《Arthroplasty》：Radiographic features of bone ingrowth in highly porous cementless total knee arthroplasty with minimum 2-year follow-up
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背景：非骨水泥型全膝关节置换术（total knee arthroplasty, TKA）术后成功骨整合的定义尚不明确。研究人员假设骨小梁线形成、骨吸收及放射透光线（radiolucent line, RLL）消失遵循非骨水泥型TKA术后特定的时间模式。方法：
背景：非骨水泥型全膝关节置换术（total knee arthroplasty, TKA）术后成功骨整合的定义尚不明确。研究人员假设骨小梁线形成、骨吸收及放射透光线（radiolucent line, RLL）消失遵循非骨水泥型TKA术后特定的时间模式。方法：本项单中心回顾性影像学研究纳入221例连续患者（301膝），均因原发性膝骨关节炎接受机器人辅助非骨水泥型TKA。所有患者随访至少2年（平均46.5±12.4个月）。所有TKA均采用3D打印钛涂层胫骨托和钴铬合金涂层股骨假体，其表面高度多孔，可实现生物固定。主要结局指标为骨小梁线形成、早期放射透光线（RLL）及骨吸收的发生率。次要结局指标包括：（1）RLL消失、骨小梁线形成与骨吸收之间的时间关系；（2）各因素与骨整合之间的关系；（3）中期待临床结局，包括影像学对线、术后并发症及翻修率。结果：90.4%的膝关节观察到骨小梁线形成，最常见于胫骨龙骨内侧（67.2%）和外侧（36.9%）。术后即刻观察RLL见于33.6%的膝关节，最常见于股骨前斜面区域；而骨吸收最常见于股骨前斜面（41.2%）和胫骨内侧（36.5%），提示存在应力遮挡效应。总体上，新骨小梁线形成于术后早期，平均4.5±4.1个月；骨吸收出现时间则晚得多，为16.2±11.4个月。在存在早期RLL的膝关节（n=101）中，RLL消失平均发生在术后8.9±8.6个月，且此前出现骨小梁桥接。在无早期RLL的膝关节（n=200）中，骨小梁线形成平均发生在术后4.0±3.3个月，早于存在早期RLL的膝关节（p=0.009）。两组间骨吸收发生时间差异无统计学意义（p=0.221）。术后>2年影像学对线得以维持，仅记录到2例（0.7%）翻修。结论：在使用3D打印钛涂层假体系统的高孔隙率非骨水泥型TKA中，超过90%的膝关节观察到新骨小梁形式的骨长入，表明骨整合效果满意。骨整合通常发生在术后4.5至8.9个月，表现为骨小梁线形成和RLL消失。由应力遮挡效应引起的骨重塑持续超过14个月，导致骨吸收区域的出现。证据等级：III级（回顾性研究）
高孔隙率非骨水泥型全膝关节置换术后骨长入影像学特征的论文解读
一、研究背景与目的
终末期骨关节炎（osteoarthritis, OA）在保守治疗无效时通常需要全膝关节置换术（total knee arthroplasty, TKA）进行手术干预。既往TKA固定的金标准是骨水泥固定，然而骨水泥型TKA的远期失败率令人担忧，尤其是骨-骨水泥界面的失败导致的无菌性松动在年轻肥胖患者中更为突出。随着假体系统设计和手术技术的进步，非骨水泥型TKA显示出更长的假体生存率，其优势包括缩短手术时间、减少骨水泥相关并发症以及实现假体的生物固定。非骨水泥型TKA的临床成功很大程度上依赖于生物固定或骨整合，即骨组织长入多孔假体表面以固定假体。骨整合通常需要术后4至12周直至3年，涉及假体表面、间充质细胞和迁移成骨细胞之间的复杂相互作用。目前，放射立体影像分析（radiostereometric analysis, RSA）是评估假体-骨微动和骨整合的三维精准方法，但该方法需要特殊影像设备和术中标记珠植入，并非所有中心均可开展。因此，研究人员旨在探索一种更简单、更易推广的骨整合影像学评估方法。
本研究旨在探讨高孔隙率非骨水泥型TKA（至少2年随访）中骨整合的演变过程。主要结局指标为骨小梁线形成、放射透光线（radiolucent line, RLL）和骨吸收的发生率。次要结局包括：（1）骨小梁线形成、RLL消失和骨吸收形成的时间关系；（2）影响骨整合的因素；（3）影像学对线、并发症和翻修率等中期待临床结局。
二、研究方法概述
这是一项单中心回顾性影像学研究，纳入2019年1月至2023年9月期间接受非骨水泥型TKA的连续患者。纳入标准为：（1）非骨水泥型TKA；（2）因原发性膝骨关节炎手术；（3）机器人辅助；（4）使用Triathlon Tritanium非骨水泥膝系统。排除随访不足2年或因创伤、类风湿性关节炎、银屑病或痛风性关节病所致继发性骨关节炎的患者。研究共纳入221例患者（301膝），平均随访46.5±12.4个月。所有手术均由同一学术机构的6名骨科医生使用Mako机器人辅助手术系统完成，采用标准化技术。所有假体均为Triathlon Tritanium原发性非骨水泥全膝系统，包括3D打印钛涂层胫骨托、钴铬合金涂层股骨假体和X3聚乙烯垫片。患者术前均接受CT扫描以进行三维分割和手术规划。手术 aiming for 限制性运动学对线（restricted kinematic alignment, rKA）。术后影像学随访按标准化方案进行：术后第1天、2周、6周、3个月、6个月、12个月及此后每2年。主要结局指标包括骨小梁线形成、早期RLL和骨吸收的发生率，根据现代膝关节学会影像学评估与方法分类记录。次要结局通过纵向随访记录各时间点的RLL消失、骨小梁形成和骨吸收，以分析时间关系。探索性分析采用单因素和多因素二元逻辑回归评估患者因素与骨整合的关系。中期待临床结局包括胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle, MPTA）、股骨远端外侧角（lateral distal femoral angle, LDFA）和胫骨后倾角的变化，以及并发症和翻修情况。
三、研究结果
（一）骨小梁线、放射透光线和骨吸收的发生率
共有272膝（90.4%）出现不同程度的新骨小梁线形成，最常见于胫骨龙骨内侧（67.2%）和外侧（36.9%），以及胫骨龙骨后方（36.2%）和胫骨托后下方（23.6%）。早期RLL见于33.6%（101/301）的膝关节，最常见于股骨前斜面区域（13.4%）。末次随访时，96.0%（97/101）的RLL自行消失，仅4.0%（4/101）持续存在。骨吸收发生于47.5%（143/301）的膝关节，最常见于股骨前斜面区域（41.2%），胫骨内侧（36.5%）和胫骨前托区域（36.9%）也较常见，提示应力遮挡效应。
（二）骨整合事件的时间模式
总体上，新骨小梁线形成于术后早期，平均4.5±4.1个月；骨吸收则出现较晚，平均16.2±11.4个月。在存在早期RLL的膝关节（n=101）中，骨小梁线形成平均在术后5.5±5.1个月，先于RLL消失（平均8.9±8.6个月，p<0.001）；骨吸收平均在术后14.9±10.5个月出现。在早期RLL亚组中，骨小梁线形成≤5.5个月可预测早期RLL消失≤8.9个月（OR 3.93；95% CI 1.58–9.75；p=0.003）。在无早期RLL的膝关节（n=200）中，骨小梁线形成平均在术后4.0±3.3个月，骨吸收在16.9±11.9个月。无早期RLL组比有早期RLL组更早出现骨小梁线形成（p=0.009），但骨吸收时间差异无统计学意义（p=0.221）。
（三）影响骨整合的因素分析
单因素分析显示，较高的体重指数（body mass index, BMI）（OR 0.943；p=0.016）和高血压（OR 0.447；p=0.006）与末次随访时较少的骨吸收相关。吸烟、饮酒、性别、年龄与骨整合事件无显著相关。多因素调整后，仅年龄对骨小梁形成有预测价值（OR 1.106；p=0.041），高血压与骨吸收的关系在调整后不再显著（OR 0.439；p=0.076）。
（四）中期待临床结局
比较术后即刻与末次随访的假体对线，MPTA（90.2±1.9对89.9±2.0；p=0.110）、LDFA（85.6±2.4对86.0±2.3；p=0.077）和胫骨后倾角（2.3±1.6对2.3±1.7；p=0.790）均无统计学显著差异。2膝（0.7%）发生无菌性松动，1膝为股骨假体松动，接受孤立股骨翻修；另1膝因慢性不稳接受单纯聚乙烯垫片更换，术中未见影像学松动征象。另有1膝因术后僵硬接受麻醉下手法松解。11膝（3.7%）发生轻微伤口并发症，均经清创或疤痕修复处理后痊愈，未记录到假体周围关节感染（prosthetic joint infection, PJI）。
四、讨论与结论
本研究表明，早期RLL和骨吸收在TKA术后并非罕见。大多数RLL能够自行消失，且在此之前出现骨小梁线形成，提示成功的骨长入和骨整合。骨吸收代表应力遮挡，出现于术后较晚阶段。本研究提供了一种简单易行的非骨水泥型TKA骨整合监测方法，有助于术前咨询。机器人辅助非骨水泥型TKA安全有效，本队列中术后并发症和翻修率极低。大多数膝关节（90%）显示出新骨小梁形式的骨长入，是成功骨整合的征象。骨小梁常见于胫骨龙骨内、外侧和胫骨托后方，这些区域可能是负荷传递区域，刺激新骨形成。这一发现符合Wolff定律所述的骨重塑原理。早期RLL多见于股骨前斜面，可能与术中骨切割不精确和假体不完全就位有关。大多数早期RLL为非进展性，可随新生骨填充骨-假体界面而自行消失。骨吸收约见于半数膝关节，最常见于胫骨托下方和股骨远端，与既往生物力学研究中应力遮挡的高发区域一致，但很少导致临床意义的无菌性松动。
通过分析骨整合事件的时间序列，非骨水泥型TKA的生物固定过程得以阐明。新骨形成始于术后早期，多在最初3个月内；当骨长入足以填充骨-假体间隙时，RLL随之消失。多数RLL在术后12个月内消失，同时伴随多数骨小梁线形成，提示这一时间段是非骨水泥型TKA实现牢固固定的关键窗口。无早期RLL的膝更早出现骨小梁形成，推测与更准确的假体就位和更大的骨-假体接触面积有关。理解骨整合的时间框架可为外科医生提供随访监测的影像学参考。尽管平片评估骨整合存在判读差异，且不如RSA精确，但该方法简便易行，适合广大TKA人群的术后监测。
在因素分析中，术前因素与骨整合之间未发现一致的显著关联，可能与队列中骨质疏松患者比例低（2.3%）、接受抗骨吸收药物治疗者少等基线特征有关。年龄对骨小梁形成的正向预测作用可能受未测量的混杂因素影响，如基础骨密度。吸烟、饮酒与骨整合无显著相关。
结论：在使用3D打印钛涂层假体系统的高孔隙率非骨水泥型TKA中，超过90%的膝关节观察到新骨小梁形式的骨长入，表明骨整合效果满意。骨整合通常发生在术后4.5至8.9个月，表现为骨小梁线形成和RLL消失。应力遮挡效应引起的骨重塑持续超过14个月，导致骨吸收区域的出现。本研究为监测非骨水泥型TKA术后生物固定提供了一种简单易行的替代方法，该时间关系有助于外科医生进行术前咨询。
