全膝置换翻修术中对大块骨缺损的处理一直是一个巨大的挑战。导致骨缺损的因素很多，包括松动假体的沉降、应力遮挡效应、假体周围骨溶解和坏死，以及感染等。全膝置换翻修术的目的在于尽量保留患膝骨量、纠正冠状面和矢状面的对线、恢复患膝屈-伸活动的平衡、改善韧带的稳定性和获得假体-骨界面的稳定性等。目前可选择的骨缺损处理方法包括骨水泥螺钉重建、假体垫块重建、同种异体骨打压植骨或结构性重建以及干骺端袖套和锥形补块等，需根据股骨和胫骨骨缺损的大小和位置进行选择。本文对全膝置换翻修术中各种骨缺损的处理方法进行了综述。
术前评估
术前评估的目的在于厘清前次手术失败的机制以避免在翻修术中重蹈覆辙。翻修术后如果依然存在无法解释的疼痛，将引起患者极大的不满，所以翻修前确定前次手术的失败机制具有非常重要的意义，将有助于判断患膝周围骨和软组织结构的缺损并相应的制定术中重建计划。术前评估中，术者需确定患者的症状是否由前次全膝置换失败所引起，并将其与其他外在因素（如髋关节和脊柱的病变）所致的疼痛症状区分开。同时还需排除一系列的全膝置换翻修术的禁忌证，包括感染、夏科氏关节、神经肌肉疾病和严重的内科疾患等等。
整个术前评估的流程应从详细回顾病史和临床查体开始。应对前次手术记录进行细致的分析，包括所采用的术式、软组织松解的范围和程度、所使用假体的型号和类型等等。为排除感染，还应进行全血细胞分类和计数、ESR（红细胞沉降率）、C-RP（C反应蛋白）等辅助检查。同时，还推荐常规进行膝关节穿刺，对关节液进行培养和分类计数。如果关节液白细胞计数≥2500/mm3且分类计数显示中性粒细胞比例≥66%，则高度提示感染。对关键影像学资料的分析同样有助于制定翻修手术计划。通过负重前后位片、侧位片以及Merchant髌骨轴位片，可以全面了解股骨和胫骨假体型号、位置及固定情况，可评估关节周围骨量丢失的程度，并可对髌骨的高度及冠状面上的位置进行测量。X线评估往往会低估骨量丢失的程度，需要予以注意。通过双下肢全长片，可对患肢的对线情况进行测量并了解长骨的畸形程度。而CT扫描资料则可更精确的评估骨量丢失程度和假体的旋转对线等情况。
骨缺损的分型
已有多种针对骨缺损的分型系统，但骨缺损的范围、形态和体积均有待术中取出假体后方能最终确定。骨缺损可被简单地分为包容性和非包容性骨缺损。包容性骨缺损周围仍有完整的骨皮质进行包绕，翻修时可通过颗粒骨植骨或骨水泥螺钉进行填充。而非包容性骨缺损周围的骨皮质部分或全部丧失，通常需要通过组配式假体垫块、结构性植骨或干骺端金属袖套或锥形补块进行重建。
安德森骨科研究所分型系统（AORI）是广为接受的骨缺损分型系统，广泛应用于全膝置换翻修术中对骨缺损的评估。此系统将股骨远端和胫骨近端的骨缺损分为3型。AORI I型骨缺损程度较轻，较典型的情况是缺损区周围骨皮质完整，关节线位置接近正常，无或仅有轻度假体沉降。此型骨缺损的处理，可根据情况选择增加截骨量（消除骨缺损）、稍偏移假体位置（避开缺损）、颗粒骨植骨或骨水泥螺钉（填充骨缺损）等方法。AORI II型的缺损程度较I型更重，根据骨缺损涉及的范围可进一步细分为2个亚型，涉及1侧间室的为IIA型，涉及2侧间室的为IIB型。AORI II型骨缺损周围的骨皮质可保持完整或部分缺失，通常呈现为干骺端的中心性或周围性骨结构缺失。常伴有关节线位置的改变或假体下沉，而侧副韧带的股骨和胫骨止点均保持完整。AORI II型骨缺损病例，如果缺损相对较小仍可沿用AORI I型骨缺损的处理方式。如果骨缺损程度较重，还可根据具体情况选择结构性植骨、假体垫块、干骺端袖套或锥形补块等方式以恢复关节线的正常位置。AORI III型是干骺端骨结构缺失最严重的类型，缺损区周围的骨皮质大量缺失，侧副韧带的止点缺失。通常需要采用限制性假体进行翻修。处理此型骨缺损的方法包括结构性同种异体骨重建、干骺端袖套或锥形补块重建、髁替代型铰链式假体翻修或截肢。
骨缺损治疗策略的选择
增加截骨量或偏移假体
增加胫骨近端或股骨远端的截骨是一种非常简便的消除骨缺损的方法。但需要注意的是，在行初次置换时已进行了截骨且而置换失败和取出假体均会导致进一步的缺损。过度截骨会降低残留松质骨的支撑强度并被迫选用较小型号的胫骨假体。Harada等已经证实，胫骨截骨超过软骨下骨平面5mm即可使胫骨的支持强度明显下降。而采用较小的胫骨假体则可进一步减少有效固定面积并相应的增加胫骨基座和骨水泥骨界面的负荷。基于上述原因，在全膝翻修时仍应避免去除过多的骨量。本文作者推荐在股骨侧或胫骨侧可增加1-2mm的截骨量，而剩余的骨缺损则可通过其他方式进行处理，将在后面的内容中进行讨论。 将胫骨假体在冠状面上进行偏移以避开缺损区并获得更有效的骨性支持，是另外一种处理胫骨侧较小骨缺损（5mm）的方法。而偏移后如果仅能使用较小的胫骨假体会造成不利影响。胫骨基座-骨界面上松质骨的比例过高同样会增加假体下沉的风险。同时，胫骨基座的偏移会对韧带的动力学造成影响。例如，通过胫骨基座内移以避开外侧平台骨缺损，可使胫骨结节相对外移从而增加髌股关节失稳的风险。一般的观点认为，胫骨基座偏移的幅度应控制在3mm以内。而本文作者在胫骨基座外移幅度上更加保守，常将其控制在2mm以内。同时也不推荐使用较小尺寸的胫骨基座以适应胫骨假体的偏移。在股骨侧因为存在髌骨失稳和侧副韧带磨损的风险，很少考虑进行假体偏移。而且使用较小型号的股骨假体可导致屈曲间隙增大和关节线抬高。
骨水泥和螺钉重建
高龄患者的膝关节小量骨缺损可用PMMA骨水泥和螺钉进行重建。骨水泥填充骨缺损后用螺钉进行加强，可进一步增加结构强度。此法更适用于面积≤10%髁面积的周围性缺损或小的中心性缺损。这是一种非常简单、经济和易操作的骨缺损处理方法。但骨水泥使用量过大，在骨水泥单体聚合发热时会对周围的骨组织造成潜在的热损伤。而在非包容性缺损区周围存在硬化骨时，将很难对骨水泥进行有效地加压。同时，PMMA固化过程中体积会减少约2%，可能削弱对假体的支撑强度。虽然与其他常用的内植物或金属垫块相比，PMMA对负荷的传导能力更差，但是至少在初次置换中仍取得了不错的效果。在一项研究中，共对47例使用PMMA和螺钉填充骨缺损的TKA病例进行了平均6.1年的观察。结果显示：虽然有30例患膝在假体周围出现透亮线，但均未进一步发展，且没有一例出现假体松动。同一作者的另一篇报道中共有125例胫骨内侧存在较大缺损的病例，全膝置换术中均使用PMMA和螺钉进行重建。截止至术后平均7.9年，仅有2例出现内翻塌陷手术失败，其余病例均未出现假体松动。根据上述结果，该作者认为：PMMA和螺钉重建缺损区，可用于AORI I型病例和涉及面积＜50%髁宽度和深度＜10mm的AORI II型病例。
自体或同种异体颗粒骨填充
同种异体颗粒骨或自体骨经过简单的塑形即可用于骨囊肿和小面积包容性骨缺损的填充。年轻患者可能面临多次翻修，对骨量的保持要求更高，所以植骨填充也是非常有吸引力的选择。在处理大量骨缺损时，植骨填充比采用金属垫块更具费效比，同时其对生理性负荷的传导能力也强于PMMA。植骨所用的自体骨可来自股骨髁、髁间窝的截去部分也可从髂嵴取骨。而同种异体骨的来源相对更多，可根据植骨量的大小选择股骨头、胫骨平台或股骨髁，且可为新鲜冰冻骨、经射线灭菌的冰冻骨或冻干骨等。但植骨填充骨缺损会面临骨不连、畸形愈合或晚期塌陷的风险。如果采用同种异体骨还会存在较小的疾病传播的风险。根据Whiteside的报道，共有56例非骨水泥型全膝置换翻修病例接受了同种异体颗粒骨植骨。在术后2年时，15例接受股骨侧植骨和20例接受胫骨侧植骨的患膝中均可观察到新骨小梁形成。56例患膝中的47膝（84%）无疼痛或仅有轻度，另9例（16%）有中重度疼痛。Lotke等在一项前瞻性研究中，对48例因实质性骨缺损而接受同种异体骨打压植骨的病例进行了观察。术后X线评估结果显示，移植骨均已发生了整合和重塑，且无一例出现机械性失败。但需要注意的是，在他们的观察中共出现了6例并发症，包括2例感染和2例假体周围骨折。松质骨颗粒最好用于填充AORI I型和II 型的包容性骨缺损，这样植骨后松质骨粒可被束缚于原位，经进一步压实后可起到一定程度的结构性支撑作用。对于面积较大的AORI II型包容性骨缺损，可通过打压植骨技术进行填充，并使用带延长杆的假体以进一步分散应力。对于缺损区周围骨皮质存在缺损的AORI II型骨缺损病例，可在皮质骨缺损处用金属网进行覆盖，将其变为包容性骨缺，然后按照前述方法进行处理。
图1 假体松动下沉所致的膝关节双髁置换失败。A，术前的前后位X线片；B，术中照片。上方照片显示存在重度腔隙性骨缺损（箭头所示），下方照片显示同种异体颗粒骨植入后；C，术后3年时的前后位X线片。
假体垫块
假体垫块最常用于中等大小的非包容性单髁(Type-IIA)或双髁(Type-IIB)骨缺损。胫骨侧的金属垫块有多种形状以供选择，包括半平台矩形垫块、半平台楔形垫块以及全平台成角垫块等等。Chen和Krackow已经证实，改变缺损区的形态可对整个结构的僵度造成影响。他们通过观察发现，使用矩形垫块可更有效的降低剪切应力，从而获得较楔形垫块更高的稳定性。Fehring等则发现，与成角的楔形垫块相比，采用矩形垫块可使支撑骨上的应力分布更为均匀。在AORI IIB型胫骨缺损病例中，可在内外侧各使用1块矩形垫块，达到有效恢复关节线高度并避免使用过厚的胫骨衬垫的目的。当外周性骨缺损的深度达到5-15mm，且缺损范围超过大部分内侧或外侧胫骨平台时，通过胫骨垫块进行填充是理想的选择。股骨侧假体垫块的厚度从5-15mm不等，且多为矩形，可用于填充股骨远端和后侧的缺损。与同种异体骨不同，使用垫块不存在疾病传播的风险，也不会出现畸形愈合、不愈合以及垫块塌陷等并发症。已有研究证实，假体垫块具有良好的负荷传导功能，且能达到即刻的支撑和稳定。但是，假体垫块相当昂贵且受到形状和尺寸的限制。在垫块与假体的连接处还有产生磨损碎屑的可能性，当垫块下方骨质的支撑强度不足时，假体垫块还有松动的可能。带延长杆的假体可一定程度弥补支撑能力的不足并提高假体固定强度。在应用于全膝置换翻修术时，垫块通常会与植骨重建和延长杆联合使用，这在一定程度上限制了对其疗效的准确评估。Patel等报道了79例全膝置换翻修病例，均存在AORI II型骨缺损并接受了平均7年的随访。结果显示，这些病例中共植入了176块股骨和胫骨垫块。14%的病例未出现进展性透亮线且无相关临床症状。植入物（垫块和假体）的7年在体生存率为92%。
结构性同种异体骨重建
对缺损面积过大而无法使用假体垫块的AORI II型和AORI III型骨缺损病例，可考虑进行结构性同种异体骨重建。Dorr等认为，内、外侧胫骨平台缺损超过50%的病例均适用此法。根据骨缺损的范围和程度备好与之相匹配的骨源，是术前准备中非常重要的一环。同种异体股骨头、远端股骨或近端胫骨均是可行的选择。而手术中的一些关键性技术包括：在骨缺损区建立健康的、血供丰富的骨床、使移植物-宿主骨床和假体-骨界面最大化、在宿主骨与移植物间建立最有效的机械性交锁机制、恢复关节线的正常高度、在确保移植物初始稳定性的同时避免关节失稳或对线不良等。接受结构性同种异体骨重建的病例，推荐联合使用带延长杆的膝关节假体，以增加固定强度并分散移植区的负荷。
图2 聚乙烯衬垫磨损和股骨假体周围骨溶解所致的全膝置换失败。A，术前侧位X线片，显示股骨假体周围存在骨缺损（箭头）；B，术中照片。上方照片显示该病例为AORI IIA型骨缺损，下方照片为采用同种异体股骨头进行了结构性重建后；C，术后8年时的侧位X线片。
使用同种异体骨进行结构性重建的优势在于具有恢复骨量的生物学潜能，同时移植物可被修整成各种形状以更好地匹配骨缺损区的形态。通过结构性植骨可恢复关节线的高度并且能为韧带的再附着创造条件。而使用同种异体骨行结构性重建也有其劣势，包括非常小的疾病传播风险（传染HIV的风险＜1/1000000），以及移植物发生不愈合、畸形愈合、塌陷或吸收等。
虽然需要进行同种异体骨重建的复杂的病例出现并发症的几率较高，但多项研究均证实：在获得坚强固定的基础上同种异体骨的愈合率非常高。Clatworthy等报道，50名（52膝）接受全膝置换翻修术的患者，因存在较大的非包容性骨缺损而在术中进行了结构性同种异体骨重建。术后随访中37例患膝评估为成功。50例接受同种异体骨重建的患膝中，术后5年时仍有46例移植物在位，到术后10年还有36例在位。在11例手术失败病例中，4例为感染、5例为移植物吸收和2例为移植物未愈合。Engh和Ammeen对46名接受结构性同种异体骨重建的全膝置换翻修患者进行了评估。术后平均随访95个月，仅有4例出现了移植物失效，其中的2例为术后感染。而整个随访期间，未出现移植物塌陷病例。Bauman等对70例接受结构性同种异体骨重建的全膝置换翻修病例进行了回顾，每例病例均接受了最短5年的术后随访。结果显示仅有8例翻修失败病例与移植物相关。如果以再次接受翻修手术为观测终点，术后10年的假体在位生存率75.9%（95%置信区间，65.6-87.8）
干骺端袖套或锥形补块
股骨和胫骨侧的包容性腔隙性骨缺损和腔隙性-节段性干骺端骨缺损均可采用干骺端袖套或多孔表面锥形补块进行重建。干骺端袖套或锥形补块可提供足够的干骺端支撑和固定作用，适用于股骨或胫骨侧大面积中心性的锥形骨缺损，植入后还可直接在髁部进行额外的固定或配合延长杆使用以进一步增加稳定性。不同于大块同种异体骨重建，采用干骺端袖套或锥形补块可完全避免疾病传播、不愈合以及骨吸收的风险。多孔表面的金属锥形补块可实现周缘的骨长入，任何膝关节假体均可通过骨水泥固定于锥形补块中心的内表面。Long和Scuderi报道了16例接受钽金属锥形补块植入的病例，共进行了31个月的术后随访。无病例因无菌性松动接受再次翻修，而且X线评估发现所有病例均已发生骨整合。Meneghini等对1组共15名接受全膝置换翻修术的患者进行了回顾分析，所有患者均在胫骨侧植入了多孔表面金属干骺端锥形补块。经过平均2年的随访，X线评估表明所有胫骨锥形补块均已发生骨整合，同时也未出现翻修失败病例。
干骺端袖套采用可以实现骨长入的多孔表面设计、非骨水泥固定，并根据植入需要采用了一些特殊的设计理念，还通过台阶式外形实现干骺端的逐步承载。干骺端袖套的植入与全髋置换时非骨水泥型股骨假体的植入过程类似，需用试模从小到大逐次扩髓成型直至获得坚强的固定，这样可确保缺损区与干骺端袖套在外形上高度匹配。干骺端袖套的末端同样可连接延长杆，本文作者更推荐二者联合使用，可进一步增加固定的强度。而干骺端袖套或锥形补块在临床应用中也有其相应的劣势，包括昂贵的费用以及再次翻修时很难取出等等。现阶段仅有关于干骺端袖套的短期临床疗效的报道，但结果均非常优异。Jones等的报道中，共对30例翻修膝进行了平均49个月的随访，所有病例均联合使用了压配式延长杆及干骺端袖套。随访期间的X线评估显示，在干骺端袖套周围均呈现出明显的骨沉积及积极的骨重塑过程，同时没有一例患膝出现机械性失败。
图3 上方照片为各种胫骨干骺端袖套实物图，多用于AORI II型和III型骨缺损。下方照片是胫骨近端通过试模进行缺损区成型后的情况，经成型后的缺损区与胫骨袖套的外形高度匹配。
图4 屈曲失稳所致的全膝置换失败。A，术前前后位（左）和侧位（右）X线片，在股骨侧（箭头所示）和胫骨侧有多块8mm水泥块；B，翻修术后的前后位（左）和侧位（右）X线片。翻修术中，采用股骨和胫骨干骺端袖套配以骨干延长杆进行缺损区重建。
髁替代型铰链式假体
AORI III型大量骨缺损病例，如果侧副韧带功能完全缺失应考虑选用髁替代型铰链式假体进行翻修，尤其是那些对功能要求不高的高龄患者。其手术操作相对简单，疗效也比较可靠，可满足早期康复和负重的要求。但采用髁替代型铰链式假体进行全膝翻修的最大顾虑或劣势在于，此手术一旦失败几乎无法再次翻修。
图5 82岁男性患者，因股骨假体松动和内外侧股骨髁骨折导致翻修手术失败。A，术前前后位（左）和侧位（右）X线片，显示内外侧股骨髁骨折（箭头所示）；B，再次翻修术后的前后位（左）和侧位（右）X线片。再次翻修采用了股骨远端髁替代型铰链式假体。
结语
全膝置换翻修术中骨缺损的处理有多种方法或策略。在进行选择时需结合多方面因素，包括缺损区的大小及位置，患者的年龄、健康状况和患者参与术后康复训练的能力等等。
Management of Bone Defects in Revision Total Knee Arthroplasty
相关文献：The management of bone defects in revision total knee arthroplasty.
