTKA进行分析,发现与1990年至1999年组(81例RTKA)相比较,2000年至2008年组(116例RTKA)更多的因磨损和关节不稳而接受RTKA,进而认为RTKA的手术适应证随年代发生变化。Bozic等在2009年利用ICD-9-CM疾病登记系统对美国2005年至2009年之间所做的RTKA进行了流行病学分析,认为PTKA失败的原因主要是感染(25.2%)、假体无菌性松动(16.1%)、假体失败/ 断裂(9.7%)。

  PTKA失败原因也随着PTKA术后假体的生存年份也有所不同。Gioe等认为在PTKA术后2年内发生失败主要是因为关节不稳(26.5%)、感染(22.4%)及假体无菌性松动(16.3%)等,在PTKA术后2~5年内发生失败主要是因为假体无菌性松动(34.3%)、磨损/ 骨溶解(17.1%)及关节炎进展(14.3%)等,在PTKA术后5年内发生失败主要是因为磨损/ 骨溶解(30.0%)、假体无菌性松动(27.5%)及关节炎进展(17.5%)等。Sharkey等[5]认为PTKA在术后2年内失败主要是因为感染(25.4%)、关节不稳(21.2%)、假体松动(16.9%)及磨损(11.8%)等,PTKA在术后2年外失败主要是因为磨损(44.4%)、假体松动(34.4%)、关节不稳(22.2%)及感染(7.8%)等。Mulhall等对318例PTKA前瞻性地随访观察,发现31%的PTKA在术后2年内需要翻修,69%的PTKA在术后2年外需要翻修,早期翻修组中因感染而RTKA者(25.4%)较远期翻修组因感染而RTKA者(6.9%)多。

  与上述文献资料相比较,本研究资料显示无论是在早期翻修组中还是在远期翻修组中,导致PTKA失败的首要原因均是感染(表2),作者考虑其可能与以下原因有关:国内TKA治疗终末期膝关节疾病起始于20世纪80年代末,有其自身发展的特点,不少患者由于经济承受能力差,预防保健意识薄弱,导致异位感染血源性播散,同时就医相对较晚,病情相对较重,而且由于中国传统文化观念的影响以及恐惧手术等心理的存在,患者多愿意对感染采取保守治疗的措施;同时由于国内TKA起步相对较晚,普及程度相对不高,RTKA手术例数不多,关节外科医师处理TKA感染患者翻修的经验相对较少,技术相对不成熟,使得处理这类问题的态度趋于保守。感染是导致TKA失败的灾难性并发症,其发生可能与假体限制程度、手术室空气流通及消毒方式、类风湿关节炎、糖尿病、类固醇激素的使用、泌尿系统感染、肥胖、抗生素应用情况等诸多因素有关。与处理导致TKA失败的无菌性并发症相比,处理感染时需要投入更多的医疗资源而且患者的预后不佳,故降低因感染导致的PTKA失败仍然是日后临床工作的重点。关节外科医师需继续学习,借鉴国外先进治疗理念,丰富临床经验,完善围手术期评估,减少伤口延迟愈合、伤口血肿等容易导致感染的情况的发生;同时对患者做好预防感染的教育,尤其是要注意提高罹患类风湿性关节炎、糖尿病或其他全身性疾病患者预防感染的意识,减少远期血源性感染的发生。比如在进行牙科手术时预防性应用抗生素等;与患者进行良好沟通,增加其随访次数,及早识别感染,并积极采取如膝关节灌洗或清创等措施,是可以有效控制PTKA术后感染的。

  假体无菌性松动是本研究资料中导致PTKA失败的第二大原因(26.7%)。作者对早期翻修组与远期翻修组的PTKA失败原因进行了统计学分析,发现两组间“假体无菌性松动”存在着统计学差异(P = 0.006);远期翻修组中因假体无菌性松动导致PTKA失败所占的比例要高于早期翻修组中因假体无菌性松动导致PTKA失败所占的比例,这是符合关节外科医师的直觉认识和临床经验的。目前认为假体无菌性松动并非是由单一因素所造成,而是由多个因素相互作用所造成的,具体机制尚不清楚,其可能与骨水泥、金属以及聚乙烯等磨损微粒激发的炎症反应导致的骨质溶解吸收、反复机械应力刺激所导致的假体材料疲劳和假体微动、假体应力遮挡所导致的骨质吸收、患者自身骨质条件等诸多因素有关。

  骨溶解导致PTKA失败在本文资料中占20.7%。正如假体无菌性松动一样,骨溶解亦是导致PTKA失败的常见原因。目前认为骨溶解主要是由来自于骨水泥磨损碎屑、金属磨损颗粒、特别是聚乙烯磨损碎屑所激发的炎症反应造成的。此外,手术因素如力线的恢复以及软组织平衡欠佳等也是导致骨溶解的诱因,故手术医师需综合各种因素做出最佳方案尽可能减少磨损碎屑的来源。

  关节不稳与力线不良导致PTKA失败在本文资料中分别占20.7%与23.0%。这两者通常是由手术技术欠佳,在术中未能很好地平衡膝关节软组织或者未能做到屈伸膝间隙相以及安装限制程度不合适的假体等所造成的。目前在膝关节置换术中所用到的截骨导向器械虽然很精准,但还没有万能到适用于所有患者,因此在截骨导向器械方面需继续努力提高。国内TKA起步较晚,技术相对落后,而且很多终末期膝关节疾病患者的患者难度相对较欧美国家的大,这些都是国内关节外科医师所面临的挑战。所以特别值得强调的是,关节外科医师必须在术前根据患者具体情况进行详细周密的规划,在术中做好膝关节软组织平衡以及屈伸膝间隙平衡。

  本研究中其他导致PTKA失败的原因所占的比例都较少,如伸膝装置异常8.0%、聚乙烯垫磨损8.0%、平台假体金属磨损2.3%、假体周围骨折2.3%以及未置换髌骨病情进展1.1%,需要在日后临床工作进一步积累患者及深入研究。此外,笔者认为聚乙烯垫磨损所占比例远要比实际发生情况偏低,这是因为本文研究属于回顾性质,只能依照病案中手术记录来计算聚乙烯垫磨损情况,而手术记录只记载了肉眼观察的聚乙烯垫磨损大体情况,缺乏对其进行显微观察。聚乙烯垫磨损所造成的碎屑,可以激发炎症反应,导致假体周围骨质溶解吸收,是影响TKA假体生存情况的重要因素之一。聚乙烯垫磨损与手术技巧欠佳、聚乙烯垫厚度过薄、旋转平台锁定机制欠佳、有氧条件下进行伽马射线消毒、假体相应关节面形合程度欠佳、患者活动量大等诸多因素有关;将来可从增加聚乙烯交联程度、改善旋转平台锁定机制、改进假体关节面形合程度、降低聚乙烯垫所承受的接触应力或手术医师提高手术技巧等等方面努力以降低聚乙烯垫磨损程度。

  Mulhall等报道在他们的研究中64.4%(205/ 318)的患者至少存在两个及其以上的翻修原因;而本文资料显示95.4%(83/ 87)的患者至少存在两个及其以上的翻修原因。这结果似乎不容乐观,分析其原因类似于“感染是导致PTKA失败的首要原因”的原因,这些翻修原因之间存在着相互影响与相互联系,形成恶性循环,最终导致病情加重。

  综上所述,本研究更进一步认识了近20年来PTKA失败的原因,同时为将来如何降低RTKA的发生率提供了有益的经验,但是本研究亦存在着一些局限性。首先,本研究属于回顾性质,而且由于缺乏实用有效的关节置换登记制度,使得笔者感兴趣的一些资料获得不全,比如本研究中的假体品牌和假体类型等信息;其次,虽然本中心是国内成立较早的关节病诊疗研究中心,迄今为止实施TKA已有五千多例,鉴于在国内做全面、大样本的跟踪随访存在着相当大的难度,在本研究中未能对这些患者进行逐个随访,故无法应用统计学等方法深入探讨TKA的假体生存率、伴随疾病对TKA生存率的影响等;再次,虽然国内TKA起步较晚,但是发展迅猛,本研究中所涉及的TKA翻修患者时间跨度较大,而且手术方式及假体骨水泥固定方式、假体品牌类型等情况较为单一,落后于当前多样化的形势,因而不能充分反映当前TKA失败原因的实际状况;最后,与国外资料相比较,本研究所获得的TKA翻修患者的数量较少,需要在日后临床工作中进一步积累、完善与深化。

参考文献略
原载 《中华关节外科杂志(电子版)》,2010,4

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