磷酸肌酸鈉預(yù)先給藥對全身麻醉下膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)后局部炎癥反應(yīng)的影響

鄔薇薇，吳 巖2，王紅仙，黃 斐，李元海

早期膝關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)骨性關(guān)節(jié)炎常采用單髁置換術(shù)進(jìn)行單間室置換治療，盡可能保留正常組織[1]，雖然手術(shù)創(chuàng)傷小，但由于使用止血帶、手術(shù)出現(xiàn)應(yīng)激反應(yīng)等，影響患者術(shù)后早期康復(fù)。目前研究認(rèn)為[2]，手術(shù)創(chuàng)傷以及止血帶使用引起的缺血再灌注損傷是引起膝關(guān)節(jié)局部炎癥及關(guān)節(jié)腫脹的重要原因。巨噬細(xì)胞的活化在膝關(guān)節(jié)局部炎癥中具有重要作用，手術(shù)創(chuàng)傷和止血帶使用均可能誘導(dǎo)滑膜巨噬細(xì)胞活化，從而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)術(shù)后局部炎癥和腫脹。雖然目前全身麻醉和半程止血帶已經(jīng)在膝關(guān)節(jié)手術(shù)中廣泛使用，并有效地減少了下肢缺血損傷，但是膝關(guān)節(jié)腫脹仍有發(fā)生[3-4]。磷酸肌酸鈉作為一種外源性的能量合劑，具有抗氧化和抗炎作用，對心肌炎和心肌缺血有保護(hù)作用[5]，近年來也被用于下肢缺血再灌注損傷的保護(hù)中[6-7]，但其對術(shù)后局部炎癥反應(yīng)的影響報道較少。2015年12月～2019年5月，本研究將在安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院擬行全身麻醉的30例膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)患者分為兩組，15例預(yù)先給予磷酸肌酸鈉治療，15例按常規(guī)治療，比較兩種方式的療效，探討磷酸肌酸鈉在減少單髁關(guān)節(jié)置換術(shù)后局部炎癥的作用，報道如下。

1 材料與方法

1.1 病例選擇納入標(biāo)準(zhǔn)：① 均符合膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎行單髁置換的診斷標(biāo)準(zhǔn)：a.膝關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)骨性關(guān)節(jié)炎;b.膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻<15°，屈曲畸形<15°；c.交叉韌帶和側(cè)副韌帶功能完整;d.外側(cè)間室完整。② 年齡≥50歲。③ ASA麻醉風(fēng)險分級為Ⅰ、Ⅱ級，且患者均在全身麻醉下行置換術(shù)。④ 經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 有膝關(guān)節(jié)翻修術(shù)史。 ② 膝關(guān)節(jié)雙間室或三間室破壞，無法行單髁置換術(shù)。 ③ 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。④ 有精神疾病或神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾病病史。 ⑤ 膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎K-L分級>Ⅲ級。⑥ 肝、腎功能不全以及有凝血功能障礙。

1.2 病例資料共納入30例，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的K-L分級為Ⅱ、Ⅲ級。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為對照組(常規(guī)治療)和磷酸肌酸鈉組(預(yù)先給予磷酸肌酸鈉治療)，每組15例。對照組：男8例，女7例，年齡50～79歲，體重指數(shù)22.0～26.4(25.2±4.3)kg/m2。磷酸肌酸鈉組：男6例，女9例，年齡54～76歲，體重指數(shù)21.3～25.9(24.1±3.5)kg/m2。兩組術(shù)前一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組均由同一組醫(yī)師完成膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)。選用的假體均為Biomet公司 Oxford Ⅲ單髁膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)。

1.3 麻醉方法30例患者皆行全身麻醉。患者入室后連接多功能監(jiān)護(hù)儀持續(xù)監(jiān)測無創(chuàng)血壓、心率、脈搏氧飽和度、腦電雙頻指數(shù)(BIS)，開放上肢靜脈通路。① 麻醉前給藥：磷酸肌酸鈉組麻醉前30 min 將磷酸肌酸鈉(哈爾濱萊博通藥業(yè)有限公司)溶于100 ml生理鹽水，經(jīng)外周靜脈輸注，直至麻醉開始。對照組同期輸注同等容量生理鹽水。② 麻醉誘導(dǎo): 咪達(dá)唑侖 0.05 mg/kg、舒芬太尼 0.4～0.6 μg/kg、丙泊酚 1.5～2.5 mg/kg、順苯磺酸阿曲庫銨 0.3～0.5 mg/kg。置入IGE喉罩機(jī)械通氣，潮氣量8～10 ml/kg，頻率每分鐘 12～14 次，PETCO2維持4.7～6.0 kPa。③ 麻醉維持：瑞芬太尼 0.05～0.15 μg/(kg·min)+丙泊酚 4.0～8.0 mg/(kg·h)+順苯磺酸阿曲庫銨0.10～0.15 mg/kg間斷靜脈給藥，維持患者處于適當(dāng)?shù)穆樽砩疃龋g(shù)中根據(jù)BIS值(45～55)和患者血流動力學(xué)變化調(diào)整丙泊酚和瑞芬太尼的用量，維持術(shù)中生命體征平穩(wěn)，血壓波動幅度維持在基礎(chǔ)水平的 15%以內(nèi)。手術(shù)結(jié)束時停止輸注丙泊酚及瑞芬太尼，同時靜脈連接鎮(zhèn)痛泵，送至麻醉復(fù)蘇室。患者生命體征平穩(wěn)，睜眼且可按指令抬頭后拔除喉罩，面罩吸氧。

1.4 止血帶使用方法止血帶縛扎于患肢大腿中上 1/3 處，壓力設(shè)置為55 kPa。兩組患者均于手術(shù)截骨前開始使用止血帶，假體安裝后停止使用止血帶。

1.5 手術(shù)方法患者仰臥位。患肢外展30°置于托腿架上，膝關(guān)節(jié)能夠被動屈曲約110°，做膝內(nèi)側(cè)髕旁切口長8～10 cm，按照Oxford Ⅲ單髁膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)操作指南，根據(jù)屈伸平衡原則，依次進(jìn)行脛骨側(cè)、股骨側(cè)截骨，安裝骨水泥假體后取髕上囊滑膜組織，最后沖洗、止血并放置1根引流管(術(shù)后24 h拔除)，縫合切口。

1.6 觀察指標(biāo)與療效評價① 記錄兩組術(shù)中止血帶使用時間、手術(shù)時間、術(shù)后引流量、住院時間，比較術(shù)后各時間點(diǎn)疼痛VAS評分和膝關(guān)節(jié)活動度。② 巨噬細(xì)胞檢測:免疫組織熒光法檢測滑膜組織中活化的巨噬細(xì)胞 (CD68陽性)、極化的M1型巨噬細(xì)胞(CD86陽性)和極化的M2 型巨噬細(xì)胞(CD206陽性)表達(dá)的細(xì)胞數(shù)及CD206/CD86陽性細(xì)胞數(shù)比值。術(shù)中切取髕上囊滑膜組織，石蠟切片脫蠟至水后微波修復(fù)抗原，經(jīng)3% H2O2處理和血清封閉后，滴加一抗CD68抗體(1 ∶100，Abcam公司)、CD86 抗體(1 ∶100，Abcam公司)和CD206抗體(1 ∶150，Abcam公司)，4℃過夜，滴加熒光標(biāo)記二抗，避光37℃孵育1 h后滴加4,6-二脒基-2-苯基吲哚染細(xì)胞核，每張切片取3個不重疊視野，熒光顯微鏡下觀察并記錄每100個總細(xì)胞中的陽性細(xì)胞數(shù)；計(jì)算同一標(biāo)本來源切片CD206/CD86陽性細(xì)胞數(shù)的比值。③ 炎癥因子檢測：用 ELISA 法檢測術(shù)前及術(shù)后引流液中白細(xì)胞介素(IL)-6 、IL-8和腫瘤壞死因子(TNF)-α濃度。術(shù)前30 min抽取關(guān)節(jié)液2 ml，并于術(shù)后 8、12、24、48 h 采集膝關(guān)節(jié)引流管內(nèi)引流液 2 ml，肝素抗凝，2 000 r/min 離心 10 min后取上清液 -80 ℃凍存。3種試劑盒(IL-6、IL-8、TNF-α)均由上海軟拓生科技有限公司提供。

2 結(jié)果

2.1 兩種手術(shù)情況比較見表1。止血帶使用時間和手術(shù)時間兩組比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后引流量和住院時間磷酸肌酸鈉組顯著少(短)于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩組患者術(shù)中各項(xiàng)生命體征平穩(wěn)且麻醉深度基本一致。

項(xiàng) 目磷酸肌酸鈉組對照組t值P值止血帶使用時間(min)40～67(53.4±10.1)42～68(57.0±9.9)1.00.30手術(shù)時間(min)80～93(85.1±6.3)78～92(88.0±7.6) -1.20.30術(shù)后引流量(ml)60～78(70.0±9.7)80～105(92.0±10.3)6.2<0.01住院時間(d)4～6(5.4±0.6)6～9(7.0±0.7)6.3<0.01

2.2 兩組滑膜組織巨噬細(xì)胞計(jì)數(shù)比較見表2。滑膜組織中CD68、CD86、CD206陽性細(xì)胞數(shù)磷酸肌酸鈉組低于對照組，CD206/CD86陽性細(xì)胞數(shù)比值磷酸肌酸鈉組高于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，表明活化的巨噬細(xì)胞以向 M2型巨噬細(xì)胞極化為主。

表2 兩組膝關(guān)節(jié)滑膜組織巨噬細(xì)胞計(jì)數(shù)比較

2.3 兩組炎癥因子比較見表3。IL-6、IL-8、TNF-α 水平兩組術(shù)前比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，IL-6、IL-8和TNF-α水平兩組術(shù)后8、12、24、48 h均高于術(shù)前(P<0.05)，術(shù)后各時間點(diǎn)炎癥因子水平磷酸肌酸鈉組均低于對照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.05)。

2.4 兩組VAS評分和膝關(guān)節(jié)活動度比較見表4。術(shù)后1、3、5 d VAS評分磷酸肌酸鈉組均低于對照組(P<0.05)。術(shù)后1、2、3、5 d患肢膝關(guān)節(jié)活動度磷酸肌酸鈉組均大于對照組(P<0.05)。

3 討論

3.1 巨噬細(xì)胞與膝關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)后，由于局部組織損傷和使用止血帶引起的缺血再灌注損傷可以導(dǎo)致各種炎癥介質(zhì)的釋放引起滑膜炎，從而導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)術(shù)后疼痛和腫脹。因此抑制手術(shù)局部組織炎癥反應(yīng)有助于術(shù)后鎮(zhèn)痛，促進(jìn)患者快速康復(fù)。膝關(guān)節(jié)的滑膜組織中存在大量的滑膜巨噬細(xì)胞[8]，巨噬細(xì)胞在不同環(huán)境刺激下分化為經(jīng)典活化巨噬細(xì)胞 (CAMs或M1型) 和選擇性活化巨噬細(xì)胞(AAMs或M2型) 兩大極化類型，兩者功能截然不同甚至相互抑制，M1型 (CD86陽性)巨噬細(xì)胞通過分泌TNF-α、IL-1b、IL-8、IL-17和花生四烯酸途徑產(chǎn)物等介導(dǎo)膝關(guān)節(jié)滑膜炎癥，加重關(guān)節(jié)腫脹及炎癥反應(yīng)[9]；M2型(CD206陽性)巨噬細(xì)胞則以分泌抗炎因子(如IL-10)為主[10]。M1 型巨噬細(xì)胞和 M2型巨噬細(xì)胞的比例與膝關(guān)節(jié)炎癥的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，因此促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞向M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化可能是緩解膝關(guān)節(jié)術(shù)后炎癥的一個新策略[11]。本研究中，兩組患者術(shù)中各項(xiàng)生命體征平穩(wěn)且麻醉深度基本一致，兩組止血帶使用時間和手術(shù)時間比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，術(shù)后保證有效鎮(zhèn)痛并接受一致的術(shù)后管理，能夠較準(zhǔn)確地評價磷酸肌酸鈉預(yù)先給藥對全身麻醉下膝關(guān)節(jié)單髁置換術(shù)后應(yīng)激和局部炎癥反應(yīng)的影響，結(jié)果表明，磷酸肌酸鈉組手術(shù)側(cè)滑膜組織中CD68陽性細(xì)胞數(shù)減少，CD206/CD86陽性細(xì)胞數(shù)的比值升高，活化的巨噬細(xì)胞以向M2型巨噬細(xì)胞極化為主。

表3 兩組術(shù)前及術(shù)后不同時間點(diǎn)炎癥因子比較

表4 兩組術(shù)前及術(shù)后不同時間點(diǎn)VAS評分和膝關(guān)節(jié)活動度的比較

3.2 磷酸肌酸鈉預(yù)先給藥可減輕膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后炎癥反應(yīng)在下肢缺血再灌注損傷中，TNF-α、IL-6和IL-8都發(fā)揮著重要作用。TNF-α最早出現(xiàn)，它可以損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，增加血管的通透性，導(dǎo)致局部水腫，并可以誘發(fā)其他炎癥因子的釋放。IL-6是機(jī)體炎性反應(yīng)中重要的促炎性細(xì)胞因子，既表示機(jī)體應(yīng)激啟動，又表示炎性反應(yīng)存在狀態(tài)，在急性炎癥中發(fā)揮著重要的作用。IL-8也是炎癥細(xì)胞分化的主要調(diào)節(jié)因子，可以誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞釋放各種炎癥介質(zhì)，破壞細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，促進(jìn)炎癥反應(yīng)。本研究發(fā)現(xiàn)，與術(shù)前比較，術(shù)后8、12、24、48 h的TNF-α、IL-6和IL-8的水平均顯著升高，且術(shù)后各時間點(diǎn)TNF-α、IL-6和IL-8水平磷酸肌酸鈉組均低于對照組，提示術(shù)前使用磷酸肌酸鈉可以降低膝關(guān)節(jié)局部TNF-α、IL-6和IL-8的釋放，緩解炎癥反應(yīng)，減少術(shù)后引流量。全身麻醉術(shù)后局部組織炎癥反應(yīng)，可導(dǎo)致痛覺傳導(dǎo)通路的脊髓、腦神經(jīng)元興奮性持久升高，誘發(fā)痛覺過敏，參與了術(shù)后疼痛的形成與維持[12]。本研究中，術(shù)后1、3、5 d VAS評分磷酸肌酸鈉組低于對照組，隨著疼痛的減輕，患者可早期功能鍛煉，相應(yīng)的膝關(guān)節(jié)活動度也得到明顯改善。

3.3 磷酸肌酸鈉的臨床應(yīng)用磷酸肌酸鈉是一種外源性的能量合劑，具有抗氧化、減少氧自由基及改善微循環(huán)等作用，它可以有效緩解組織缺血引起的損傷，對缺血-再灌注組織起到補(bǔ)充能量作用，減少局部乳酸的形成和阻止細(xì)胞膜內(nèi)酶活性的改變[13]。臨床上，磷酸肌酸鈉已經(jīng)廣泛用于對心臟的保護(hù)，而其在骨科手術(shù)中的應(yīng)用較少，目前僅應(yīng)用于手術(shù)時間短、創(chuàng)傷較小的膝關(guān)節(jié)鏡和下肢骨折手術(shù)。谷雷 等[7]發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)鏡手術(shù)中磷酸肌酸鈉預(yù)先給藥，可以降低血清中 IL-1、IL-6、乳酸脫氫酶和丙二醛，減輕下肢缺血再灌注損傷。雷震 等[14]認(rèn)為，磷酸肌酸鈉能減輕組織自由基損傷，降低交感神經(jīng)興奮性，從而可降低骨科全身麻醉手術(shù)中使用止血帶的血流動力學(xué)異常發(fā)生率，同時具有減輕使用止血帶后乳酸堆積的作用。吳靜 等[15]發(fā)現(xiàn)，對于膝關(guān)節(jié)置換的老年患者，使用磷酸肌酸鈉還可以減少骨水泥植入綜合征的發(fā)生。本研究結(jié)果表明，磷酸肌酸鈉預(yù)先給藥可減少全身麻醉下單髁置換術(shù)患者滑膜組織中的巨噬細(xì)胞數(shù)量，并促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2型轉(zhuǎn)化，這將有效地減少局部炎癥介質(zhì)的釋放，緩解膝關(guān)節(jié)術(shù)后疼痛和腫脹，促進(jìn)患者早日康復(fù)。