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AME骨科频道013|高交联聚乙烯在后稳定全膝关节置换术中的应用是否合理

Published at: 2015年第1卷第S1期

Friedrich Boettner
关键词:

Author: Friedrich Boettner, Hospital for Special Surgery, New York, US

编者按:目前,高交联聚乙烯(highly cross-linked polyethylene,HXLPE)在全膝关节置换术(total knee arthroplasty TKA)中的应用还存在一定的争议。围绕此话题,【AME 骨科频道】邀请了纽约 Hospital for Special Surgery 的 Friedrich Boettner 教授针对 Journal of Bone and Joint Surgery 杂志发表的“Comparison of Highly Cross-Linked and Conventional Polyethylene in Posterior Cruciate-Substituting Total Knee Arthroplasty in the Same Patients”一文进行了探讨,一起来听听他的观点!

HXLPE 在全髋关节置换术中的发展理念是减少磨损和延长移植物的使用时间。在全髋关节置换术中主要担心为假体磨损和继发性骨质疏松,但它对 TKA 术后假体寿命的影响还不是很清楚。无菌性松动是造成全膝关节置换失败的一个主要原因,约占全膝关节置换后翻修 1/3(2,3)。其他造成早期失败的机制有:感染、不稳定和僵硬(2)。磨损导致的骨质溶解出现在首次手术的 15 年以后,因此磨损并不是导致 TKA 术后翻修的主要原因(2)。

HXLPE 是对标准聚乙烯(polyethylene,PE)修饰。由辐射诱发的自由基促进交联和高密度PE的形成。进一步熔融工序的尝试消除了过剩的自由基并且提高了抗氧化能力。HXLPE 更耐磨料和粘着磨损(1)。然而 HXLPE 具有更低的韧性和延展性,更抗疲劳和断裂。如果剩余的自由基不被随后的放射破坏,就会增加 HXPLE 氧化分解的风险(1)特别是第一代 HXPLE。因此制造商试图通过连续辐射和退火或利用抗氧化剂如维生素E来提高第二代的性能。

HXPLE 的优点在全关节置换术已经证实(5)。然而,PE 在髋、膝关节置换术后暴露于不同的生物力学负荷下。髋关节受到磨料和粘着磨损在一个高度吻和的球臼关节,同时,膝关节假体因其轮(股骨髁)平(胫骨插入)设计而受到剪切力和点接触载荷。承重面除了点载荷外,还有其他的区域承受着逐渐升高的机械应力,包括胫骨后区域,插入锁定装置(6)。

大多支持 HXPLE 在膝关节置换术中应用的证据来自体外磨损的模拟研究,该研究显示 HXPLE 减少了 60% 的磨损程度(7)。虽然实验室检测对新材料的发展是必不可少的,但体外研究应谨慎应用。体外研究假设优化调整和韧带平衡,并且主要检测磨料和粘着磨损。此外,在体外研究中不包括第三方磨损(水泥颗粒)以及磨损模拟器不完全反映正常膝关节运动学特点。过去 PE 曾出现在体外实验结果良好但移植后仍然无法成功应用的现象,因此我们在应用只有体外实验结果的新材料是要更加谨慎(8)。

是否有体内实验的证据支持 HXLPE 使用?在术后一年关节滑液中颗粒的临床研究显:标准 PE 和 HXLPE 之间的 PE 颗粒的大小和形状并没有明显的差别(9)。Kim 等人调查了 308 例应用 HXPLE 或传统 PE 材料的不保留双侧后交叉韧带的TKA病人术后 5 年的临床和影响学差异,并未发现结果和翻修率方面的差异(10)。还有一些中短期的研究表明,在两种材料之间的效果无差异(6,11,12)。

因为 HXLPE 降低骨折韧性,所以胫骨干骨折为后稳定的膝关节置换术的主要风险。在标准 PE 和 HXLPE 的使用中,都有过报道胫骨干骨折的案例(13-16)。Ansari 等人(15)报道了两例中度交联PE植入后骨折的案例。有人提出造成失败的两种机制为:HXLPE 力学性能的降低增加了经骨干骨折的风险以及随着时间的推移 HXLPE 的氧化也增加了骨折的风险。

除了在应用体内研究预测体外性能的问题外,当前的临床研究还存在许多问题。所有的案例都缺乏超过 10 年的长期随访(2)。此外,样本很小,提示它们可能不足以发现某些失败的模式,如胫骨干骨折。此外,大多数研究包括高比例的正常体重的女性。Kim 等人(10)的研究中包括 288 名妇女和 20 名男性,不包括体重指数超过 40 kg/m2 的患者。

是否有合理的理由支持在首次全膝关节置换术中应用 HXLPE?毫无疑问,如今的病人的更加年轻并且追求更加积极的生活方式,可以说,对这些患者来说传统的 PE 并不是最佳的承载材料。然而,骨科的发展过程中也有应用改进的移植物却造成严重的失败的现象。特别是考虑到近期我们在全髋关节置换术金属承载物应用的经验,我建议对 HXLPE 在全膝关节置换术中的应用要持谨慎的态度。HXLPE 并未表现出任何临床益处,且更昂贵,也没有肥胖和年轻活跃的男性患者中充分的测试(1,17)。因此,不鼓励 HXLPE 的无限制使用。

 

致谢

Smith & Nephew 骨科研究所的顾问弗雷德里希贝特纳教授

点击链接可查看英文原文。http://www.atmjournal.org/article/view/6099/6811

译者|李岩,天津医科大学总医院,骨科,博士在读,研究方向为脊柱脊髓损伤,膝关节损伤。

 

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——史冬泉, 南京鼓楼医院

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doi:

10.3978/kysj.2014.1.1106
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