膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎外科治療現(xiàn)狀

黃 臻，展文震，王璟赫，丁 堃，楊成林

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科，哈爾濱 150001)

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis，KOA)是一種以關(guān)節(jié)軟骨軟化剝脫，軟骨下骨密度增加及關(guān)節(jié)間隙變窄為特征的慢性退行性疾病。目前，KOA缺乏明確的病因，可能與年齡、肥胖、機(jī)械損傷等因素相關(guān)[1]。KOA的主要癥狀包括膝關(guān)節(jié)疼痛、僵硬、腫脹和關(guān)節(jié)無力。有學(xué)者認(rèn)為，KOA的病理與軟骨退行性病變有關(guān)，其繼發(fā)于炎癥相關(guān)的增生和軟骨細(xì)胞的凋亡，且女性的患病率明顯高于男性[2]。隨著年齡的增長，軟骨下血管的數(shù)量減少導(dǎo)致軟骨相關(guān)的生理生化異常。此外，軟骨細(xì)胞不能合成透明質(zhì)酸，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨局部軟化，失去彈性，最終加速膝關(guān)節(jié)軟骨磨損及結(jié)構(gòu)損傷。這種病理過程進(jìn)一步發(fā)展會(huì)引起繼發(fā)性關(guān)節(jié)纖維化，致使關(guān)節(jié)僵硬[3]。所以，KOA治療的目的是減少或消除疼痛，矯正畸形，改善或恢復(fù)關(guān)節(jié)功能。KOA的治療方案有很多種。按照K-L(Kellgren-Lawrence)分級，結(jié)合患者臨床癥狀其具體治療方案選擇如下：K-L2級以下多采用無創(chuàng)保守治療，K-L2級(包括2級)以上多采用有創(chuàng)外科治療?，F(xiàn)就KOA臨床常用的有創(chuàng)外科治療方式予以綜述。

1 膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)穿刺注射

膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)穿刺注射是一種有創(chuàng)外科治療KOA的方法。常用的穿刺注射藥物有糖皮質(zhì)激素、臭氧、透明質(zhì)酸、富血小板血漿。

1.1糖皮質(zhì)激素 糖皮質(zhì)激素具有抑制炎癥的作用，其能延緩骨性關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展和改善膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀。因此，糖皮質(zhì)激素被廣泛應(yīng)用于KOA的臨床治療。但有臨床試驗(yàn)表明，糖皮質(zhì)激素的鎮(zhèn)痛作用會(huì)在2～4周內(nèi)下降[4]。因此，如何延長糖皮質(zhì)激素的作用時(shí)效成為臨床面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。而聚乳酸-乙醇酸微球的制備為解決這個(gè)難題提供了一個(gè)新方法。FX006是曲安奈德在聚乳酸-乙醇酸微球中的緩釋制劑，其旨在保持這種合成的糖皮質(zhì)激素用于單次膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)給藥幾個(gè)月后仍維持療效。研究顯示，與安慰劑相比，F(xiàn)X006減輕膝關(guān)節(jié)疼痛的周數(shù)增加至13周[5]。最近，F(xiàn)X006被美國食品藥品管理局批準(zhǔn)用于KOA的治療。然而McAlindon等[6]認(rèn)為，長時(shí)間關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射糖皮質(zhì)激素與KOA臨床治療出現(xiàn)的一系列不良結(jié)果密切相關(guān)。目前，已知糖皮質(zhì)激素對健康軟骨有抗合成代謝作用。此外，Taliaferro等[7]在對接受曲安奈德膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射患者的隨訪中發(fā)現(xiàn)，受訪者眼壓升高，這可能造成患者視神經(jīng)及視野的損害。

1.2臭氧 研究表明，KOA中許多促炎介質(zhì)水平升高，可導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)喪失和漸進(jìn)性軟骨損傷[8]。而因組織的自愈能力有限和生物干預(yù)不成功，臨床治療受損膝關(guān)節(jié)軟骨十分困難。因此，研發(fā)治愈受損膝關(guān)節(jié)軟骨的治療策略顯得尤為重要。目前，臭氧療法在治療KOA方面已顯示出積極效果。有證據(jù)表明，當(dāng)按照指定的方法使用時(shí)，臭氧可以有效治療退行性疾病[9]。有研究使用臭氧治療KOA發(fā)現(xiàn)，臭氧能迅速緩解疼痛、減輕膝關(guān)節(jié)水腫充血、增強(qiáng)關(guān)節(jié)功能[10]。但臭氧治療KOA的作用機(jī)制尚不完全清楚，可能與其能抑制炎癥環(huán)境損傷軟骨基質(zhì)及軟骨細(xì)胞凋亡有關(guān)。此外，臭氧治療KOA的體積和濃度在注射時(shí)存在較大的變異性，故需要更多試驗(yàn)來確定臭氧的最佳劑量。

1.3透明質(zhì)酸 膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射外源性透明質(zhì)酸對已退化的軟骨具有改善和修復(fù)作用。美國矯形外科醫(yī)師協(xié)會(huì)指南極力推薦這種治療方法。Rivera等[11]對KOA患者采用關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射透明質(zhì)酸進(jìn)行治療，并從疼痛程度、膝關(guān)節(jié)功能等方面進(jìn)行評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6個(gè)月后透明質(zhì)酸仍有滿意療效，但隨著時(shí)間的推移，其療效逐漸減退。目前，與糖皮質(zhì)激素關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射治療KOA一樣，透明質(zhì)酸也面臨延長治療時(shí)效的問題。Dallari等[12]將100例KOA患者隨機(jī)分為透明質(zhì)酸組和透明質(zhì)酸聯(lián)合多核苷酸組，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與透明質(zhì)酸組相比，透明質(zhì)酸聯(lián)合多核苷酸(一種具有天然來源和營養(yǎng)活性的DNA衍生大分子)組的療效持續(xù)時(shí)間更長，且能有效改善膝關(guān)節(jié)功能和疼痛。這為探索延長透明質(zhì)酸的作用時(shí)效提供了一種新途徑。但其具體作用時(shí)效還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。目前，臨床常用的透明質(zhì)酸產(chǎn)品種類很多。Nicholls等[13]對不同透明質(zhì)酸產(chǎn)品的流變學(xué)特征進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，不同產(chǎn)品的流變學(xué)特征不同，且個(gè)體膝關(guān)節(jié)內(nèi)在環(huán)境也存在差異，故導(dǎo)致臨床效果存在差異。今后在研究透明質(zhì)酸治療KOA的療效時(shí)應(yīng)綜合考慮這些因素，以取得最佳治療效果。

1.4富血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP) 近年來，再生醫(yī)學(xué)提供了新的骨性關(guān)節(jié)炎治療方法，并逐漸延伸到KOA治療領(lǐng)域，其中很多治療策略均是基于復(fù)雜的基礎(chǔ)科學(xué)研究和臨床試驗(yàn)。這些研究試圖修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨，從而提供一種修復(fù)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和恢復(fù)關(guān)節(jié)功能的新途徑。PRP作為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里最具代表性的治療方案之一[14]，其已廣泛應(yīng)用于輕中度KOA的治療。自20世紀(jì)90年代末以來，有關(guān)PRP的制備方法和應(yīng)用研究呈指數(shù)級增長[15]。當(dāng)前大多數(shù)隨機(jī)臨床試驗(yàn)更傾向于使用PRP注射治療輕中度KOA，其能顯著改善患者的預(yù)后，且具有較長的治療時(shí)效。研究顯示，PRP治療KOA的起效時(shí)間一般從注射后2個(gè)月開始，并在注射后12個(gè)月仍能維持較好的療效[16]。此外，PRP治療不同程度軟骨退變KOA的隨機(jī)對照試驗(yàn)表明，PRP在軟骨退化程度較低或骨性關(guān)節(jié)炎分級較低的患者中更為有效[17-18]。因此，應(yīng)鼓勵(lì)對所有臨床KOA患者的治療進(jìn)行仔細(xì)分級，因?yàn)樗赡苡兄诖龠M(jìn)臨床療效。同時(shí)，還應(yīng)探索同種異體PRP的使用，以為盡可能多的KOA患者提供PRP。

2 膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù)

2.1膝關(guān)節(jié)清理術(shù) 關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)是指在關(guān)節(jié)鏡下咬除磨損、撕裂的半月板，磨除妨礙關(guān)節(jié)活動(dòng)的骨刺，以及取出關(guān)節(jié)游離體。在KOA病變早中期階段，關(guān)節(jié)間隙無明顯狹窄、無明顯功能下降的前提下，行關(guān)節(jié)鏡清理術(shù)能取得較好療效。Yoon等[19]對關(guān)節(jié)鏡下有限清理術(shù)及廣泛清理術(shù)治療KOA的療效進(jìn)行了對比，結(jié)果顯示兩者的近期及遠(yuǎn)期療效無明顯差異，50%～80%的患者經(jīng)關(guān)節(jié)清理術(shù)后病情緩解。但Spahn等[20]選取了30篇有關(guān)膝關(guān)節(jié)清理術(shù)的文獻(xiàn)進(jìn)行薈萃分析發(fā)現(xiàn)，KOA患者在關(guān)節(jié)鏡下行清理術(shù)后3年，仍有22%的患者需行膝關(guān)節(jié)置換。這幾乎接近KOA自然進(jìn)展過程中的置換率，表明關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)對KOA的治療效果并不明顯。因此，需要更多的調(diào)查來確定最有效和最具成本效益的方法。

2.2微骨折術(shù)(microfracture，MFx) MFx是指通過關(guān)節(jié)鏡穿透骨髓誘導(dǎo)足夠數(shù)量的潛在修復(fù)細(xì)胞遷移至軟骨缺損部位，在局部微環(huán)境的作用下誘導(dǎo)其增殖分化為含有纖維軟骨和Ⅱ型膠原蛋白的軟骨混合物，修復(fù)退變、缺損的膝關(guān)節(jié)軟骨，從而達(dá)到治療KOA的目的?？紤]到手術(shù)的簡便性、低成本及良好的短期效果，MFx成為治療KOA軟骨缺損的首選方案[21]。Oussedik等[22]對MFx與自體軟骨細(xì)胞移植術(shù)(autologous chondrocyte implantation，ACI)的臨床療效進(jìn)行比較認(rèn)為，MFx對表面積較小(<2 cm2)的膝關(guān)節(jié)軟骨損傷有效。而對于表面積較大的軟骨缺損，其遠(yuǎn)期愈合率較低，最終導(dǎo)致治療失敗。但也有證據(jù)表明，KOA可能會(huì)在膝關(guān)節(jié)MFx治療5年后復(fù)發(fā)，甚至出現(xiàn)更嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)軟骨損傷[23-24]。因此，目前越來越多的學(xué)者主張采用ACI代替MFx治療KOA軟骨缺損。

2.3ACI Brittberg等[25]于1994年首次提出使用關(guān)節(jié)鏡下ACI治療KOA軟骨缺損。隨著技術(shù)的發(fā)展，ACI已發(fā)展到第二代(骨膜改用膠原蛋白膜)、第三代(軟骨細(xì)胞被固定在了膠原蛋白制成的支架上，更有利于附著和增殖)。ACI和MFx兩種治療方式均是為了創(chuàng)造一個(gè)可再生、可修復(fù)，能徹底代替原有機(jī)械功能的新鮮組織，從而減輕膝關(guān)節(jié)疼痛、預(yù)防早期關(guān)節(jié)功能下降。有學(xué)者對40例KOA軟骨缺損患者進(jìn)行長達(dá)15年的隨訪發(fā)現(xiàn)，ACI治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損有很好的臨床效果，尤其是對有較大(2～5 cm2)缺損的軟骨[26]。但也有研究顯示，ACI失敗的病例比例為1.5～7.5%，這可能與膝關(guān)節(jié)內(nèi)無菌性炎癥環(huán)境有關(guān)[27]。目前研究已證實(shí)，腫瘤壞死因子-α在膝關(guān)節(jié)炎癥環(huán)境中起重要作用[28]。Ossendorff等[29]在體外模擬環(huán)境下，采用ACI治療KOA軟骨缺損發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子-α對ACI治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損有負(fù)面影響。這也進(jìn)一步說明，ACI的失敗與關(guān)節(jié)內(nèi)炎癥環(huán)境有關(guān)。而動(dòng)態(tài)負(fù)荷(誘導(dǎo)軟骨形成反應(yīng))和阿達(dá)木單抗(腫瘤壞死因子-α拮抗劑)均有改善膝關(guān)節(jié)內(nèi)炎癥環(huán)境的功能。因此，隨著研究的進(jìn)一步深入，ACI治療KOA軟骨缺損失敗的比例有望得到很好的控制。

3 膝關(guān)節(jié)周圍截骨術(shù)

3.1脛骨高位截骨術(shù) 脛骨高位截骨術(shù)對伴有膝內(nèi)翻畸形骨關(guān)節(jié)炎的治療效果得到廣大學(xué)者的一致認(rèn)可，常用于代替全膝關(guān)節(jié)置換。其理想患者是對膝關(guān)節(jié)功能要求高、年輕(40～60歲)、有孤立的內(nèi)側(cè)脛股關(guān)節(jié)壓痛癥狀。van Outeren等[30]報(bào)道，采用脛骨高位截骨術(shù)治療KOA 1年后，在減輕膝關(guān)節(jié)疼痛和改善功能方面，其較常規(guī)非手術(shù)保守治療及支具治療更有效。且脛骨高位截骨術(shù)5年內(nèi)的生存率至少達(dá)90.9%，10年生存率能達(dá)70%～73%[30]。但目前脛骨高位截骨時(shí)負(fù)重線的最佳矯正尚未確定。Bujnowski等[31]通過有限元模型模擬了正常步態(tài)下增加楔形開口對膝關(guān)節(jié)應(yīng)力和壓力分布的影響，結(jié)果顯示，在脛骨中外側(cè)寬度比例為50%～65%的情況下，承重線接近正常下肢負(fù)重力線位置。此外，全面的了解病史和體格檢查，詳細(xì)的術(shù)前計(jì)劃，以及使用適當(dāng)?shù)墓潭夹g(shù)和康復(fù)方案可以幫助實(shí)現(xiàn)良好的長期結(jié)果。

3.2腓骨近端截骨術(shù) 腓骨近端截骨術(shù)治療年輕的膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)脛股關(guān)節(jié)炎患者已被證實(shí)非常有效。Qin等[32]指出，膝關(guān)節(jié)的后外側(cè)結(jié)構(gòu)在關(guān)節(jié)周圍軟組織平衡中起重要作用。大多數(shù)韌帶涉及腓骨頭，這些結(jié)構(gòu)有助于傳遞側(cè)向拉力，因此影響了脛腓骨近端的活動(dòng)?；颊咴诮邮茈韫墙私毓切g(shù)后，剩下的腓骨近端沒有受到來自腓骨遠(yuǎn)端和脛腓聯(lián)合韌帶的限制，故增加了相對活動(dòng)度。這為下肢負(fù)重力線向外側(cè)滑移提供條件，從而降低內(nèi)側(cè)間室壓力、緩解疼痛。生物力學(xué)試驗(yàn)證實(shí)，腓骨近端截骨后內(nèi)側(cè)間室壓力最多降低21.57%，外側(cè)間室壓力最多升高12.92%[33]。腓骨近端截骨術(shù)是一種簡單、有效、易于操作的治療方案，適合在基層醫(yī)院開展。但目前仍缺乏長時(shí)間的隨訪來評價(jià)腓骨近端截骨術(shù)的持久有效性。

3.3股骨遠(yuǎn)端截骨術(shù) 膝外翻畸形骨關(guān)節(jié)炎的治療是骨科醫(yī)師面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。而股骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)成為治療該疾病的重要選擇，其旨在減輕疼痛，減緩KOA的發(fā)展速度、糾正畸形以及盡可能促進(jìn)膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。股骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)主要包括開放式楔形股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻截骨術(shù)和閉合楔形股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻截骨術(shù)兩種[34]。其中，開放式楔形股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻截骨術(shù)特別適用于中重度外翻畸形，具有操作簡單、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。但股骨楔形的開放間隙需要植骨，這可能導(dǎo)致截骨部位塌陷，合并骨折的風(fēng)險(xiǎn)較大。閉合楔形股骨遠(yuǎn)端內(nèi)翻截骨術(shù)后截骨部位愈合速度快，恢復(fù)時(shí)間更短，且相對鉸鏈骨折的風(fēng)險(xiǎn)更低，但技術(shù)難度卻很高。Sherman等[35]回顧性研究了股骨遠(yuǎn)端截骨術(shù)適應(yīng)證、手術(shù)技術(shù)以及手術(shù)并發(fā)癥等認(rèn)為，精確術(shù)前計(jì)劃以及嚴(yán)格把握手術(shù)適應(yīng)證可以明顯減少這些并發(fā)癥的發(fā)生。

4 膝關(guān)節(jié)置換術(shù)

4.1單髁置換術(shù)(unicompartment knee arthroplasty,UKA) 自20世紀(jì)50年代早期，McKeever[36]使用一種扁平的金屬固定物作為假體完成了世界上第1例膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)，到1974年Oxford假體設(shè)計(jì)成功，并從Ⅰ代發(fā)展到Ⅲ代。UKA已成為治療終末期單間室KOA的重要選擇之一。Goodfellow等[37]報(bào)道，Oxford Ⅰ型假體的10年生存率達(dá)98%。Pandit等[38]對1 000例使用牛津單髁假體的患者進(jìn)行長達(dá)15年的隨訪發(fā)現(xiàn)，假體使用10年后仍具有良好的功能。這表明，單髁置換術(shù)治療終末期單間室KOA的療效與人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty,TKA)相似。但與TKA相比，UKA有明顯較高的修翻率[39]。Kim等[40]對既往牛津三代假體的文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其翻修率約為4.5%。但近年手術(shù)技術(shù)的改良以及假體設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn)，使得UKA的翻修率明顯下降。Lombardi等[41]對184例UKA患者進(jìn)行平均6年的隨訪發(fā)現(xiàn)，UKA的翻修率(4.1%)與初次TKA的翻修率(3.2%)相當(dāng)。因此，UKA成為一種治療終末期單間室KOA持久有效的方法。

4.2人工TKA 人工TKA自20世紀(jì)七八十年代開始廣泛應(yīng)用，現(xiàn)已被認(rèn)為是治療終末期KOA的有效手段，甚至是金標(biāo)準(zhǔn)，且人工TKA的手術(shù)量也在逐年增加。有研究表明[42]，對于晚期KOA的治療，人工TKA不論是近期優(yōu)良率還是遠(yuǎn)期優(yōu)良率均在90%以上。雖然人工TKA取得了較好的療效，但傳統(tǒng)人工手術(shù)在植入物定位精度及軟組織保護(hù)方面存在缺陷，這也跟人工TKA術(shù)后恢復(fù)時(shí)間長、創(chuàng)傷大(正常關(guān)節(jié)間室也會(huì)造成破壞)，且易出現(xiàn)關(guān)節(jié)不穩(wěn)、假體松動(dòng)等并發(fā)癥密切相關(guān)。近年來，機(jī)器人輔助人工TKA得到快速發(fā)展。研究表明，與傳統(tǒng)手工方法相比，機(jī)器人輔助人工TKA具有精確的機(jī)械對準(zhǔn)功能，能夠選擇合適的假體尺寸，還能減少軟組織破壞等優(yōu)勢[43-44]?？梢?，隨著人工智能的發(fā)展，人工TKA將成為治療終末期KOA的主流外科方式之一。

5 小 結(jié)

KOA病變是一種慢性退變、進(jìn)展的過程，現(xiàn)在還沒有一種有效的治療方法能夠阻止或逆轉(zhuǎn)膝關(guān)節(jié)軟骨退變，主要原因?yàn)檫@種疾病的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚。目前認(rèn)為，KOA的發(fā)病原因可能與遺傳、性別、年齡、肥胖等有關(guān)[1]。近年來，我國老齡和肥胖人口不斷增加，KOA患者也相應(yīng)增加。而隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，患者對生活質(zhì)量的要求也越來越高，故精準(zhǔn)化醫(yī)療顯得尤為重要，這也將促進(jìn)人工智能在外科領(lǐng)域快速發(fā)展。未來，相信隨著越來越多新理念和新技術(shù)的運(yùn)用，KOA將取得更好的治療效果。