腫瘤型人工關(guān)節(jié)的設(shè)計及臨床應(yīng)用

郭衛(wèi)

（北京大學(xué)人民醫(yī)院骨與軟組織腫瘤治療中心，北京100044）

原發(fā)惡性骨腫瘤好發(fā)于兒童和青少年，是造成這一年齡段人群死亡和致殘的重要因素。近二十年來，保肢已經(jīng)逐漸成為原發(fā)肢體惡性骨腫瘤的主要手術(shù)方式。所謂保肢手術(shù)是指在徹底切除肢體腫瘤的前提下保留患者肢體及功能，是相對于截肢而言的一種新的治療理念。惡性骨腫瘤瘤段截除后進(jìn)行肢體功能的重建是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，目前主要的重建方法是使用人工關(guān)節(jié)假體來恢復(fù)骨骼的連續(xù)性及關(guān)節(jié)功能。

近年來，腫瘤型人工假體在保肢手術(shù)中的應(yīng)用逐年增多，人工假體重建雖然可以早期負(fù)重活動并且有著較好的術(shù)后功能，但采用腫瘤型人工關(guān)節(jié)假體重建肢體功能后也會帶來諸多并發(fā)癥，包括假體的松動、折斷、感染等一系列的問題。如何不斷改進(jìn)人工假體的設(shè)計、生產(chǎn)是目前國際上的研究熱點。感染是最難處理的并發(fā)癥，近年來假體的發(fā)展并沒有使感染率有所下降。無菌性松動的發(fā)生主要是因為存在應(yīng)力遮擋或應(yīng)力集中，通過假體設(shè)計的改進(jìn)可以降低松動率，近年一種新型“加壓式”腫瘤型人工假體通過避免應(yīng)力遮擋取得了滿意的短期隨訪結(jié)果。可延長假體逐漸成為兒童保肢治療的首選，特別是近年來出現(xiàn)的無創(chuàng)可延長假體。目前每年仍有相當(dāng)數(shù)量的腫瘤型人工假體翻修手術(shù)。假體固定方式（水泥或生物固定）仍然是該領(lǐng)域的熱門話題，近年文獻(xiàn)報道的水泥固定和生物固定的無菌性松動率都很低，哪種方法更有優(yōu)勢目前尚無定論。雖然人工假體在一些方面有著明顯的優(yōu)勢，但在選擇重建方式時還應(yīng)注意有異體骨重建、金屬假體-異體骨復(fù)合體或腫瘤骨滅活等多種重建方法可以選擇，只有根據(jù)具體的病例選擇恰當(dāng)?shù)闹亟ǚ绞讲拍苋〉米詈玫男Ч?/p>

1 發(fā)展歷史

20世紀(jì)70年代早期，隨著在美國Memorial Sloan-Kettering癌癥中心進(jìn)行的以阿霉素和大劑量甲氨蝶呤為主的化療的出現(xiàn)，Ralph Marcove，Kenneth Francis和Hugh Watts等外科醫(yī)生開始應(yīng)用定制式假體重建腫瘤切除后骨缺損，這標(biāo)志著骨腫瘤領(lǐng)域保肢治療的開始。保肢治療的發(fā)展是多學(xué)科共同發(fā)展的結(jié)果，其中包括對腫瘤生物學(xué)深入的理解，新輔助化療的出現(xiàn)，準(zhǔn)確的影像學(xué)技術(shù)，日臻成熟的外科技術(shù)，材料科學(xué)的發(fā)展，人工假體設(shè)計逐步完善等等。這些學(xué)科的發(fā)展使得惡性骨腫瘤的保肢治療在20世紀(jì)70年代末逐漸完善。保肢治療中常見的重建方式有異體骨移植（allograft），自體骨移植（autograft），人工假體重建（endoprosthesis）以及異體/自體骨人工假體復(fù)合重建（allo/autograft prosthesis composite,APC）。最初用于腫瘤切除后大段骨缺損重建的腫瘤型人工假體是定制式的（custom-made endoprosthesis），但是由于手術(shù)數(shù)量的增多，術(shù)前等待時間較長，術(shù)中需要對尺寸進(jìn)行調(diào)整等的原因，假體廠商逐漸開始預(yù)先制作不同規(guī)格的定制式人工假體。

隨后在20世紀(jì)80年代初期，出現(xiàn)了組配式假體（modular endoprosthesis）。同時期腫瘤假體的主要發(fā)展是出現(xiàn)了生物固定技術(shù)，其中以Kotz設(shè)計的KMFTR假體（Kotz Modular Femur&Tibia Resection System）為代表，該設(shè)計即是美國Stryker公司的HMRS（Howmedica Modular Resection System）產(chǎn)品的前身[39]。組配式假體的設(shè)計特點是尺寸較小，術(shù)中根據(jù)截骨長度及患者骨骼特點現(xiàn)場組裝合適規(guī)格的假體。由于組配式假體的優(yōu)點十分突出，所以成目前腫瘤型人工關(guān)節(jié)的主流設(shè)計。但是對于某些特殊病例，如需要特殊規(guī)格的假體柄或特殊規(guī)格的假體，定制式假體作為組配式假體的補(bǔ)充目前仍然保留。近10年來，國外組配式假體的使用數(shù)量明顯高于定制式假體。組配式假體的優(yōu)點還有翻修時僅更換受損部件，可以延長假體長度減少肢體短縮等。

20世紀(jì)70年代末至80年代中期使用的膝關(guān)節(jié)腫瘤型人工假體的關(guān)節(jié)部分主要是單純鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)（simple hinge），由于隨訪發(fā)現(xiàn)無菌性松動發(fā)生率較高，此外隨著人們對膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)認(rèn)識的逐漸深入，80年代中期開始出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)侥[瘤膝關(guān)節(jié)（rotating-hinge），Eckardt等在1987年最先報告了旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)用于保肢重建的早期隨訪結(jié)果，并證明無菌性松動發(fā)生率大大降低。目前腫瘤型假體主要采用旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)[1]。

2 現(xiàn)狀

近年的文獻(xiàn)報道均認(rèn)為金屬假體重建是腫瘤切除后大段骨缺損重建的首選方法[7,10,11,24]，金屬假體重建的優(yōu)點包括：術(shù)后即刻穩(wěn)定及早期負(fù)重活動，較好的短期及長期術(shù)后功能[2]。最重要的是感染等并發(fā)癥的發(fā)生率較異體骨重建低。對于股骨上段，股骨下段，脛骨上段，肱骨上段及肩胛骨進(jìn)行人工假體重建是十分可靠的，目前重建較困難的部位是脛骨上段和髖臼。術(shù)后早期人工假體可以提供可靠穩(wěn)定的重建，但隨著患者生存期的逐漸延長，假體失敗率仍然較高[13]。

2.1 假體預(yù)后

近年來，大多數(shù)論文聚焦在金屬假體的隨訪結(jié)果上。不同的文獻(xiàn)對于假體失敗的定義不同，從而在統(tǒng)計假體生存率方面又一定差異。大多數(shù)文獻(xiàn)對于假體失敗的定義是：任何原因?qū)е碌牟糠只蛘麄€假體需要進(jìn)行翻修。近兩年發(fā)表的文獻(xiàn)中，假體5年生存率為65%～94%[5-14]。假體部位是決定假體生存率的主要因素，肱骨近端假體的生存率最高[5,8,11]，股骨遠(yuǎn)端假體5年生存率為88%～93%[2,15]，脛骨近端假體5年生存率是58%[15]。

Bickels等[2]報告了110例股骨下段腫瘤型假體的2年短期隨訪結(jié)果。110例中，73例應(yīng)用組配式假體，所有假體均為水泥型旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)郊袤w。主要并發(fā)癥是深部感染（5.4%）和無菌性松動（5.4%）。假體5年和10年生存率分別是93%和88%?？偟谋Ｖ适?6%，功能優(yōu)良率為85%。有報道1991～1999年54例應(yīng)用Finn旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)長期隨訪結(jié)果。所有假體均為水泥型假體，7例折斷，2例感染，1例無菌性松動。41例（76%）不需再次手術(shù)。MSTS中位分?jǐn)?shù)是84%。利用人工假體對異體骨重建失敗的病例進(jìn)行翻修，術(shù)后平均隨訪77個月，假體的5年生存率92%。國內(nèi)腫瘤型假體隨訪結(jié)果為3年生存率81.8%[3]，5年生存率65%[16]。

2.2 術(shù)后功能

文獻(xiàn)中關(guān)于保肢術(shù)后患肢功能結(jié)果的報道較多[5,6,8-10,12,13,16-20]，但目前仍缺乏循證醫(yī)學(xué)前瞻性和系統(tǒng)性結(jié)果。目前各篇報道中都有相當(dāng)數(shù)目的病例無法得到最后的功能評分。絕大多數(shù)的功能評價采用MSTS 1987或MSTS 1993年系統(tǒng)[21]。MSTS評分系統(tǒng)是醫(yī)生進(jìn)行的評分，結(jié)果受主觀因素影響。患者自己進(jìn)行的評分如多倫多保肢評分（Toronto Extremity Salvage Score,TESS）作為有效的功能評定手段也應(yīng)作為重要的參考26。文獻(xiàn)報道的肱骨上段假體重建術(shù)后MSTS評分為60%～78%[5,8,11,18]，股骨上段60%～73%[5,6,11,12]，股骨下段 66%～85%[5,12,13,17-19]，脛骨上段74%～83%[5,9,11,12]。關(guān)節(jié)外切除總體上功能低于關(guān)節(jié)內(nèi)切除[5]。

2.3 并發(fā)癥

隨著外科技術(shù)的逐漸成熟，假體設(shè)計的不斷改進(jìn)，人工材料的不斷發(fā)展腫瘤型人工假體發(fā)展經(jīng)歷了不同階段，每個階段的主要并發(fā)癥有所不同：在1980年以前大段金屬假體重建應(yīng)用較少，主要的并發(fā)癥為機(jī)械性失敗和感染；從80年代初到90年代中期，由于腫瘤型人工假體的大量使用，人們積累了較多的經(jīng)驗，對假體設(shè)計進(jìn)行了改進(jìn)，主要的并發(fā)癥為無菌性松動；90年代末至今，人們通過各種方法降低了無菌性松動的發(fā)生率，感染又再次成為目前導(dǎo)致假體重建失敗的主要原因。

2.3.1 感染：預(yù)防和治療假體感染仍然是保肢治療中一個棘手的問題。感染是大多數(shù)近期文獻(xiàn)報道的假體失敗的主要原因[5,10,11,23,24]。感染是繼局部復(fù)發(fā)導(dǎo)致保肢術(shù)后截肢的第二位原因[4,25]。近期的文獻(xiàn)中假體感染的發(fā)生率是5.2%～12%[5,10-12,18,19]。近年來假體感染率沒有明顯降低[4]。脛骨上段假體發(fā)生感染的幾率最高[9,11]，肱骨近端最低[8,11]。此外兒童患者進(jìn)行假體延長手術(shù)會導(dǎo)致感染率增加[26]。有文獻(xiàn)報道化療會使感染率增加[7]，但也有文獻(xiàn)報道化療并未增加感染率[26]。感染進(jìn)行翻修手術(shù)的成功率是70%[26]。對大多數(shù)的感染病例，二期翻修是最可能治愈感染的方法[27]。再次植入假體應(yīng)當(dāng)在化療結(jié)束后。有人提出了腫瘤型人工假體感染的治療策略[27,28]。實際上除初次手術(shù)的腓腸肌肌瓣轉(zhuǎn)移外，在翻修手術(shù)時為改善軟組織覆蓋條件進(jìn)行游離肌瓣的轉(zhuǎn)移是十分必要的[27-29]。

2.3.2 無菌性松動：無菌性松動仍是假體重建主要的并發(fā)癥[4-13,24]。近年報道的無菌性松動發(fā)生率從0%～56%[9,12-14,24]。其發(fā)生率與假體部位有關(guān)，不同文獻(xiàn)報道的結(jié)果不同。總體來說，脛骨上段假體失敗率最高，肱骨上段假體預(yù)后最好。有關(guān)假體松動文獻(xiàn)中引用較多的是Unwin在1996年發(fā)表的一篇文章，通過對1001例定制式假體進(jìn)行隨訪，預(yù)計10年股骨上段無菌性松動發(fā)生率為6.2%，股骨下段為32.6%，脛骨上段為42.0%。并且大多數(shù)松動見于術(shù)后第3～8年[30]。

近年一些大宗病例報道所有隨訪病例均無無菌性松動發(fā)生[4,6,10,11]，這與傳統(tǒng)觀點不符，以前發(fā)表的文獻(xiàn)均報道有術(shù)后2年內(nèi)發(fā)生無菌性松動的病例。這可能是由于假體設(shè)計的改進(jìn)和固定方式的選擇，如選用水泥型柄，腓腸肌肌瓣轉(zhuǎn)移覆蓋脛骨假體，宿主骨與假體連接處的植骨以增加皮質(zhì)外骨橋的形成，因為皮質(zhì)外骨橋的形成可以阻止假體碎屑進(jìn)入骨-假體界面，從而達(dá)到預(yù)防無菌性松動的目的[31]。此外，無菌性松動在兒童患者發(fā)生率明顯高于成人[14,17,26]。目前有的觀點認(rèn)為無菌性松動是導(dǎo)致假體出現(xiàn)并發(fā)癥的過程而非結(jié)果，如果不積極處理無菌性松動勢必會導(dǎo)致襯墊磨損，假體折斷等機(jī)械性并發(fā)癥。

2.3.3 假體折斷：假體折斷部位多發(fā)生在假體柄骨內(nèi)固定部分與骨外假體段的交界處（假體柄根部）。該類型折斷與假體材料質(zhì)量及假體柄的粗細(xì)有關(guān)。一般來講，膝關(guān)節(jié)周圍假體柄根部的直徑不應(yīng)小于12 mm。發(fā)生折斷的假體多為股骨遠(yuǎn)端假體，可能與股骨遠(yuǎn)端切除范圍廣，膝關(guān)節(jié)側(cè)附韌帶不能保留，人工假體應(yīng)力過大有關(guān)。

2.3.4 聚乙烯襯墊磨損：隨著使用時間的延長，聚乙烯襯墊磨損的發(fā)生率也在增加，單純鉸鏈?zhǔn)郊袤w較旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)郊袤w聚乙烯襯墊磨損發(fā)生率更高[4,7,24]。Myers等[4]在對335例股骨下段假體重建病例的長期隨訪中發(fā)現(xiàn)，55例需要更換襯墊，并且初次術(shù)后平均更換襯墊的時間是11年，有些患者可能需要多次更換，并建議要積極更換襯墊，否則會導(dǎo)致無菌性松動等其他并發(fā)癥。

2.3.5 脫位：髖關(guān)節(jié)脫位是股骨上段假體最常見的并發(fā)癥，脫位率為11%～15%[32]。目前一般采用雙動頭進(jìn)行股骨上段髖關(guān)節(jié)重建，并且不常規(guī)進(jìn)行髖臼成型，常規(guī)保留髖關(guān)節(jié)囊，此外可通過局部肌肉重建以加強(qiáng)髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，保留髖關(guān)節(jié)囊并沒有使腫瘤的復(fù)發(fā)率增高[33,34]。

膝關(guān)節(jié)腫瘤型假體脫位發(fā)生率較低，主要與假體設(shè)計有關(guān)，目前大多數(shù)廠家生產(chǎn)的假體脛骨部件均按膝關(guān)節(jié)牽開≥39 mm才發(fā)生脫位的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)制作的，Eckardt通過對美國目前常見的6種假體脛骨旋轉(zhuǎn)部件進(jìn)行生物力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，脛骨側(cè)部件如果長度＜4.5 cm有更高的脫位危險，這類脛骨部件不應(yīng)用于軟組織廣泛切除的腫瘤患者[35]。

2.3.6 其他：髕骨并發(fā)癥容易被忽視。Schwab等[36]對27例股骨下段旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)隨訪發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)髕骨并發(fā)癥的有15例（63%），包括11例為髕骨撞擊，2例髕骨骨折，2例骨壞死。髕骨撞擊主要是髕骨與脛骨側(cè)的防過伸裝置撞擊，發(fā)生髕骨撞擊的患者髕腱長度與髕腱附著點高度（即膝關(guān)節(jié)X線側(cè)位相脛骨關(guān)節(jié)面切線與脛骨結(jié)節(jié)的距離）比值平均為0.9明顯低于無撞擊的患者的1.4。低位髕骨的術(shù)后功能較正常位置髕骨術(shù)后功能差。對于髕骨原因引起的膝關(guān)節(jié)疼痛患者，在翻修或其他原因需要再次手術(shù)時進(jìn)行髕骨表面置換來緩解癥狀。

3 熱點問題

3.1 固定方式

目前尚無法比較水泥固定與生物固定哪種方法更好。一些文獻(xiàn)報道水泥型假體的隨訪結(jié)果很好[5-8,10-12,14,18,19,23,24]，同時生物固定結(jié)果也令人滿意[5,9,37]。目前為止還沒有文獻(xiàn)報道過同種假體隨機(jī)使用兩種固定方式的臨床研究。也沒有充分的證據(jù)表明何種固定方式對于翻修手術(shù)更為容易。

水泥型假體的無菌性松動發(fā)生率近年來有所下降，旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)郊袤w在骨-假體或水泥-假體界面的應(yīng)力明顯低于單純鉸鏈?zhǔn)皆O(shè)計。此外將假體與骨連接處假體領(lǐng)部設(shè)計為HA噴涂能有效減少無菌性松動的發(fā)生率[4,7]。有文獻(xiàn)報道非傳統(tǒng)骨水泥固定方法較傳統(tǒng)的骨水泥固定方法有著更低的無菌性松動發(fā)生率[10,11,19]。傳統(tǒng)的骨水泥固定方法是髓腔擴(kuò)髓直徑大于假體柄3～4 mm，使得假體柄周圍有2 mm厚的水泥[10,12,24]，而此種非傳統(tǒng)骨水泥固定技術(shù)是將髓腔擴(kuò)髓至正好與假體柄粗細(xì)相同的尺寸，在水泥固定前插入假體就能獲得穩(wěn)定的固定，隨后用水泥填充假體與骨骼之間的微小間隙以獲得更為堅實的固定。這種固定方法的優(yōu)點是可以使用直徑更粗的假體柄，從而降低假體柄折斷的危險，此外還可以保留更多的骨量。Menendez[2]對96例股骨近端水泥型假體平均隨訪18個月未發(fā)現(xiàn)無菌性松動，Morgan[14]對143例股骨遠(yuǎn)端隨訪也未發(fā)現(xiàn)松動。

假體的設(shè)計較固定技術(shù)更為重要，Grimer[23]最近報道了一種新型股骨遠(yuǎn)端固定技術(shù)即加壓假體（美國印第安納Biomet公司）的初步臨床結(jié)果，該假體利

3.2 兒童型腫瘤關(guān)節(jié)

兒童膝關(guān)節(jié)周圍腫瘤切除術(shù)后重建是目前骨腫瘤領(lǐng)域的研究熱點，國內(nèi)外學(xué)者在假體設(shè)計和手術(shù)方式的選擇方面進(jìn)行了很多大膽嘗試。

3.2.1 可延長假體：兒童保肢術(shù)后肢體不等長是近年來保肢治療的熱點問題。隨著可延長假體設(shè)計的不斷改進(jìn)，假體植入后可通過調(diào)節(jié)假體的長度解決肢體不等長的問題?？裳娱L假體經(jīng)歷了有創(chuàng)延長、微創(chuàng)延長及無創(chuàng)延長的發(fā)展階段?？裳娱L假體最早應(yīng)用于1976年，第一代可延長假體的代表有英國的SEER假體（Stanmore Extensible Endoprosthetic Replacement）。先后經(jīng)歷了蝸桿驅(qū)動假體，鎢球填充假體（1982年），C形套領(lǐng)假體（1988年），微創(chuàng)假體（1993年）的發(fā)展。第二代為組配式假體，典型的假體為HMRS。此后出現(xiàn)了自動可延長假體，延長機(jī)制是膝關(guān)節(jié)屈曲運動帶動棘輪裝置，通過螺桿來延長假體。隨后出現(xiàn)了Phenix無創(chuàng)可延長假體，該假體最早由法國人發(fā)明，20世紀(jì)90年代后經(jīng)多次改進(jìn)，現(xiàn)商品名為Repiphysis（美國Wright公司）。該可延長假體通過體外電磁場作用的不同機(jī)制使假體延長。

目前主要應(yīng)用的是微創(chuàng)或無創(chuàng)可延長假體。選擇可延長假體的指征是：預(yù)計下肢肢體短縮＞3 cm，上肢短縮＞5 cm。對于年齡＞11歲的女孩和＞13歲的男孩一般不需要選擇可延長假體重建，因為他們可以通過選擇略長的假體，且對側(cè)未受累關(guān)節(jié)面使用細(xì)柄生物固定假體（對骨骺生長影響很?。26]。無創(chuàng)可延長假體的缺點是只能利用水泥固定方式，因為生物固定時錘子劇烈撞擊假體可以損壞延長裝置，此外使用無創(chuàng)可延長假體患者無法進(jìn)行MR檢查，因為MR檢查的磁場會影響延長裝置。

該類假體的主要問題是無菌性松動，這是因為患兒骨骼的生長會使得骨骼橫徑及髓腔的橫徑增大，此外還有兒童活動量較大。如果患兒成年后出用彈簧產(chǎn)生的壓力作用于截骨斷端，避免應(yīng)力遮擋，假體近端采用鎖針固定。假體領(lǐng)部采用羥基磷灰石噴涂設(shè)計使骨易于長入。脛骨側(cè)采用水泥固定。該假體臨床效果需進(jìn)一步長期隨訪，但早期結(jié)果令人滿意。

O'Donnell[38]最近報道了化療會影響骨的重構(gòu)。目前已證實化療會導(dǎo)致更高的假體并發(fā)癥發(fā)生率，但還沒有發(fā)現(xiàn)客觀證據(jù)表明化療對骨的重構(gòu)有影響。化療對骨愈合的影響為不同病例選擇合適的固定方式提供了有意義的參考?，F(xiàn)無菌性松動一般應(yīng)當(dāng)將可延長假體換成普通成人型假體。此外關(guān)節(jié)僵直仍然是要面臨的另一主要問題（股骨遠(yuǎn)端發(fā)生率是13%，脛骨上段發(fā)生率是31%），主要是在有創(chuàng)可延長假體重建的患者中，造成僵直的原因一方面是多次手術(shù)使得傷口瘢痕攣縮較重，康復(fù)鍛煉困難；另一方面是由于肢體延長后屈膝時髕腱及股四頭肌肌腱長度相對縮短，無法屈曲。所以一般建議每次延長不超過6 mm，最多不超過10 mm。此外關(guān)節(jié)僵直有可能是低度感染的早期癥狀，應(yīng)當(dāng)引起重視。雖然目前很多微創(chuàng)延長代替了傳統(tǒng)的開放式延長，但仍然會增加患者的感染幾率，人工假體置換后再次進(jìn)行有創(chuàng)手術(shù)發(fā)生感染的幾率為10年21%，傳統(tǒng)開放式延長手術(shù)比微創(chuàng)延長手術(shù)導(dǎo)致感染的幾率更高（分別是27%和8%）。脛骨上段可延長假體重建的感染幾率仍然是所有部位最高的（68%）。

另外一個假體設(shè)計進(jìn)展是生物型保留關(guān)節(jié)面無創(chuàng)可延長假體，假體與保留關(guān)節(jié)面一端通過羥基磷灰石噴面和小的固定螺釘固定[37]。這樣就可以保留患側(cè)關(guān)節(jié)面。

3.2.2 半關(guān)節(jié)假體：北京大學(xué)人民醫(yī)院在2002年開始設(shè)計應(yīng)用兒童股骨遠(yuǎn)端或脛骨近端半關(guān)節(jié)假體，這一技術(shù)很大程度地減少了患兒肢體的不等長，同時避免了滅活再植帶來的復(fù)發(fā)風(fēng)險，但半關(guān)節(jié)置換后的膝關(guān)節(jié)非常不穩(wěn)定，即使長期佩戴護(hù)具仍可能發(fā)生膝關(guān)節(jié)半脫位以及假體松動（圖1）。

3.2.3 兒童骨骺微創(chuàng)腫瘤型假體：2008年，北京大學(xué)人民醫(yī)院設(shè)計的兒童骨骺微創(chuàng)腫瘤型假體投入臨床使用并取得良好效果（圖2），由于脛骨假體柄設(shè)計為9 mm，因而患兒脛骨骨骺的生長能力得到最大限度的保留。20余例患者的使用結(jié)果顯示，所有患者的脛骨側(cè)生長均未受影響，與對側(cè)脛骨保持了等長。說明兒童骨骺微創(chuàng)腫瘤型假體的使用，可以有效地降低患肢不等長的程度。但假體松動率仍不盡如人意。

圖1 股骨遠(yuǎn)端和脛骨近端的兒童特制半關(guān)節(jié)假體

圖2 兒童骨骺微創(chuàng)腫瘤型假體（2011年課題組專利產(chǎn)品）

圖3 骨骺微創(chuàng)半限制型兒童腫瘤型膝關(guān)節(jié)假體

3.2.4 骨骺微創(chuàng)半限制性兒童腫瘤型膝關(guān)節(jié)假體：研究發(fā)現(xiàn)，假體柄折斷和松動發(fā)生的主要原因是假體柄和骨之間界面的應(yīng)力過大。目前臨床廣泛采用的旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)在膝關(guān)節(jié)活動過程中會對股骨和脛骨產(chǎn)生較大應(yīng)力，長期大量活動容易導(dǎo)致假體松動，嚴(yán)重時需要再次行人工膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)。尤其是在兒童、青少年中，由于膝關(guān)節(jié)活動量大以及骨骼的進(jìn)一步生長，假體更容易提前松動7年北京大學(xué)人民醫(yī)院設(shè)計了骨骺微創(chuàng)半限制性兒童腫瘤型膝關(guān)節(jié)假體（圖3），該假體出于降低應(yīng)力考慮，提出在兒童關(guān)節(jié)的連接部分采用半限制性設(shè)計，這樣可以在關(guān)節(jié)活動時將假體柄的應(yīng)力降為零，可以有效降低假體柄的松動、折斷率。半限制性連接的設(shè)計對假體中心襯墊的要求非常高，通過CAD軟件已完成10～12歲年齡組高穩(wěn)定型聚乙烯襯墊設(shè)計。模擬半月板的高穩(wěn)定型聚乙烯襯墊符合股骨曲面，應(yīng)力分散，可以明顯增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。目前，已有10例患者使用了該型假體，只有1例患者出現(xiàn)半脫位，沒有假體出現(xiàn)松動。由于隨訪時間尚短，還需要較長時間的觀察。

3.3 新型腫瘤關(guān)節(jié)的設(shè)計

3.3.1 成人雙動型腫瘤型人工膝關(guān)節(jié)（圖4）的設(shè)計原理：本假體由股骨假體、脛骨墊、脛骨假體、三通、三通軸、雙動內(nèi)襯組成，也可以通過股骨或脛骨髓針與延長桿相連接，組成組配式股骨遠(yuǎn)端腫瘤型或脛骨近端腫瘤型膝關(guān)節(jié)假體。股骨假體和脛骨假體相連接的三通采用球形面配合，這種設(shè)計旨在減少膝關(guān)節(jié)活動過程中假體對股骨和脛骨的應(yīng)力，減少并延緩假體的松動。另外，此假體除了通過三通軸的旋轉(zhuǎn)鉸鏈功能提供膝關(guān)節(jié)活動度，球面配合的雙動內(nèi)襯還可以提供少量額外的膝關(guān)節(jié)活動度，從而減少股骨假體與脛骨墊運動過程中的相互磨損。此雙動型及關(guān)節(jié)假體采用兩翼增強(qiáng)假體防止假體旋轉(zhuǎn)。雙動內(nèi)襯與脛骨假體采用錐度壓配防止脫位。

圖4 成人雙動型腫瘤型人工膝關(guān)節(jié)假體

3.3.2 應(yīng)用效果：此假體以生物力學(xué)原理為基礎(chǔ)，通過巧妙的機(jī)械設(shè)計防范，在實現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)重建的同時，解決了旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)较リP(guān)節(jié)對股骨及脛骨應(yīng)力較大以及膝關(guān)節(jié)活動度有限的缺點，有效地預(yù)防了假體的提前松動及再次翻修可能，延長了假體的適用壽命，擴(kuò)大了人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的適應(yīng)證和適用人群。此假體是全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)、人工膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)、股骨遠(yuǎn)端及脛骨近端腫瘤切除后膝關(guān)節(jié)重建的可靠選擇。

[1]Robert P,Chan D,Grimer RJ,et al.Prosthetic replacement of the distal femur for primary bone tumors.J Bone Joint Surg Br,1991,73:762-769.

[2]Bickels J,Wittig JC,Kollender Y,et al.Distal femur resection with endoprosthetic reconstruction:a long-term followup study.Clin Orthop Relat Res,2002,400:225-235.

[3]Wang J,Temple HT,Pitcher JD,et al.Salvage of failed massive allograft reconstruction with endoprosthesis.Clin Orthop Relat Res,2006,443:296-301.

[4]Myers GJ,Abudu AT,Carter SR,et al.Endoprosthetic replacement of the distal femur for bone tumours.J Bone Joint Surg Br,2007,89(4):521-526.

[5]Gosheger G,Gebert C,Ahrens H,et al.Endoprosthetic reconstruction in 250 patients with sarcoma.Clin Orthop Relat Res,2006,450:164-171.

[6]Menendez LR,Ahlmann ER,Kermani C,et al.Endoprosthetic reconstruction for neoplasms of the proximal femur.Clin Orthop Relat Res,2006,450:46-51.

[7]Maruthainar K,Dunstan ER,Hamilton PD,et al.Massive endoprostheses for giant cell tumours of the distal femur:a 12-year follow-up.Knee,2006,13:378-381.

[8]Mayilvahanan N,Paraskumar M,Sivaseelam A,et al.Custom megaprosthetic replacement for proximal humeral tumours.Int Orthop,2006,30:158-162.

[9]Flint MN,Griffin AM,Bell RS,et al.Aseptic loosening is uncommon with uncemented proximal tibia tumor prostheses.Clin Orthop Relat Res,2006,450:52-59.

[10]Sharma S,Turcotte RE,Isler MH,et al.Cemented rotating hinge endoprosthesis for limb salvage of distal femurtumors.Clin Orthop RelatRes,2006,450:28-32.

[11]Sharma S,Turcotte RE,Isler MH,et al.Experience with cemented large segment endoprostheses for tumors.Clin Orthop Relat Res,2007,459:54-59.

[12]Ahlmann ER,Menendez LR,Kermani C,et al.Survivorship and clinical outcome of modular endoprosthetic reconstruction for neoplastic disease of the lower limb.J Bone Joint Surg Br,2006,88(6):790-795.

[13]Berkson E,Ponnappan R,Galvin J,et al.Complications of modular oncology knee prostheses for sarcomas about the knee.J Knee Surg,2005,18(4):298-304.

[14]Morgan HD,Cizik AM,Leopold SS,et al.Survival of tumor megaprostheses replacements about the knee.Clin Orthop Relat Res,2006,450:39-45.

[15]Griffin AM,Parsons JA,Davis AM,et al.Uncemented tumor endoprostheses at the knee:root causes of failure.Clin Orthop Relat Res,2005,438:71-79.

[16]郭衛(wèi),姬濤,楊毅.腫瘤型人工關(guān)節(jié)重建下肢骨肉瘤切除后骨缺損.中國修復(fù)重建外科雜志,2006,20(10):970-974.

[17]Gupta A,Meswania J,Pollock R,et al.Non-invasive distal femoral expandable endoprosthesis for limb-salvage surgery in paediatric tumours.J Bone Joint Surg Br,2006,88(5):649-654.

[18]Agarwal M,Anchan C,Shah M,et al.Limb salvage surgery for osteosarcoma:effective low cost treatment.Clin Orthop Rel Res,2007,459:82-91.

[19]Langlais F,Belot N,Ropars M,et al.The long term results of press-fit cemented stems in total knee prostheses.J Bone Joint Surg Br,2006,88:1022-1026.

[20]Schwab JH,Agarwal P,Boland PJ,et al.Patellar complications following distal femoral replacement after bone tumor resection.J Bone Joint SurgAm,2006,88:22.230.

[21]Enneking WF,Dunham W,Gebhardt MC,et al.A system for the functional evaluation of reconstructive procedures after surgical treatment of tumors of the musculoskeletal system.Clin Orthop Relat Res,1993,286:241-246.

[22]Davis AM,Wright JG,Williams JI,et al.Development of a measure of physical function for patients with bone and soft tissue sarcoma.Qual Life Res,1996,5(5):508-516.

[23]Bhangu AA,Kramer MJ,Grimer RJ,et al.Early distal femoral endoprosthetic survival:cemented stems versus the Compress implant.Int Orthop,2006,30(6):465-472.

[24]Biau D,Faure F,Katsahian S,et al.Survival of total knee replacement with a megaprosthesis after bone tumor resection.J Bone Joint SurgAm,2006,88:1285-1293.

[25]Wirganowicz PC,Eckardt JJ,Dorey FJ,et al.Etiology and results of tumor endoprosthesis revision surgery in 64 patients.Clin Orthop Relat Res,1999,358:64-74.

[26]Abudu A,Grimer R,Tillman R,et al.The use of prostheses in skeletally immature patients.Orthop Clin North Am,2006,37(1):75-84.

[27]王現(xiàn)海,郭衛(wèi),楊榮利,等.四肢腫瘤型關(guān)節(jié)假體置換術(shù)后深部感染的治療對策.中國骨腫瘤骨病,2007,6(4):196-200.

[28]Hardes J,Gebert C,Schwappach A,et al.Characteristics and outcome of infections associated with tumor endoprostheses.Arch Orthop Trauma Surg,2006,126:289-296.

[29]Manoso MW,Boland PJ,Healey JH,et al.Limb salvage of infected knee reconstructions for cancer with staged revision and free tissue transfer.Ann Plast Surg,2006,56:532-535.

[30]Unwin PS,Cannon SR,Grimer RJ,et al.Aseptic loosening in cemented custom-made prosthetic replacements for bone tumors of the lower limb.J Bone Joint Surg Br,1996,78(1):5-13.

[31]Ward WG,Johnston KS,Dorey FJ,et al.Extramedullary porous coating to prevent diaphyseal osteolysis and radiolucent lines around proximal tibial replacements.J Bone Joint SurgAm,1993,75:976-987.

[32]Kabukcuoglu Y,Grimer RJ,Tilman RM,et al.Endoprosthetic replacement for primary malignant tumors of the proximal femur.Clin Orthop Relat Res,1999,358:8-14.

[33]Wodajo FM,Bickels J,Wittig J,et al.Complex reconstruction in the management of extremity sarcomas.Curr Opin Oncol,2003,15(4):304-312.

[34]Bickels J,Meller I,Henshaw RM,et al.Reconstruction of hip stability after proximal and total femur resections.Clin Orthop Relat Res,2000,375:218-230.

[35]Ward WG,Haight D,Ritchie P,et al.Dislocation of rotating hinge total knee prostheses:A biomechanical analysis.J Bone Joint SurgAm,2003,85-A(3):448-453.

[36]Schwab JH,Agarwal P,Boland PJ,et al.Patellar complications following distal femoral replacement after bone tumor resection.J Bone Joint SurgAm,2006,88:22.230.

[37]Gupta A,Pollock R,Cannon SR,et al.A knee-sparing distal femoral endoprosthesis using hydroxyapatite-coated extracortical plates.Preliminary results.J Bone Joint Surg Br,2006,88(10):1367-1372.

[38]Avedian RS,Goldsby RE,Kramer MJ,et al.Effects of chemotherapy on initial compressive osseointegration of tumor endoprostheses.Clin Orthop Rel Res,2007,459:48-53.

[39]Kotz R,Ritschi P,Trachtenbrodt J.A modular femur-tibia reconstruction system. Orthopaedics, 1986, 9(12):1639-1652.