從下肢生物力學的角度治療膝骨性關節(jié)炎的研究進展

陳 嫻 王承祥 （通訊作者） 王 金 柴喜平

（1 甘肅中醫(yī)藥大學中醫(yī)臨床學院 甘肅 蘭州 730000；2 甘肅省中醫(yī)院關節(jié)骨一科 甘肅 蘭州 730050）*基金項目：甘肅省自然科學基金（1107RJZA235）

膝骨性關節(jié)炎(Knee osteoarthritis， KOA)是骨科的常見病、多發(fā)病，主要是指以關節(jié)軟骨被破壞、關節(jié)周圍骨質(zhì)發(fā)生反應性增生為主要病理特征的關節(jié)疾病。近年來，隨著我國人口老齡化進程的加快，KOA的發(fā)病率呈逐年增高的趨勢，已成為可嚴重影響患者生活質(zhì)量的重要疾病之一。如何安全有效地治療膝骨性關節(jié)炎已成為臨床上進行研究的熱點[1-3]。國內(nèi)的研究成果表明，在60歲以上的人群中KOA的發(fā)病率約為50%，在70歲以上的人群中KOA的發(fā)病率約為80%。在本文中，筆者重點闡述了下肢生物力學與膝骨性關節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的關系及近年來臨床上從下肢生物力學的角度治療膝骨性關節(jié)炎的有效方法。

1 KOA的病因與發(fā)病機制

目前，KOA的病因尚未完全闡明。有研究證實，KOA的致病因素主要為生物因素與機械性損傷因素，導致KOA的生物因素主要包括遺傳因素、年齡、性別、種族等，導致KOA的機械性損傷因素主要為關節(jié)軟骨受到破壞[4]。無論生物因素還是機械性損傷因素均可引起下肢生物力學的紊亂，導致下肢力學失衡。因此，通過糾正下肢力學失衡治療KOA也逐漸受到臨床上的重視。

2 下肢生物力學與KOA的關系

下肢生物力學與KOA的關系主要包括關節(jié)應力失衡與下肢力學軸線異常。關節(jié)應力失衡是指因膝關節(jié)周圍軟組織的功能失衡而使膝關節(jié)的穩(wěn)定性下降，進而導致關節(jié)面磨損及關節(jié)周圍骨贅形成。Hurley等[5]認為， KOA 患者膝關節(jié)周圍肌肉的肌纖維可逐漸發(fā)生萎縮及肌力下降等情況，導致關節(jié)不穩(wěn)，進而可加重其臨床癥狀。Mankin等[6]對膝關節(jié)的解剖結構進行分析后發(fā)現(xiàn)，膝關節(jié)的活動是在多個瞬時活動中心的作用下完成的，因此其穩(wěn)定性較差。膝關節(jié)周圍軟組織的功能協(xié)調(diào)是保障膝關節(jié)穩(wěn)定性的重要因素。下肢力學軸線異常主要是指下肢機械軸發(fā)生的異常改變。研究發(fā)現(xiàn)[7-8]，下肢力學軸線異?？蓪е孪轮珣鲗М惓?，使膝關節(jié)面的軟骨發(fā)生磨損、破壞，并可使膝關節(jié)發(fā)生退變，進而可誘發(fā)KOA。因此，臨床上常將下肢力學軸線是否正常作為評估膝關節(jié)筋骨平衡性的主要生物力學指標，同時也將糾正異常的下肢力學軸線作為治療KOA的一種手段。

3 從下肢生物力學的角度治療KOA

在從下肢生物力學的角度治療KOA時可采用糾正下肢關節(jié)應力失衡及下肢力線等方法。一般來說，為KOA患者采用推拿療法、針灸療法、小針刀療法及股四頭肌鍛煉法等非手術療法進行治療均可糾正其下肢關節(jié)的應力失衡，調(diào)整其下肢關節(jié)周圍軟組織功能失衡的狀態(tài)。對此病患者進行手術（包括脛骨高位截骨術及人工膝關節(jié)置換術）治療可有效糾正其下肢的力線，若在術后對其進行康復訓練可取得調(diào)節(jié)關節(jié)應力失衡的效果。

3．1 KOA的非手術療法

3.1.1 KOA的推拿療法 推拿是中國傳統(tǒng)的醫(yī)學技術之一，在治療早期KOA方面有較好的療效。但采用此法治療KOA的作用機制仍未完全闡明。目前的研究證實，對KOA患者進行推拿治療可取得改善局部的微循環(huán)、增強關節(jié)周圍肌肉韌帶的韌性、消除肌肉疲勞、促進關節(jié)液的代謝、水腫的吸收及軟骨的修復、消除滑膜的炎癥和鎮(zhèn)痛等作用。孫實[9]進行的動物實驗證明，進行推拿治療可調(diào)節(jié)兔KOA關節(jié)的活動度、其韌帶的強度及軟骨的厚度、改善關節(jié)面的應力。趙勇等[10]認為，進行推拿治療可改善膝關節(jié)周圍肌肉附著點的狀況、調(diào)節(jié)膝關節(jié)周圍軟組織的張力平衡、改善膝關節(jié)的筋骨力學平衡。朱鴻飛等[11]運用按壓的手法治療兔膝骨關節(jié)炎，并檢測其軟骨細胞整合素α1β1的表達，研究結果表明，在進行按壓治療后出現(xiàn)的力學信號可調(diào)節(jié)TNF-α、MMP-13和整合素α1β1的表達，抑制軟骨細胞的凋亡,進而可抑制關節(jié)軟骨的退變。

3.1.2 KOA的股四頭肌鍛煉法 以前，股四頭肌鍛煉法主要被用于對行關節(jié)置換術后的KOA患者進行康復訓練。近年來，此療法逐漸被用于治療早期KOA。股四頭肌的功能是屈髖伸膝[12]。在KOA的致病因素中，關節(jié)應力失衡的主要表現(xiàn)為關節(jié)周圍肌力的失衡及關節(jié)穩(wěn)定性的下降。維持膝關節(jié)應力平衡的主要肌肉為股四頭肌。股四頭肌鍛煉法具有增強股四頭肌肌力的作用。劉福英等[13]在一項研究中對比分析了對KOA患者進行玻璃酸鈉關節(jié)腔注射治療與聯(lián)合采用玻璃酸鈉關節(jié)腔注射法和股四頭肌等長收縮訓練法進行治療的效果，結果顯示，與進行玻璃酸鈉關節(jié)腔注射治療相比，KOA患者若聯(lián)合采用玻璃酸鈉關節(jié)腔注射法和股四頭肌等長收縮訓練法進行長期的治療可取得較優(yōu)的效果。何本樣等[14]使用股四頭肌增強訓練法配合玻璃酸鈉關節(jié)腔注射法對60例KOA患者進行治療，并對其臨床療效進行了為期18個月的隨訪觀察，結果發(fā)現(xiàn)，對KOA患者進行股四頭肌增強訓練可影響其近期及遠期療效，而且對其遠期療效的影響較大。

3.1.3 KOA的其他療法 針灸及小針刀療法具有改善局部的微循環(huán)、促進局部氣血運行及松解粘連組織的作用，但在調(diào)節(jié)關節(jié)應力失衡方面的效果較不明顯，本文不對其做重點的闡述。

3.2 KOA的手術療法

3.2.1 脛骨高位截骨矯形術在治療KOA方面的應用脛骨高位截骨矯形術（high tibial osteotomy， HTO）是一種治療KOA伴膝內(nèi)翻畸形的常用手術技術，其作用機制主要為糾正KOA患者的下肢力線，恢復其關節(jié)間隙，減少其關節(jié)軟骨的磨損，從而減輕其疼痛，減緩其關節(jié)退變的速度。近年來，膝關節(jié)單髁置換術及人工全膝關節(jié)置換術逐漸成熟，但脛骨高位截骨術因具有創(chuàng)傷性小、療效顯著持久、能糾正下肢力線等優(yōu)點，仍在臨床上被廣泛應用。自1958年Jackson首次提出脛骨高位截骨的方案以來，HTO一直被認為是治療膝關節(jié)單間室骨關節(jié)炎非常有效的手術方法[15]。經(jīng)過不斷的改良，在HTO中有兩種術式仍被廣泛用于治療KOA，這兩種術式為外側閉合式截骨術與內(nèi)側開放式截骨術[16]。肖尚領等[17]使用脛骨高位截骨術對15例（18膝）KOA伴膝內(nèi)翻畸形患者進行治療（FTA角度矯正值平均為22°）,并在術后對其進行平均1年的隨訪，結果顯示，在術后半年這些患者HSS膝關節(jié)的評分平均為85分,與術前相比平均提高了15分。李瑞等[18]采用脛骨高位截骨術聯(lián)合Giebel鋼板內(nèi)固定術對38例（47膝）膝關節(jié)骨關節(jié)炎合并膝內(nèi)翻患者進行治療，結果顯示其手術療效的優(yōu)良率為85.1%，在術后12-14周其截骨處均達到骨性愈合的標準、其疼痛的癥狀均明顯緩解或消失、經(jīng)X線片檢查其患肢的力線維持在手術完成時的水平，在術后20.2個月其均未發(fā)生傷口感染、鋼板螺釘斷裂、膝內(nèi)翻復發(fā)、骨不愈合等并發(fā)癥。

3.2.2 人工膝關節(jié)置換術在治療KOA方面的應用 人工膝關節(jié)表面置換術主要用于對晚期重度KOA患者及類風濕性關節(jié)炎患者進行治療。晚期KOA患者及類風濕性關節(jié)炎患者常可合并與下肢力線異常有關的疾病，如膝關節(jié)內(nèi)、外翻畸形或屈曲攣縮等。人工膝關節(jié)表面置換術的創(chuàng)傷性大、手術風險高，但能矯正較復雜的下肢力線異常，在對病情復雜的晚期KOA患者進行治療時可取得顯著的效果。宋正輝[19]將60例KOA患者分為觀察組與對照組，為觀察組30例患者采用人工膝關節(jié)置換術進行治療，為對照組30例患者采用關節(jié)鏡下關節(jié)腔清理術進行治療，結果表明，觀察組患者治療的優(yōu)良率為93.4%，對照組患者治療的優(yōu)良率為70%?？梢?，人工膝關節(jié)置換術可有效糾正KOA患者的下肢力線，其療效較優(yōu)。李宗軍等[20]在93例（108膝）KOA伴膝內(nèi)翻畸形患者接受人工膝關節(jié)置換術后的第6個月對其進行HSS評分及膝關節(jié)活動度調(diào)查，結果發(fā)現(xiàn)其術后的HSS評分高于其術前的HSS評分（t＝8.74，P＜0.05），其術后膝關節(jié)的活動度得到明顯的改善，其下肢的力線完全矯正，其手術的優(yōu)良率為94.44%。值得注意的是，在對KOA患者進行人工膝關節(jié)置換術的過程中應重點修復其關節(jié)附近軟組織的平衡性[21]，以免影響其術后患肢生物力學指標及關節(jié)活動功能的恢復。有研究表明[22]，在膝關節(jié)屈伸且受到內(nèi)外翻應力時，內(nèi)側副韌帶是其維持其穩(wěn)定性的主要結構，其次是交叉韌帶及其后方的關節(jié)囊。因此，在對KOA患者進行人工膝關節(jié)置換術時應注意松解其局部的軟組織，以促進其膝關節(jié)功能及穩(wěn)定性的恢復。

4 小結與展望

目前，雖然KOA的病因與發(fā)病機制尚未完全明確，但下肢生物力學的改變在該病發(fā)生發(fā)展的過程中發(fā)揮的作用已經(jīng)受到人們的高度重視。從下肢生物力學的角度治療KOA可從根本上消除患者的病痛。筆者認為，在此病患者發(fā)病的早期指導其進行功能鍛煉，盡可能糾正其下肢關節(jié)應力失衡的情況， 可明顯緩解其臨床癥狀，延緩其下肢關節(jié)發(fā)生的退變。在為此病患者采用人工膝關節(jié)置換術進行治療后指導其進行早期股四頭肌鍛煉可加速其關節(jié)功能的恢復。

總之，從下肢生物力學的角度將多種相關的療法有機地結合起來，總結出一套完整、切實可行的方案治療KOA，可顯著提高此病患者的臨床療效，防止其發(fā)生相關的并發(fā)癥，節(jié)約其醫(yī)療成本。將來，本團隊將在此方面進行更深入的臨床研究。

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