金属填充物重建全膝关节翻修术中严重骨缺损的研究进展2024（全文）.docx

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1、金属填充物重建全膝关节翻修术中严重骨缺损的研究进展2024(全文)摘要随着全膝关节置换术(tota1.kneearthrop1.asty,TKA)的广泛开展，因各种原因需行膝关节翻修术的患者数量也逐渐增加。严重骨缺损的重建是膝关节翻修术的大挑战。近年来，骨缺损的重建方法不断发展，基于骨缺损的大小和部位出现了多种翻修策略。严重骨缺损的重建需要诸如自体骨移植、同种异体骨移植或金属填充物等进行重建,：然而，骨移植面临来源受限、吸收塌陷或疾病传播等风险，临床应用受限；而金属填充物因其来源广、可定制、安全性高等优点在实际应用中受到广泛关注，可避免件移植的各种弊端。金屈珞块的优势在于可提供即时支撑、无需加

2、固、不会发生骨坏死和吸收塌陷，然而金属与骨之间的弹性模垃差异可能会导致应力遮挡，增加潜在的骨质丢失风险。Cone和SICCVe均可实现干偶端付的生物固定，但出现假体周国感染时，由于假体骨K入和骨整合，很难轻易取出。本文对金属填充物在全膝关节翻修严重骨缺损重建中的应用进行综述，将有助于评估各种重建方案，提高为患者制定高性能翻修策略的能力。随着全膝关节置换术(tota1.kneearthrop1.asty,TKA)在临床的广泛开展，与之伴随的新问题、新挑战不断增多1,2),主要表现在初期关节置换技术及假体设计不完善，置换后由于假体松动、假体周的感染、假体周围骨折、聚乙烯磨损等原因需行全膝关节翻修术

3、3)0据欧洲部分国家关节登记处2023年度报告显示,2003至2022年膝关节置换术共1544941例，其中98791例接受了膝关节翻修，近5年的翻修率约为6.4%4J0据KUrtZ等I5预测，美国2030年接受全膝关节翻修术的患者数量将达到268200例，较2005年增长近601%。Ka1.1.a1.a等6的研究证实膝关节感染翻修的平均成本是无菌翻修的3倍多，可造成巨大的经济负担,山于实际成功率和失败风险因素的不确定性，全膝关节翻修术的总体效果不如初次TKA理想，翻修术后假体的生存率（10年内86%）也远低于初次TKA（15年内95%）71全膝关节翻修不仅给社会经济造成巨大负担.，还严重影响

4、患者健康，成为关节外科医生攻坚克难的重要挑战I8Jo现阶段膝关节.翻修面临的一大挑战是病损部位骨缺损的重建，特别是严重骨缺损的重建9,10骨缺损的处理方式取决于缺损部位、缺损大小和剩余骨愤IUK翻修的目的是希望获得稳定、无痛的膝关节并恢复关节力线12o/慎的术前规划至关重要，尽管术前影像学能够为骨缺损提供判断和参考，但诊疗中骨缺损的真实大小通常会被低估13。主要原因在于假体的遮挡导致对残留骨盘的评估产生误差，取出假体时乂会造成新的骨质丢失。因此，缺损的大小和范围只方在术中移除假体后才能得到准确评估，假体移除后的骨缺损也往往比术前评估更严重14。骨缺损重建的常用方法包括骨水泥、骨水泥联合螺钉、打

5、压植骨、结构植骨、金属垫块、干饰端但金属COne和S1.eeVe等15,16。然而，骨水泥是非生物活性材料，只能填补缺损深度和宽度5mm的骨缺损，且不能促进骨缺损的修复再生。植骨虽可适应多种不同大小和形状的骨缺损,但受到手术时间长、操作难度大、材料来源有限、植骨不愈合、畸形愈合、吸收塌陷及疾病传播等风险的限制17。目前金属垫块、Cone和S1.CevC已成为重建严重骨缺损的有效方案18。在重建干怖端严重骨缺损以及那些很难将假体进行有效固定的复杂件缺损中，Cone和S1.eeVe展现出良好的治疗效果I19,20J0近年来，金属填充物用于全膝关节翻修严重骨缺损的重建已取得显著疗效C本文结合膝关节缺

6、损分型和三区固定理论对金属填充物在全膝关节翻修严重骨缺损重建中的应用进行文献综述。一、文献检索策略在万方数据库和中国知网中以膝关节翻修、“骨缺损金属材料金属塔块Cone金属袖套作为中文检索词进行文献检索。在PubMedWebofScience、Goog1.eScho1.ar和ScienccDircct数据库中以revisionkneearthrop1.astybonedefectmeta1.augmentconeconess1.eeve”和”S1.eeVeS作为检索词进行文献检索，选择英文语种C检索时间为自数据库建立至2023年12月。文献纳入标准：（1）与金属填充物在全膝关节浦修严重骨缺损重

7、建”主题相关的临床或基础研究；（2）文献类型为已正式发表的论著、综述和病例报告。排除标准：（1）主题相关度不高的文献；（2）质量过低、证据等级不高的文献；（3）无法获取全文的文献。最终共纳入文献78篇，包括67篇英文文献、11篇中文文献。二、骨缺损的分型准确评估骨缺损的程度和类型对制定术前规划至关重要。膝关节.翻修术中骨缺损的分型主要包括Rand分型、Bargar和Gross分型、Huff和SCUICO分型、CIatWOrthy和GrOSS分型、Engh和AmmCCn分型等21,22,23,24,25,其中被广为采纳的是Engh和Ammeen在1999年根据骨的缺损量和缺损部位提出的安德森骨科

8、研究所（andersonorthopedicresearchinstitute,AORI）分型（图1）21他们希望创建一种遵循简单和可重复的标准分型法，并基于此分型法指导外科医生针对每种类型的缺损采取相应的解决方案。AoRI分型将股针（F）和胫骨（T）分开分型，基于相似的缺损分为股骨F1.、F2、F3和胫骨T1、T2、T3型缺损，其中AoR1.2、3型被称为严重骨缺损C三、三区固定在膝关节翻修中，假体的稳固性对术后早期活动和康熨至关重要，并能延长远期使用寿命。如何获得有效的早期固定尚无统一标准。Morgan-Jones等26）于2015年提出了膝关节翻修二区固定理论中将股骨远端和胫骨近端分别划

9、分为三个可实现固定的解剖区域：1区，关节面或骨惭；2区，干偶端；3区，长骨骨干（图2）。这种分区系统为翻修术前规划提供了一个框架。他们认为多数翻修手术需要获得至少两个区的稳定固定才能降低后期失败发生的概率。同时好的术前规划需要解决以卜三个问题：（1）哪些区域可用于固定；（2）哪种固定方法合适；（3）哪种假体最适合。如果术前没有提出并回答这些问题，可能会出现固定不牢，最终导致早期失败。1区固定是初次TKA的主要固定方式，而在翻修时很难实现比较好的1区固定。虽然可通过竹水泥、付移植物和金属垫块来实现1区固定，但翻修患者仅获得1区固定是远远不够的，还需联合2区或3区固定才能获得牢舔的固定27,28目

10、前1区结合3区固定是翻修术的主要固定方式,但2区干加端的固定也同等重要。因为最大的应力往往集中在2区，应力分布不均会导致假体松动，阻碍假体骨整合29,30)。2区固定还有利于恢电关节力线并维持旋转稳定性.由于2区干惭端和骨标的几何中心对齐，无需偏移，因此在2区固定可使用较短的延长杆，从而减轻股骨弓的前移效应。如果2区不能获得牢靠的固定，尽管3区固定能分散部分干怖端应力，但随时间延长应力会导致1区固定不牢，造成翻修手术的早期失败。因此，获得有效的2区固定对远期假体的稳定性十分重要，特别是在干能端存在严重骨缺损的情况So目前S1.eeve和Cone是实现有效2区生物固定最常用的金属填充物31,32

11、U四、金属填充物重建骨缺损(-*)金属垫块H1984年BrOOkS等33使用楔形金属垫块重建胫骨骨缺损并取得良好疗效开始，金屈垫块便受到广泛关注而得以快速发展。金属垫块具方良好的生物力学特性，可通过骨水泥或螺钉与关节假体连接，Ig建非包容性的骨缺损34h与同种异体骨移植相比，金屈垫块具花来源广、模块化程度高、操作简单、手术时间短、并发症少等优点35。目前金属垫块多为矩形和楔形，有5、10、15mm等规格，可配合膝关节假体在术中应用，对股骨远端或胫骨平台内外侧骨缺损进行重建36。有学者认为金属垫块适用于非包容件件缺损中骨皮质缺损25%或在骨-假体界面有40%面积的假体未得到宿主骨支掾的情况37,

12、38o胫骨骨缺损常发生于胫骨平台的负垂区，出现假体力线偏移，不能实现均匀负重，造成假体下方楔形骨缺损，需用楔形垫块进行重建。例如，处理胫骨内侧骨缺损时可选择楔形金属垫块来矫正缺损造成的膝关节内翻畸形1,39。相较矩形地块，楔形垫块在骨-假体界面处产生的剪切力更大，因此楔形垫块的角度通常不能超过15,否则过大的剪切力会导致假体松动40曲块在安放前通常需要额外去除宿主骨以匹配垫块，这势必会加重骨缺损。同时截骨还需适应假体安放的旋转角度，以保证假体和垫块对齐41。股骨远端骨缺损常发生在一侧或两侧，多为不对称性骨缺损，应尽可能使用与骨缺损形状相近的金属地块重建缺损，而非截除对侧来获得两侧对称，要保证金

13、属垫块在填补骨缺损的同时尽可能减少宿主骨的移除，从而保留更多的骨盘42。股骨垫块通常呈矩形，厚度为5-10mm,可匹配内侧觊和外侧慷的缺损，并应用于股骨远端C将垫块置于股骨外踝后侧可恢复股骨的偏心距，将内旋的股骨假体矫正至正常的旋转位置，并解决屈伸间隙不匹配的问题。Wer1.e等43应用金属垫块重建严重的AORI3型股骨远端件缺损5例，平均随访37个月，假体在位良好，无任何松动的影像学表现。Pate1.等44使用金属垫块和延长杆对79例AOR1.2型骨缺损进行重建，3例因无菌性松动而需再次翻修；尽管有15.6%的股骨假体和15%的胫骨假体周围存在非渐进性放射线透光带,但未影响假体远期生存率，1

14、1年后92%的假体仍稳定，未出现明显的并发症使用金属地块后，远期假体周国出现的放射线透光带已引起广泛关注。透光带主要出现在胫骨侧，但多数为非进展性，短期不会对假体生存造成明显的影响。当缺损较大时，通过一个金属垫块无法有效重建，可联合使用两个垫块进行组装处理45。ChUng等46使用双金属垫块治疗17例直径15mm、严重不对称的非包容性胫件缺损。将个垫块通过螺钉固定至胫骨托，然后用骨水泥将第二个垫块固定到第一个塔块上。平均随访69个月后，仅3例出现了假体周曲的放射线透光带，但均无假体松动、塌陷或不稳表现。因此，他们认为双模块的组装方式处理15mm的严重非对称、非包容性胫骨近端骨缺损疗效显著。但实

15、际应用中并非叠加的型块越多效果就越好1.ee等47对39膝使用不同数量的金屈垫块处理感染性TKA翻修术中的骨缺损，随访88个月后发现随着金属格块数贵的增加假体周围放射线透光带的宽度出现增加，可见垫块数所的增加会导致影像学上的不稳定。金属地块的优势在于可提供即时支撑，无需加固，不会发生骨坏死和吸收塌陷【481。然而在实际应用中金屈垫块也有不少缺陷：需要额外去除更多宿主骨以匹配毡块，假体和垫块之间的摩擦可能导致产生磨损碎屑，以及对周围组织潜在的腐蚀等C此外，金属与骨之间的弹性模啾紫异可能会导致应力遮挡，增加潜在的骨质丢失风险，加重原有的竹缺损49。因此，闫昭等11认为金属垫块适用于AoR1.2型或

16、老年患者的3型胫骨骨缺损。同时，需要注意的是，当金属垫块安放的位置偏外时，要警惕对侧副韧带造成慢性切割。（二）Cone骨小梁金属Cone,即骨小梁金属锥形块，常用于重建AoR1.2和3型等干胡端骨质大部分缺失的骨缺损H,50Jo粗金属骨小梁Cone是以多孔但为原材料定制成型的金属假体，近十多年来被广泛应用于重建膝关节股骨或胫骨侧干怖端严重的骨缺损51,52,53,54o但是一种高多孔金属，内部孔径为400600m,孔隙率高达75%85%,具有良好的组织相容性和抗腐蚀性,利于骨组织长入,有望实现生物固定55,56。多孔包金属假体的弹性模量约为3GPa,远低于常用的钛合金假体（I1.e）GPa）,介于软骨下骨板（1.5GPa）与皮质骨（15GPa）之间。因此，多孔坦的弹性模量与