吳迪 司麗娜 武麗珠 王建華 羅金偉 常乾坤 呂永明 楊陽

1承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院（河北承德067000）；2承德醫(yī)學(xué)院（河北承德067000）；3承德市中心醫(yī)院（河北承德067000）

膝骨性關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）在女性患病率居第4 位，在男性患病率居第8 位，其中以50～60 歲人群中發(fā)病率居多［1］。輕度KOA 經(jīng)保守治療后便可自愈，重度KOA 發(fā)現(xiàn)后需采取手術(shù)，否則會導(dǎo)致患肢殘疾，危及其身心健康［2］。全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)（total knee arthroplasty，TKA）是治療本病重要手段，術(shù)中股骨端置入假體以多半徑設(shè)計為主，旨在滿足膝關(guān)節(jié)屈伸過程中不斷變化瞬間旋轉(zhuǎn)中心，快速糾正患者異常下肢力線，緩解疼痛，恢復(fù)患膝功能，臨床認(rèn)可度高［3］。臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，TKA 圍術(shù)期失血量較多，接近1 500 mL，影響手術(shù)進(jìn)程同時，增加術(shù)后關(guān)節(jié)活動受限風(fēng)險［4］。隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，3D打印截骨導(dǎo)板在關(guān)節(jié)外科相關(guān)疾病治療中突出巨大優(yōu)勢，牛鳴等［5］發(fā)現(xiàn)3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 可簡化假體選擇過程，重建力線，提高手術(shù)效率，在圍術(shù)期指標(biāo)、膝關(guān)節(jié)功能等方面優(yōu)于單純TKA。在此基礎(chǔ)上，本研究創(chuàng)新性分析3D打印截骨導(dǎo)板輔助多半徑TKA對手術(shù)創(chuàng)傷、疼痛介質(zhì)的影響，以期為本病治療提供有效治療方案?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2019年2月至2021年2月我院123 例重度KOA 患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：符合KOA 診斷標(biāo)準(zhǔn)［6］，結(jié)合CT、X 線檢查確診；Kellgren?Lawrence分級Ⅳ級；均為單側(cè)病變，手術(shù)指征明確；年齡40～80 歲，不限性別；患者知情本研究，自愿參加。排除標(biāo)準(zhǔn)：膝關(guān)節(jié)手術(shù)史；其他膝關(guān)節(jié)疾?。恢匾K器器質(zhì)性病變；凝血異常；嚴(yán)重心理疾病；嚴(yán)重骨質(zhì)疏松；過度肥胖，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）> 32 kg/m2。參照隨機(jī)化表法1∶1 分配原則，依據(jù)就診順序排序1～123，每位患者賦予1 位隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)序號為1～61 號者為對照組，62～123 號者為觀察組。兩組一般資料具有可比性（P> 0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)通過。見表1。

表1 比較兩組臨床資料Tab.1 Comparison of clinical data between the two groups 例（%）

1.2 方法兩組手術(shù)均由同一組醫(yī)師完成。觀察組行3D打印截骨導(dǎo)板下多半徑假體TKA，具體步驟：（1）3D打印截骨導(dǎo)板：完善常規(guī)檢查及雙下肢全長X 線、三維CT 檢查，將CT 掃描所得模型數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)系統(tǒng)，打印膝關(guān)節(jié)模型，結(jié)合三維模型相關(guān)信息確定脛骨及股骨假體型號、脛骨近端及股骨遠(yuǎn)端、后踝截骨量等，見圖1；（2）手術(shù)操作：仰臥位，腰硬聯(lián)合阻滯麻醉，常規(guī)消毒，自膝關(guān)節(jié)正中做一長約12 cm 縱向切口，經(jīng)髕骨內(nèi)側(cè)緣進(jìn)入，外翻髕骨，膝關(guān)節(jié)屈曲90°，清除交叉韌帶、增生滑膜、半月板，松解膝關(guān)節(jié)外側(cè)軟組織，保證膝關(guān)節(jié)充分暴露，去除脛骨擬合面軟骨，安放脛骨近端3D打印導(dǎo)航板，固定脛骨置釘導(dǎo)板，行脛骨近端截骨，去除股骨擬合面軟骨，安放股骨遠(yuǎn)端3D打印導(dǎo)航板，股骨前髁及股骨遠(yuǎn)端固定，見圖2，卸除置釘導(dǎo)板，保留前髁定位釘，安放遠(yuǎn)端截骨器械、核對截骨量并完成截骨，驗(yàn)證股骨遠(yuǎn)端定位釘孔，安放四合一截骨器械進(jìn)行截骨，脈沖槍反復(fù)沖洗膝關(guān)節(jié)，選取適合型號Sigma?PS150假體并安裝，骨水泥固定，清除多余、固化骨水泥，留置負(fù)壓引流管，閉合切口。

圖1 3D打印模型（1∶1）Fig.1 3D printing model（1∶1）

圖2 置入3D打印模型Fig.2 Place 3D print model

對照組行多半徑假體TKA，體位、麻醉方式、膝關(guān)節(jié)暴露過程同觀察組，利用傳統(tǒng)截骨導(dǎo)板完成截骨操作，脈沖槍反復(fù)沖洗膝關(guān)節(jié)，選取適宜型號Sigma?PS150 假體，安裝并固定。術(shù)后兩組接受抗感染、鎮(zhèn)痛等對癥處理，術(shù)后第2 天給予低分子量肝素鈣（4 100 U/qn）皮下注射，出院后換用利伐沙班10 mg/qd 口服至術(shù)后1 個月。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 手術(shù)情況含術(shù)中失血量、手術(shù)時間、住院時間、隱性失血量、術(shù)后24 h 疼痛程度。采用視覺模擬評分法（VAS）評價疼痛程度，0 分為無痛，10 分為疼痛劇烈。隱性失血量=總失血量?顯性失血量+輸血量，總失血量按照Nadler 方程及Gross方程計算，術(shù)后切口滲血量較少時，術(shù)中出血量相當(dāng)于顯性失血量，滲血過多時采用敷料稱重，估算切口滲血量，計入顯性出血量。

1.3.2 血清檢測（1）分別于術(shù)前和術(shù)后3、7 d 取2 mL 空腹靜脈血，離心取上清液，血清白細(xì)胞介素?1β（IL?1β）、皮質(zhì)醇（Cor）采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測定，肌酸激酶（CK）采用速率法測定；（2）分別于術(shù)前和術(shù)后1、3 個月，取2 mL 空腹靜脈血，離心15 min，分離血清，P 物質(zhì)（SP）、前列腺素E2（PEG2）、β?內(nèi)啡肽（β?EP）采用ELISA 測定。上述試劑購自上海江萊生物科技有限公司，檢測步驟參照試劑盒說明書操作。

1.3.3 關(guān)節(jié)功能分別于術(shù)前和術(shù)后1、3 個月，采用美國紐約特種外科醫(yī)院（HSS）［7］評估膝關(guān)節(jié)功能，總分100 分，分值越高膝關(guān)節(jié)功能越好；并統(tǒng)計膝關(guān)節(jié)活動度、下肢力線角度。下肢力線為股骨機(jī)械軸（股骨頭圓心與股骨髁間窩頂點(diǎn)連線）與脛骨機(jī)械軸夾角（脛骨髁間嵴重點(diǎn)與踝關(guān)節(jié)中心連線），通過坐標(biāo)系統(tǒng)讀出三點(diǎn)坐標(biāo)，輸入下肢力線計算軟件，得出下肢力線角度。

1.3.4 并發(fā)癥含切口滲血、假體周圍感染、下肢深靜脈血栓。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 22.0 處理數(shù)據(jù)，計量資料采取Bartlett 方差齊性檢驗(yàn)與Kolmogorov?Smirnov 正態(tài)性檢驗(yàn)，均確認(rèn)具備方差齊性且近似服從正態(tài)布，以（）表示，行t檢驗(yàn)，手術(shù)創(chuàng)傷指標(biāo)、疼痛介質(zhì)、關(guān)節(jié)功能采用雙因素重復(fù)測量方差分析，計數(shù)資料以例（%）表示，行χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)情況觀察組手術(shù)時間短于對照組，術(shù)中失血量少于對照組，術(shù)后24 h VAS 評分低于對照組（P<0.05），兩組住院時間、隱形失血量比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表2。

表2 比較兩組手術(shù)情況Tab.2 Comparison of operative between the two groups ±s

表2 比較兩組手術(shù)情況Tab.2 Comparison of operative between the two groups ±s

組別觀察組對照組t 值P 值例數(shù)62 61術(shù)中失血量（mL）41.61±4.33 48.52±5.61 7.654<0.001手術(shù)時間（min）54.79±6.67 75.58±5.12 19.368<0.001住院時間（d）14.62±2.42 15.06±1.58 1.192 0.236隱形失血量（mL）847.95±198.87 851.57±221.16 0.096 0.924術(shù)后24 hVAS（分）2.04±0.39 2.98±0.42 12.865<0.001

2.2 手術(shù)創(chuàng)傷指標(biāo)術(shù)前至術(shù)后7 d 兩組血清IL?1β、Cor、CK 水平呈升高趨勢，且觀察組血清IL?1β、Cor、CK 水平低于對照組，兩組血清IL?1β、Cor、CK 水平組間、時間點(diǎn)、組間·時間點(diǎn)比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表3。

表3 比較兩組手術(shù)創(chuàng)傷指標(biāo)Tab.3 Comparison of surgical trauma indexes between the two groups ±s

表3 比較兩組手術(shù)創(chuàng)傷指標(biāo)Tab.3 Comparison of surgical trauma indexes between the two groups ±s

項目IL?1β（μg/L）Cor（ng/mL）CK（U/L）組別觀察組對照組觀察組對照組觀察組對照組例數(shù)62 61 62 61 62 61術(shù)前2.05±0.38 2.11±0.29 F 組間=31.843，P 組間<0.001 F 時間點(diǎn)=44.394，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=35.662，P 組間·時間點(diǎn)<0.001 104.41±15.52 102.88±13.64 F 組間=16.981，P 組間<0.001 F 時間點(diǎn)=18.667，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=17.123，P 組間·時間點(diǎn)<0.001 95.93±10.05 97.12±8.87 F 組間=19.833，P 組間<0.001 F 時間點(diǎn)=42.000，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=25.581，P 組間·時間點(diǎn)<0.001術(shù)后3 d 4.46±0.51 6.78±0.65 144.89±16.67 185.33±19.19 155.35±12.21 189.92±15.56術(shù)后7 d 2.15±0.18 2.20±0.16 105.15±13.38 104.46±14.12 96.62±11.03 96.75±10.89

2.3 疼痛介質(zhì)術(shù)前至術(shù)后3 個月兩組血清β?EP呈升高趨勢，PGE2、SP水平呈降低趨勢，且觀察組血清β?EP 高于對照組，PGE2、SP 水平低于對照組，兩組血清β?EP、PGE2、SP 水平組間、時間點(diǎn)、組間·時間點(diǎn)比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表4。

表4 比較兩組疼痛介質(zhì)Tab.4 Comparison of pain mediators between the two groups ±s

表4 比較兩組疼痛介質(zhì)Tab.4 Comparison of pain mediators between the two groups ±s

項目β?EP（ng/L）PGE2（μg/L）SP（ng/L）組別觀察組對照組觀察組對照組觀察組對照組例數(shù)62 61 62 61 62 61術(shù)前102.23±12.01 103.34±11.58 F 組間=9.692，P 組間<0.05 F 時間點(diǎn)=18.083，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=15.512，P 組間·時間點(diǎn)<0.001 39.50±3.38 40.42±2.96 F 組間=10.512，P 組間<0.001 F 時間點(diǎn)=44.334，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=28.156，P 組間·時間點(diǎn)<0.001 144.12±12.23 142.89±14.56 F 組間=17.501，P 組間<0.001 F 時間點(diǎn)=31.555，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=19.952，P 組間·時間點(diǎn)<0.001術(shù)后1 個月133.46±13.78 115.56±14.12 20.22±4.41 26.63±4.58 90.91±10.18 115.56±12.25術(shù)后3 個月156.38±15.51 153.99±17.68 14.94±3.32 16.03±2.77 75.63±5.58 76.42±4.33

2.4 關(guān)節(jié)功能術(shù)前至術(shù)后3 個月兩組HSS 評分、膝關(guān)節(jié)活動度、下肢力線角度呈升高趨勢，時間點(diǎn)、組間·時間點(diǎn)比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；術(shù)后1、3 個月兩組HSS 評分、膝關(guān)節(jié)活動度、下肢力線角度比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。見表5。

表5 比較兩組關(guān)節(jié)功能Tab.5 Comparison of joint function between the two groups ±s

表5 比較兩組關(guān)節(jié)功能Tab.5 Comparison of joint function between the two groups ±s

項目HSS 評分（分）膝關(guān)節(jié)活動度下肢力線角度組別觀察組對照組觀察組對照組觀察組對照組例數(shù)62 61 62 61 62 61術(shù)前58.84±4.93 59.12±4.02 F 組間=1.411，P 組間>0.05 F 時間點(diǎn)=17.500，P 時間點(diǎn)<0.001 F 組間·時間點(diǎn)=15.632，P 組間·時間點(diǎn)<0.001（90.33±5.08）°（88.96±8.25）°F 組間=0.266，P 組間>0.05 F 時間點(diǎn)=8.402，P 時間點(diǎn)<0.05 F 組間·時間點(diǎn)=8.338，P 組間·時間點(diǎn)<0.05（7.61±0.58）°（7.52±0.67）°F 組間=1.235，P 組間>0.05 F 時間點(diǎn)=36.207，P 時間點(diǎn)<0.05 F 組間·時間點(diǎn)=30.115，P 組間·時間點(diǎn)<0.05術(shù)后1 個月68.15±5.12 67.93±4.98（96.61±5.63）°（96.42±6.27）°（4.42±0.34）°（4.36±0.42）°術(shù)后3 個月70.02±5.35 68.99±6.77（110.03±10.49）°（99.95±12.65）°（2.05±0.21）°（2.11±0.17）°

2.5 并發(fā)癥觀察組并發(fā)癥發(fā)生率低于對照組（P<0.05）。見表6。

表6 比較兩組并發(fā)癥Tab.6 Comparison of complications between 2 groups 例（%）

3 討論

TKA 是目前治療重度KOA 首選方案，目的在于解除膝關(guān)節(jié)疼痛，恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能，提高生活質(zhì)量，但TKA 圍術(shù)期存在失血、滲血現(xiàn)象，不利于手術(shù)效果及預(yù)后［8-9］?，F(xiàn)有研究表明，手術(shù)操作精準(zhǔn)性、適宜假體、軟組織平衡性良好均是減少TKA 圍術(shù)期失血量，獲取理想手術(shù)效果關(guān)鍵環(huán)節(jié)［10］。

近年，3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 治療KOA 成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一，劉奕寧等［11］指出，3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 在減少術(shù)中出血量、縮短手術(shù)時間方面優(yōu)于單純TKA，與本研究結(jié)果相符。推測原因?yàn)?，術(shù)前明確截骨角度及厚度，模擬截骨導(dǎo)板安放位置，可簡化單純TKA 術(shù)中測量、假體型號測試等多項步驟，縮短手術(shù)時間；術(shù)中僅需髓腔外定位，并未開展髓腔內(nèi)操作，可有效避免股骨髓腔內(nèi)血供破壞，減少術(shù)中出血量。但有學(xué)者指出，3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 術(shù)中需徹底清理影響截骨導(dǎo)板精確安放的滑膜，這一操作可能會增加術(shù)中隱性失血量［12］。而單純TKA 安放假體前，利用骨水泥封閉股骨開髓孔，可達(dá)到減少隱性失血量目的。既往研究顯示，多半徑假體TKA 術(shù)后伸膝裝置恢復(fù)過程漫長，且副韌帶緊張度隨屈曲過程半徑變化而改變，可能會增加關(guān)節(jié)不穩(wěn)、行走無力感等并發(fā)癥［13-14］。本研究并未出現(xiàn)上述并發(fā)癥，考慮與假體型號、廠家及術(shù)者經(jīng)驗(yàn)等因素有關(guān)。同時發(fā)現(xiàn)，觀察組并發(fā)癥發(fā)生率及術(shù)后24 h VAS 評分低于對照組，推測原因與3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 可精確置入個體化模型、截骨導(dǎo)板及防止周圍組織損傷、降低并發(fā)癥、緩解疼痛有關(guān)。

KOA 患者經(jīng)歷手術(shù)創(chuàng)傷后出現(xiàn)持續(xù)數(shù)天炎癥應(yīng)激反應(yīng)及肌肉損傷反應(yīng)，若未積極處理，可誘發(fā)多種并發(fā)癥，影響術(shù)后康復(fù)［15］。Cor 是機(jī)體應(yīng)激反應(yīng)較敏感指標(biāo)，有學(xué)者指出，其含量變化與創(chuàng)傷刺激強(qiáng)度、持續(xù)時間呈正相關(guān)［16］。CK 主要分布于腦組織、骨骼肌，任何損傷骨骼肌、心肌因素均會增加血清CK。研究表明，監(jiān)測血清CK 水平可較好反映手術(shù)方案對肌肉組織損傷程度［17］。IL?1β 可參與機(jī)體炎癥修復(fù)，其水平升高與手術(shù)創(chuàng)傷大小、術(shù)中出血量密切相關(guān)［18］。本研究術(shù)后5、7 d 兩組血清IL?1β、Cor、CK 水平均高于術(shù)前，且術(shù)后5 d觀察組各指標(biāo)低于對照組，可見與單純TKA 相比，3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 所致炎癥應(yīng)激及肌肉損傷反應(yīng)較輕，利于機(jī)體恢復(fù)。

為深入了解兩種術(shù)式鎮(zhèn)痛機(jī)制，本研究在VAS 量表基礎(chǔ)上引入疼痛介質(zhì)（β?EP、PGE2、SP），發(fā)現(xiàn)術(shù)后1 個月觀察組血清β?EP 高于對照組，PGE2、SP 水平低于對照組（P< 0.05），SP 屬于神經(jīng)肽，可直接或間接促進(jìn)谷氨酸釋放，實(shí)現(xiàn)痛覺傳遞；PGE2主要見于炎癥發(fā)生初期，可降低炎癥局部區(qū)域疼痛閾值，激活周圍感覺神經(jīng)末梢EP 受體，強(qiáng)化痛感［19］；β?EP 水平降低可刺激交感神經(jīng)節(jié)（LSG），促進(jìn)痛覺信號傳遞，放大疼痛感受［20-21］。3D打印截骨導(dǎo)板輔助TKA 治療可通過下述機(jī)制發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用，一方面與3D打印截骨導(dǎo)板精準(zhǔn)，軟組織剝離更少，術(shù)中出血量更少有關(guān)，另一方面與多半徑TKA 的應(yīng)用可改善臨床癥狀，緩解疼痛有關(guān)。

綜上，3D打印截骨導(dǎo)板在重度KOA 患者多半徑假體TKA 中效果確切，可減少術(shù)中出血量，緩解疼痛，縮短手術(shù)時間，降低并發(fā)癥，且手術(shù)炎癥應(yīng)激影響較小。