无骨水泥型全膝关节置换术中股骨与胫骨假体在负重屈曲过程中的可诱导位移研究

为解决无骨水泥固定全膝关节置换术(TKA)假体在动态负荷下的稳定性问题，研究人员通过放射立体测量分析(RSA)技术，对24例患者术后1年的股骨和胫骨假体在0°-60°屈曲角度的可诱导位移(MTPM)进行量化。研究发现假体位移随屈曲角度增加而增大，最大位移位于股骨前翼尖和胫骨柄尖端，证实该无骨水泥设计在负重屈曲中保持良好固定，为假体生物力学优化提供重要依据。

　　

膝关节置换术如同给磨损的关节安装"新轴承"，而无骨水泥固定技术正成为这场骨科革命的新焦点。随着人口老龄化和运动损伤增加，越来越多的患者——尤其是活跃的年轻人——需要接受全膝关节置换术(TKA)。传统骨水泥固定虽广泛应用，但存在松动、磨损等长期并发症风险。近年来，通过3D打印技术制造的具有复杂多孔金属表面的无骨水泥假体崭露头角，这种设计能促进骨长入，有望实现更持久的生物固定。然而，一个重要问题悬而未决：这些无骨水泥假体在日常活动中——尤其是不同屈曲角度负重时——究竟能否保持稳定？

这正是Rebecca A. Hext等研究者试图解答的核心问题。他们注意到，虽然纵向放射立体测量分析(RSA)研究支持无骨水泥假体的固定效果，但关于假体在动态负荷下表现的数据仍十分有限。更关键的是，假体尺寸选择——如股骨切迹(notching)或胫骨基板悬垂(underhang)——如何影响其力学行为尚不清楚。这些知识空白可能影响手术决策，特别是对活动量大的年轻患者群体。

为填补这一空白，研究人员开展了一项前瞻性队列研究。24例接受无骨水泥固定、保留后交叉韧带的Triathlon Tritanium假体植入患者被纳入分析。术后1年时，采用创新性的多角度RSA评估方案：患者在仰卧位(卸载状态)和0°、20°、40°、60°屈曲站立位(负重状态)分别接受检查。通过模型化RSA软件(RSACore)精确量化假体的三维位移，重点关注最大总点运动(MTPM)和特定兴趣点(fictive points)的位移模式。

关键技术方法包括：1) 采用双平面(仰卧位)和单平面(站立位)校准笼的RSA技术；2) 在假体模型上设置12个兴趣点(fictive points)进行局部位移分析；3) 线性混合效应模型处理重复测量数据；4) 根据影像学将患者分为股骨切迹、正常对位、过度悬垂三组，以及胫骨基板单侧/双侧悬垂两组进行亚组分析。

研究结果揭示了一系列重要发现：

《结果》部分显示，两种假体的可诱导位移均随屈曲角度增加。胫骨假体MTPM从0°时的1.129±0.644 mm增至60°时的1.648±0.461 mm；股骨假体则从0.704±0.364 mm增至1.203±0.708 mm。位移热点分析表明，胫骨假体在屈曲时主要表现为后倾和内旋，最大位移发生在柄尖(1.141±0.333 mm)；而股骨假体最大位移位于前翼尖，伴随外旋和后倾。

《亚组分析》有三大关键发现：首先，存在股骨前切迹的患者在所有屈曲角度都表现出更大的位移(0°时0.874-1.148 mm vs 正常组0.555-0.808 mm)，提示切迹可能削弱皮质骨结构完整性。其次，胫骨基板双侧悬垂组(占71%)的位移-屈曲角度相关性更强(P=0.0028)，但实际MTPM值(1.608±0.495 mm)反而略低于单侧悬垂组(1.783±0.328 mm)，这与有限元研究预测一致。第三，性别差异分析显示，女性在股骨切迹组和双侧胫骨悬垂组的位移幅度普遍高于男性。

《讨论》部分将这些发现置于更广阔的学术背景中。研究者指出，虽然1.7 mm常被用作假体稳定的经验阈值，但本研究证实更高屈曲角度下的较大位移(>1.7 mm)主要反映机械负荷增加而非松动。特别值得注意的是，股骨前翼尖和胫骨柄尖的位移热点模式揭示了假体"跷跷板"式的倾斜机制——股骨前翼在屈曲时上抬，而胫骨柄尖则因后倾而下压。这种生物力学洞察为假体设计优化提供了明确方向。

该研究发表在《Arthroplasty Today》上，其重要意义体现在三方面：临床层面，证实Triathlon Tritanium无骨水泥假体在1年随访期具有优异稳定性；方法学层面，建立了多角度RSA评估的新范式；学术层面，首次系统揭示了假体尺寸选择(特别是股骨切迹和胫骨悬垂)对动态力学行为的影响。这些发现不仅为外科医生选择假体尺寸提供客观依据，也为制造商优化假体设计——如加强前翼和柄尖区域的固定——指明了方向。未来研究可扩展至更大样本和更长随访期，并探索更高屈曲角度(如90°)下的假体行为。