近10 年骨水泥與非骨水泥固定方式在膝關(guān)節(jié)置換術(shù)式中比較的meta 分析

王潤港 劉大鵬 鄭聯(lián)偉 李旭東

( 新疆醫(yī)科大學第五附屬醫(yī)院骨科, 新疆 烏魯木齊 830011 )

膝關(guān)節(jié)假體的發(fā)展歷史可以追溯到20 世紀中葉。 自從第1 個膝關(guān)節(jié)假體問世以來,膝關(guān)節(jié)置換技術(shù)(TKA)便開始在全世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展,經(jīng)歷了多代技術(shù)更替之后,目前該術(shù)式已經(jīng)十分成熟。最早的膝關(guān)節(jié)假體甚至不能模擬“三軸運動”[1],后來隨著技術(shù)的發(fā)展,生物力學觀念的逐步深入人心,才慢慢演變?yōu)槿缃竦臉幼印?有關(guān)假體的固定方式逐漸成為了一個熱門的研究主題,假體的固定方式主要分為2 種:經(jīng)典的骨水泥固定方式和新興的非骨水泥固定方式。 骨水泥固定,簡單來講就是通過填充骨水泥得到即刻的固定,骨水泥不單可以起到“膠水”的作用,同時還能滲透到骨小梁之間,起到增強穩(wěn)定性的功能,這種方式穩(wěn)定性強、存活率高、術(shù)后并發(fā)癥少。 歷史上,骨水泥固定方式憑借著其獨特的“大塊填充+微觀機械絞索機制”[2]受到了大家的普遍認可,在過去的很長的一段時間里,骨水泥固定方式都是假體固定的金標準。 而非骨水泥固定方式指的是讓特殊設(shè)計的假體通過緊密壓配的方式,使骨組織和假體生長在一起。 這種固定方式對于患者的骨質(zhì)及其他各方面條件要求都比較高,同時,在其起步階段,有學者進行了大量隨機對照研究來檢驗這種新固定方式的效果,但結(jié)果卻并不是很理想,或許是受制于當時的材料、工藝等多方面限制,研究結(jié)果表明:非骨水泥固定方式的翻修率顯著高于骨水泥固定方式[3]。 而近年以來,隨著材料學、假體制作工藝的發(fā)展,生物力學觀念的深入人心,給非骨水泥固定方式帶來了新的生機和活力。 尤其是諸如TMT(多孔鉭金屬一體化平臺)和HAP(羥基磷灰石)的出現(xiàn),非骨水泥固定方式在臨床上展現(xiàn)出越來越令人滿意的效果。 故,筆者想要通過對近10 年來,尤其是在新材料、新技術(shù)輔助下的非骨水泥固定式與傳統(tǒng)骨水泥固定方式的文章進行匯總分析,是否有不同的結(jié)論出現(xiàn),既是對前人數(shù)據(jù)的歸納總結(jié),又能對臨床工作起到指導作用。 現(xiàn)報告如下。

資料和方法

1 一般資料:檢索策略。 對pubmed、EMbase、CNKI、cochrane library、萬方等數(shù)據(jù)庫進行系統(tǒng)的檢索,搜集骨水泥與非骨水泥假體全膝關(guān)節(jié)置換的相關(guān)隨機對照研究(RCT),檢索時限從建庫起至2021年11 月(即本研究開始的時間)。 同時檢查納入文獻的參考文獻, 保證獲取文獻的完整性。 英文檢索策略(pubmed 為例) 為:#1" Arthroplasty,Replacement,Knee"[Mesh]#2(((cemented[Title/Abstract])OR(cement[Title/Abstract]))OR(uncement[Title/Abstract])) OR ( cementless [ Title/Abstract ); #3randomized controlled trial[Title/Abstract]。 #1 AND#2 AND #3。 中文檢索策略(cnki 為例):膝關(guān)節(jié)置換術(shù)OR 全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)OR 全膝關(guān)節(jié)、骨水泥OR非骨水泥、 隨機對照OR 隨機OR 試驗。 (1)納入標準:①研究類型。 將文章類型限定為高質(zhì)量的隨機對照研究(RCT)或前瞻性隊列研究。 排除回顧性研究、系統(tǒng)性回顧、綜述等類型的文章。 語言限定為漢語、英語、法語。 ②研究對象:納入進行人工全膝關(guān)節(jié)置換(TKA)的患者,患者的性別、年齡、民族、體質(zhì)量不限,同時不限制患者是單側(cè)置換亦或是雙側(cè)置換;至少報告下列指標中的1 項以上:TKA 術(shù)后假體相關(guān)的并發(fā)癥、假體生存率、KSS 臨床評分或KSS 功能評分;以10 年內(nèi)發(fā)表的文章為主,重點關(guān)注TMT、HAP、及3D 打印等新技術(shù)輔助下的非骨水泥固定方式。 ③干預措施。 對照組采用骨水泥假體固定治療,觀察組采用非骨水泥假體固定治療。 ④結(jié)局指標。 TKA 術(shù)后假體相關(guān)的并發(fā)癥、術(shù)后2 年內(nèi)的假體生存率、KSS 臨床評分或KSS 功能評分。 其中,術(shù)后并發(fā)癥有很多(包括假體周圍化膿感染、假體周圍骨折、深靜脈血栓等),但尤以假體周圍感染、無菌性松動及深靜脈血栓最為嚴重和常見,故本次研究中并發(fā)癥僅納入以上3 種情況。 假體的生存率終點定義為由于無菌性松動、感染或任何其他指征而進行翻修手術(shù)移除任何原種植體組件[4],KSS 臨床評分與功能評分指的是依據(jù)美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會制定的評分表,在TKA 術(shù)后,患者和醫(yī)生分別根據(jù)實際情況從穩(wěn)定性、活動范圍、行走情況等多方面進行評分,能夠較可靠、較科學的評價膝關(guān)節(jié)術(shù)后的恢復與功能情況。 ⑤排除標準:對于重復發(fā)表的文獻,只納入資料最全的研究;原始文獻資料不全不予使用;存在明顯利益關(guān)系的文章。 隨機方法不完善的研究。

2 方法:我們將本次研究的選擇標準局限于TKA 固定方式為骨水泥和非骨水泥的文章,包括接受原發(fā)性TKA 的成年患者,平均隨訪5 年或更長時間。 限定的研究設(shè)計為前瞻性的隨機對照研究。 將同一患者組的多份出版物匯總在一起,以避免重復計算。 該薈萃分析的主要提取的數(shù)據(jù)是植入物2 年內(nèi)出現(xiàn)并發(fā)癥的發(fā)病率,術(shù)后2 年內(nèi)的假體生存率、術(shù)后KSS 臨床評分或KSS 功能評分,進而確定2 種固定方式在TKA 中是否有明顯差異。 在進行meta分析以前,(1)要把每篇文章按照“作者名字+文章發(fā)表年份”為基本格式匯總成表,簡要記錄研究類型、參與人數(shù)、納入研究的關(guān)節(jié)數(shù)、年齡區(qū)間等數(shù)據(jù)特征,(2)將匯總表數(shù)據(jù)統(tǒng)一輸入Revman5.3 中進行meta 分析。 本次納入meta 分析的17 項研究中,有10 項報道了使用骨水泥固定和非骨水泥固定的并發(fā)癥發(fā)生情況,14 項報道了TKA 術(shù)后假體生存率,4 項同時報道了骨水泥固定和無骨水泥固定的KSS 臨床評分,6 項報道了KSS 功能評分。 共有2891 個膝關(guān)節(jié)(2587 例患者)被納入研究,其中,有1389 例膝關(guān)節(jié)被納入對照組,有1504 例膝關(guān)節(jié)被納入觀察組。

3 質(zhì)量評價:使用Revman5.3 自帶的偏倚風險量表對納入的文章進行評價。 該風險評估量表主要基于cochrane 官網(wǎng)提供的風險評價工具。 包括以下幾個方面:(1)是否產(chǎn)生隨機序列(選擇偏倚);(2)是否分配隱藏(選擇偏倚);(3)過程是否使用盲法(實施偏倚);(4)結(jié)果是否使用盲法(檢測偏倚);(5)結(jié)果不全(其他偏倚);(6)選擇性報道(報道偏倚);(7)其他偏倚。 由2 位沒有利益關(guān)系的研究者獨立閱讀文獻,根據(jù)cochrane 風險評價工具進行風險評估,若有分歧出現(xiàn),再與第3 位研究者討論進行決定。 最后將結(jié)果匯總,輸入軟件中形成質(zhì)量評價圖。

4 數(shù)據(jù)分析:結(jié)合數(shù)據(jù)類型確定效應(yīng)值,如并發(fā)癥發(fā)生率、假體生存率等二分類變量,采用相對危險度(RR)和95% 置信區(qū)間(95% CI)作為效應(yīng)值。KSS 臨床評分及功能評分等連續(xù)性指標選用標準化均數(shù)差(SMD)和95%置信區(qū)間(95%CI)作為效應(yīng)值。 使用I2作為衡量異質(zhì)性大小的指標,若I2<50%,則選用固定效應(yīng)模型,若I2>50%,則選用隨機效應(yīng)模型,Meta 分析的檢驗水準設(shè)為α =0.05,同時根據(jù)非骨水泥假體的類型不同進行亞組分析。 制作出森林圖說明結(jié)果,當P<0.05 時,提示觀察組相較于對照組在某些方面呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。 當P>0.05,提示2 組之間無明顯差別。 制作出漏斗圖用以確定發(fā)表偏倚。[5]

5 結(jié)果

5.1 文獻檢索結(jié)果:經(jīng)上述檢索式檢索后,獲得pubmed 文獻39 篇、EMbase33 篇、cnki14 篇、web of science28 篇、cochrane library1 篇,共計115 篇,經(jīng)Endnote 軟件查重后排除29 篇,剩余86 篇。 閱讀摘要后剩余61 篇,按照納入排出標準,通讀全文后納入17 篇文獻。 見圖1。

5.2 納入研究的基本特征及風險評價:見表1。

5.3 納入研究偏倚分析(術(shù)后假體2 年并發(fā)癥發(fā)病率漏斗圖顯示對稱性良好,發(fā)表偏倚不明顯):見圖2。

5.4 meta 分析結(jié)果

5.4.1 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)并發(fā)癥發(fā)病率比較:本次meta 分析納入的文章中有10 篇[6-15]報道了并發(fā)癥發(fā)病率。 此次meta 分析研究的并發(fā)癥將主要以感染和深靜脈血栓為主。 將數(shù)據(jù)進行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間并發(fā)癥的發(fā)病率有顯著統(tǒng)計學差異(RR=2.10,95%CI:0.42 -7.92,P=0.03),對照組發(fā)生感染、深靜脈血栓形成的概率明顯> 觀察組。見圖3。

5.4.2 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)KSS 臨床評分比較:本次meta 分析納入的文章中有4 篇[6、11、14、16]報道了KSS 臨床評分。 KSS 臨床評分是將A 主訴疼痛(50 分)、B 穩(wěn)定性(25 分)、C 活動范圍(25 分)以及D 其他缺陷4 方面進行綜合評價,最后按照A +B +C-D 進行計算,是被學界認可的評價術(shù)后膝關(guān)節(jié)恢復情況的可靠指標。 將數(shù)據(jù)進行合并分析后發(fā)現(xiàn):2組組間并發(fā)癥的KSS 臨床評分有顯著統(tǒng)計學差異(MD= -2.00,95%CI: -4.5 -2.9,P=0.04),我們有理由認為:TKA 術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會臨床評分優(yōu)于對照組。 見圖4。

5.4.3 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)KSS 功能評分比較:本次meta 分析納入的文章中有7 篇[11、14-18]報道了KSS 臨床評分。 KSS 功能評分是將A 行走情況(50 分)、B 上樓情況(50 分)以及C 功能缺陷(扣分)3 方面進行綜合評價,最后按照A+B-C 進行計算,是被學界認可的,評價術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能情況的可靠指標。 將數(shù)據(jù)進行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間的KSS 功能評分有顯著統(tǒng)計學差異(MD = -1.17,95%CI: -2.09 - -0.26,P=0.01),我們有理由認為:TKA 術(shù)后術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會功能評分優(yōu)于對照組。 見圖5。

5.4.4 2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)生存率的比較:本次meta 分析納入的文章中有14 篇[6-21]報道了假體生存率。 假體的生存率終點定義為由于無菌性松動、感染或任何其他指征而進行翻修手術(shù)移除任何原種植體組件。 將數(shù)據(jù)進行合并分析后發(fā)現(xiàn):2 組組間生存率無顯著統(tǒng)計學差異(RR =0.99,95%CI:0.98 -1.00,P=0.12),2 組在TKA 術(shù)后2 年內(nèi)假體生存率方面無明顯差異。 見圖6。

5.4.5 2 組并發(fā)癥的亞組分析:由之前的研究,我們有理由認為:TKA 術(shù)后2 年內(nèi)觀察組美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會臨床評分優(yōu)于對照組。 而在臨床上,非骨水泥固定假體并非是唯一的類型,常見的類型包括:普通的聚乙烯材質(zhì)假體,羥基磷灰石(HA)包被的假體、多孔鈦涂層的合金假體以及鉭金屬一體化平臺(TMT),我們將觀察組按照不同的材質(zhì),進行亞組分析,進行進一步研究,研究發(fā)現(xiàn):無論是羥基磷石灰組(RR =0.99,95%CI: 0.14 -6.93,P=0.99)還是多孔鈦涂層合金組(RR = 1.62,95% CI: 0.51 -5.09,P=0.41),亦或是TMT 組(RR=2.16,95%CI:0.61 -7.71,P=0.23),2 組組間并發(fā)癥的發(fā)病率均無顯著統(tǒng)計學差異。 這說明非骨水泥假體的材料種類對發(fā)生感染、深靜脈血栓形成等并發(fā)癥的概率影響并不大。 見圖7。

討 論

出現(xiàn)當前結(jié)果,筆者認為是多因素共同作用所導致的。 其中最為重要的原因有2 個,分別是非骨水泥固定本身的優(yōu)勢和社會因素帶來的變革。 非骨水泥固定方式的發(fā)展:非骨水泥固定技術(shù)的出現(xiàn),本身就是源于一個富有創(chuàng)造性的想法,其最開始的設(shè)計理念是通過避免傳統(tǒng)的生物骨-骨水泥界面固定形式,改用生物骨-種植體界面這種特殊形式降低種植體松動的風險。 這種極具想象力的方法雖然在一些早期研究結(jié)果給人帶來了希望,但經(jīng)過臨床檢驗后,大家很快發(fā)現(xiàn),在大多數(shù)情況下非骨水泥固定方式發(fā)生松動和TKA 失效的大于經(jīng)典骨水泥固定形式。 后來。 隨著材料學的發(fā)展,在過去的10 年中,新的涂層設(shè)計和多孔金屬被開發(fā)出來,非骨水泥固定的TKA 在年輕患者全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的中期預后開始逐漸攀升到與骨水泥固定相近水平。 新涂層設(shè)計的典型代表是羥基磷灰石(HA),眾所周知,骨骼的主要成分是碳酸鈣和磷酸鈣,而羥基磷灰石與人體骨骼的成分很近似,同時,羥基磷灰石本身就具有優(yōu)良的生物相容性,這就為表面骨組織的生長提供了機械附著點,不僅如此,羥基磷灰石在植入人體以后還可以參與到機體誘導成骨的過程,這為改善遠期預后,增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性提供了優(yōu)良的生物學基礎(chǔ)。新多孔金屬的代表為多孔鉭金屬一體化平臺,鉭金屬同羥基磷灰石一樣,擁有良好的生物相容性,又有親生物金屬的美稱。 而基于鉭金屬制成的多孔鉭金屬一體化平臺,除了具有上述優(yōu)點外,還憑借著與人體骨小梁相似的孔隙率,為術(shù)后的恢復、新生骨小梁在假體內(nèi)的生長提供了良好的環(huán)境和條件,同時這種特性還與非骨水泥固定方式所提倡的緊密壓配理念相輔相成,可以說是非骨水泥固定方式的發(fā)展歷史上具有里程碑意義的發(fā)明。 社會因素:近些年來,人口基線特征在統(tǒng)計學上悄然發(fā)生了變化,需進行TKA 手術(shù)的患者的平均年齡正在逐步下降,接受手術(shù)的年輕患者比例不斷增加,這項改變的出現(xiàn)切實威脅到了骨水泥固定方式的統(tǒng)治地位,因為相比于年老患者,年輕患者活動更加頻繁、劇烈,同時對于膝關(guān)節(jié)置換的預期更高,而對于骨水泥獨特的“大塊填充+微觀機械絞索機制”來說,劇烈的運動會加速假體不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn),換言之,對于愛運動的年輕人來說,骨水泥固定方式的TKA 手術(shù)失敗率很高。而非骨水泥憑借緊密壓配、誘導新骨長入的機制,在年輕患者中開始展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢,很多臨床醫(yī)生開始青睞這種新的方式,較之以往,愿意接受非骨水泥固定方式的患者正在逐年攀升。 直到此時,非骨水泥固定方式的優(yōu)勢終于開始慢慢得以顯露。 該研究的局限性:納入文獻雖然整體很新(多為近10 年發(fā)表)但總體文章數(shù)量較少(17 篇),這導致總樣本量較小,且有些數(shù)據(jù)因不全或存在偏倚等問題被排除;納入文獻的語言選擇上僅限于英文和中文,這排除了以其他語言出版的高質(zhì)量文章;在隨訪時間上,只選用TKA 術(shù)后2 年內(nèi)的數(shù)據(jù)可能有些片面。 雖然納入文獻均為前瞻性、隨機化設(shè)計,但部分文獻在實際操作過程中可能因利益關(guān)系而出現(xiàn)便宜,繼而引起最終結(jié)果產(chǎn)生誤差。

綜上所述,隨著新技術(shù)的發(fā)展,在發(fā)生感染、深靜脈血栓形成等并發(fā)癥發(fā)病率方面,骨水泥固定方式發(fā)生感染、深靜脈血栓形成的概率明顯大于非骨水泥固定方式。 在KSS 臨床評分與功能評分這方面,非骨水泥固定方式比骨水泥固定方式有明顯的優(yōu)勢。 在生存率方面,骨水泥固定方式與非骨水泥固定方式并無明顯差異。 最后,數(shù)據(jù)有限,由此就得出非骨水泥固定方式已經(jīng)超越了骨水泥固定方式的結(jié)論會略顯片面,期待未來會有更多高質(zhì)量的試驗來證明本文提出的觀點,但是不可否認的事實是,非骨水泥固定方式在未來有著光明的前景。