胫骨金属增强块与实际胫骨形态差异研究:为全膝关节翻修术提供关键指引

【字体: 时间:2025年03月04日 来源:Knee Surgery & Related Research 4.1

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  为探究现有金属增强块与近端胫骨实际形态是否匹配,研究人员分析胫骨形态,发现二者存在差异,对 TKA 有重要意义。

  在膝关节的 “舞台” 上,全膝关节置换术(Total Knee Arthroplasty,TKA)是治疗严重膝关节疾病的重要 “剧目”。然而,在这场 “演出” 中,金属增强块与胫骨的配合却出现了 “小插曲”。当胫骨组件出现悬突时,会刺激周围软组织,就像鞋子里进了小石子,让人不适;而当出现内陷时,又会增加胫骨骨吸收的风险,仿佛房屋的地基开始松动。目前,市面上金属增强块在各个方向的锥度角是否与近端胫骨实际形状契合,仍是未知数。为了解开这个谜团,来自京都大学医学院骨科的 Yushi Sakamoto、Shinichiro Nakamura 等研究人员开展了相关研究,研究成果发表在《Knee Surgery & Related Research》上,这一研究为优化金属增强块设计、提升全膝关节翻修术(revision Total Knee Arthroplasty,revision TKA)效果带来了新的曙光。
研究人员为了深入剖析胫骨形态,采用了一系列关键技术方法。他们从连续接受原发性 TKA 治疗骨关节炎的患者中筛选出 89 例(100 膝)纳入研究,排除了有同侧腿部手术史、类风湿关节炎以及严重畸形合并骨缺损的患者。利用计算机断层扫描(CT)对下肢进行扫描,获得 1mm 厚的切片图像,并重建胫骨的三维图像。借助 ImageJ 软件,在不同假设的胫骨截骨水平上测量相关参数,计算出胫骨的缩减值和锥度角,并与三种常用植入物(NexGen LPS-Flex、Vanguard 360 和 Persona)的金属增强块锥度角进行对比。

研究结果如下:

  1. 缩减值:在不同截骨水平下,胫骨内侧(Med)和外侧(Lat)的缩减值不同。5mm 水平时,Med 和 Lat 的平均缩减值分别为 1.9mm 和 1.4mm;10mm 水平时,分别为 3.8mm 和 4.3mm;15mm 水平时,分别为 6.8mm 和 8.1mm。除 20mm 水平外,其他水平 Med 和 Lat 的缩减值差异显著。在前表面,随着截骨水平下移,四分之一内侧前点(QMA)的缩减值显著增加,而四分之一外侧前点(QLA)的缩减值显著减小;后表面,除 20mm 水平外,四分之一内侧后点(QMP)和四分之一外侧后点(QLP)的缩减值差异显著。这表明在大多数胫骨的内外侧、前后表面,内侧和外侧腔室的轮廓存在差异。
  2. 锥度角:胫骨 Med 和 Lat 的锥度角随着截骨水平下移而增大,20mm 水平时约为 30.0°。QMA 的锥度角在各水平均为正值,QLA 为负值,20mm 水平时,QMA 和 QLA 的锥度角分别为 25.8°(SD,4.6)和 -17.0°(SD,7.9)。QMP 和 QLP 的锥度角也随截骨水平下移而增大,20mm 水平时约为 40.0°。
  3. 与金属增强块的形态比较:传统植入物(NexGen 和 Vanguard 360)15mm 增强块的锥度角明显小于胫骨骨表面,5mm 和 10mm 增强块无锥度角。Persona 的锥度角大于传统植入物,但仍小于胫骨原始形态。Vanguard 360 在 10mm 和 15mm 增强块时的不匹配距离较大,15mm 增强块时最大可达 11.3mm;Persona 在三种植入物中不匹配距离最小,5mm、10mm 和 15mm 厚金属增强块的不匹配距离均小于 4mm 。

研究结论与讨论:
本次研究明确了胫骨不同区域和截骨水平的锥度角存在差异,且与现有金属增强块的形状不匹配,不同植入物设计之间也存在差异。这提示外科医生在进行 revision TKA 时,要高度关注股骨和胫骨组件的尺寸不匹配问题,避免出现悬突或内陷。虽然模块化金属增强是修复骨缺损的有效方法,但目前的设计与胫骨形态存在差距。Persona 作为新型植入物,在匹配胫骨形态上表现相对较好,但仍有提升空间。此外,研究还存在一定局限性,如研究对象主要为日本女性,样本的种族和性别局限性可能影响研究结果的普适性;仅分析了原发性 TKA 患者,未涉及严重骨丢失的 revision TKA 患者;确定的主要截骨水平略低于其他研究;缺乏对胫骨悬突、内陷的生物力学研究。未来需要进一步开展生物力学研究,探索其对压力分布和植入物寿命的潜在影响 。

总的来说,这项研究为设计更合适的胫骨金属增强块提供了宝贵的参考,有助于外科医生在 revision TKA 中做出更精准的决策,提升手术效果,为患者带来更好的治疗体验,也为后续的研究指明了方向。
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