雙側全膝關節置換術對膝關節骨關節炎患者膝關節功能及TGF-β1表達的影響

曹武臣

【摘要】 目的：探討雙側全膝關節置換術治療膝關節骨關節炎的臨床效果。方法：選取2020年1月-2021年12月在大冶市人民醫院治療的膝關節骨關節炎患者110例，根據治療方案分為A組（n=60）和B組（n=50），其中A組給予同期雙側全膝關節置換術，B組給予分期雙側全膝關節置換術，觀察兩組手術時間等指標，檢測膝關節液轉化生長因子-β1（TGF-β1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。結果：A組手術時間和住院時間分別為（210.02±43.30）min和（18.28±5.21）d，均明顯短于B組（P<0.05）；A組術后引流量為（410.20±43.30）mL，明顯多于B組（P<0.05）。術后1個月，A組TGF-β1為（15.50±2.00）pg/mL，明顯高于B組（P<0.05），而TNF-α為（48.93±12.21）pg/mL，明顯低于B組（P<0.05）。術后6個月，A組HSS評分和膝關節活動度分別為（92.20±5.53）分和（113.40±23.02）°，均明顯高于B組（P<0.05），而WOMAC評分為（23.30±9.82）分，明顯低于B組（P<0.05）。術后6個月，A組ADL評分為（82.11±10.34）分，明顯高于B組（P<0.05）。結論：應用雙側全膝關節置換術治療膝關節骨關節炎有較好的效果，可改善關節液TGF-β1、TNF-α水平，其中同期雙側全膝關節置換手術較好。

【關鍵詞】 全膝關節置換術 膝關節骨關節炎 轉化生長因子-β1 腫瘤壞死因子-α

[Abstract] Objective： To investigate the clinical effect of bilateral total knee arthroplasty in the treatment of knee osteoarthritis. Method： A total of 110 patients with severe knee osteoarthritis treated in Daye People's Hospital from January 2020 to December 2021 were selected and divided into group A （n=60） and group B （n=50） according to the treatment plan. Group A was given simultaneous bilateral total knee arthroplasty， and group B was given staged bilateral total knee arthroplasty. The operation time and other indicators of the two groups were observed， and the knee joint fluid transforming growth factor-β1 （TGF-β1） and tumor necrosis factor-α （TNF-α） were detected. Result： The operation time and hospitalization time of group A were （210.02±43.30） min and （18.28±5.21） d， which were significantly shorter than those in group B （P<0.05）; the postoperative drainage volume of group A was （410.20±43.30） mL， which was significantly higher than that of group B （P<0.05）. One month after operation， TGF-β1 in group A was （15.50±2.00） pg/mL， which was significantly higher than that in group B （P<0.05）， while TNF-α was （48.93±12.21） pg/mL， which was significantly lower than that in group B （P<0.05）. Six months after operation， the scores of HSS and knee joint mobility in group A were （92.20±5.53） scores and （113.40±23.02）°， respectively， which were significantly higher than those in group B （P<0.05）， while WOMAC score was （23.30±9.82） scores， which was significantly lower than that in group B （P<0.05）. Six months after operation， the ADL score of group A was （82.11±10.34） scores， which was significantly higher than that of group B （P<0.05）. Conclusion： The application of bilateral total knee arthroplasty has a good effect on the treatment of knee osteoarthritis， can improve the levels of joint fluid TGF-β1 and TNF-α， and the simultaneous bilateral total knee arthroplasty is better.

[Key words] Bilateral total knee arthroplasty Knee osteoarthritis Transforming growth factor-β1 Tumor necrosis factor-α

First-author's address： Daye People's Hospital， Hubei Province， Daye 435100， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.13.008

膝關節骨關節炎（knee osteoarthritis，OA）多發于中老年人群，屬于多發慢性進行性骨關節疾病，繼發骨質疏松及膝關節軟骨退行性病變是誘發膝關節骨關節炎的病理基礎，主要表現為疼痛、關節腫脹及功能障礙[1]。治療膝關節骨關節炎的有效方法是雙側人工全膝關節置換，可促進患者恢復膝關節功能和緩解患者疼痛癥狀。

先前臨床針對膝關節骨關節炎主要采用分期雙側全膝關節置換術，國內外相關學者提出同期雙側全膝關節置換術理念[2-3]，但也有文獻提示同期雙側全膝關節置換術比分期雙側全膝關節置換術具有操作難度大和出血量多等問題[4]，具體效果的資料較少。故而，為分析探索臨床膝關節骨關節炎的治療提供新的路徑，本研究針對膝關節骨關節炎的治療方式進行了對比探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2020年1月-2021年12月在大冶市人民醫院治療的重度膝關節骨關節炎患者110例。納入標準：（1）符合骨關節炎的診斷標準[5]；（2）符合Kellgren-Lawrence分級中的Ⅲ、Ⅳ級；（3）資料完整。排除標準：（1）伴有膝關節畸形、繼發性膝骨關節炎；（2）有重要臟器疾病等嚴重疾病；（3）有認知障礙。根據治療方案將患者分為A組（n=60）和B組（n=50）。本次研究獲得醫院醫學倫理委員會批準，患者知情同意。

1.2 方法 A組給予同期雙側全膝關節置換手術：取仰臥位行硬膜外麻醉，腹股溝處應用止血帶，再用碘酒與酒精常規消毒，鋪無菌巾，于膝關節正中處做切口，切口長度范圍在10～15 cm，沿髕骨內側分離支持韌帶和關節囊，使關節暴露。髕骨外側翻開，切除骨贅、增生滑膜、軟骨墊。股骨關節面在髓內定位系統定位后切除傾斜截骨面，角度為5°，仔細觀察髕骨，評估下肢力線和伸屈膝間隙是否平衡，放置假體試用模型，挑選合適墊片后二次評估，測試髕骨運動軌跡后，取出試用模型，清理膝關節周圍雜質，放置假體后骨水泥固定，縫合切口，術后創口負壓引流。B組給予分期雙側全膝關節置換手術：一側膝關節術后4周進行另一側膝關節手術，手術方法同A組。兩組術后1年隨訪，指導止痛、消炎和抗凝藥物使用，觀察患肢引流和血液循環情況。

1.3 觀察指標及評價標準 （1）比較兩組手術時間、術中出血量、術后引流量、住院時間。（2）比較兩組膝關節液轉化生長因子-β1（TGF-β1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）。在術前與術后1個月進行膝關節腔穿刺，抽取關節液2 mL檢驗，酶聯免疫法測膝關節液TGF-β1、TNF-α水平，酶標儀（上海閃譜生物科技有限公司），相關試劑盒購于上海閃譜生物科技有限公司。（3）比較兩組術前與術后6個月膝關節功能。①美國特種外科醫院（HSS）膝關節評分，總分100分，分數越高膝關節功能越好，內容包括人工膝穩定、患肢肌力、屈曲畸形、活動范圍、實際功能及疼痛程度。②麥克馬斯特大學（WOMAC）骨關節炎指數，分數越低，膝關節功能越好。③膝關節活動度。（4）比較兩組術前和術后6個月生活能力。采用日常生活活動（ADL）量表，該量表對患者穿衣、上下樓梯等項目進行評估，總分100分，分數越高，說明患者生活能力越高[6-8]。

1.4 統計學處理 數據分析采用SPSS 22.0，HSS評分、WOMAC評分、ADL評分等資料采用（x±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對t檢驗；性別、Kellgren-Lawrence分級等資料，采用率（%）表示，字2檢驗分析組間數據的差異。檢驗水準：α=0.05，以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較 兩組一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性，見表1。

2.2 兩組手術情況比較 A組手術時間和住院時間均明顯短于B組（P<0.05）；A組術中引流量多于B組（P<0.05），兩組術中出血量比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表2。

2.3 兩組手術前后關節液TGF-β1、TNF-α比較 術前，兩組關節液TGF-β1、TNF-α比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。與術前比較，術后1個月兩組TGF-β1均升高，而TNF-α均降低（P<0.05）；術后1個月，A組TGF-β1明顯高于B組，而TNF-α明顯低于B組（P<0.05）。見表3。

2.4 兩組手術前后HSS、WOMAC評分及膝關節活動度比較 術前，兩組HSS、WOMAC評分及膝關節活動度比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。術后6個月，兩組HSS評分和膝關節活動度均較術前升高，WOMAC評分均較術前降低（P<0.05）；術后6個月，A組HSS評分和膝關節活動度均明顯高于B組，而WOMAC評分明顯低于B組（P<0.05）。見表4。

2.5 兩組手術前后ADL評分比較 術前，兩組ADL評分比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。與術前比較，術后6個月兩組ADL評分均升高（P<0.05）；術后6個月，A組ADL評分明顯高于B組（P<0.05）。見表5。

2.6 兩組并發癥比較 A組發生傷口延遲愈合1例，小腿肌間靜脈血栓2例，并發癥發生率為5.00%（3/60）；B組發生傷口延遲愈合2例，小腿肌間靜脈血栓1例，傷口脂肪液化1例，并發癥發生率為8.00%（4/50）。兩組并發癥發生率比較，差異無統計學意義（字2=0.062，P=0.803）。

3 討論

膝關節置換術通過修正膝關節并置入人工關節，促進膝關節功能恢復，緩解疼痛，已成為臨床膝關節骨關節炎的主要治療方法，能夠有效解決膝關節骨關節炎引起的生活質量下降[9-10]。

雙側發病是膝關節骨關節炎的主要特點，臨床上關于分期或同期進行膝關節置換存在爭議，而雙側全膝關節置換手術是臨床最有效方法之一，但有研究表明同期雙側全膝關節置換術后會出現感染、血栓等并發癥[10-12]，但也有文獻提示同期雙側全膝關節同期置換具有術后恢復快、手術技術成熟、麻醉次數少等優勢，不僅可降低術后疼痛，還能快速恢復膝關節功能[13-15]。本研究表明A組手術、住院時間均明顯短于B組，但術中引流量較B組增多（P<0.05）。同期雙側全膝關節置換手術由于兩側膝關節能夠同一時間置管，臨床上有助于縮短兩次單側手術的住院時間和手術時間，此外該術式次數少可減少患者痛苦、降低醫療成本，術后及時功能鍛煉，可加速關節康復。

滑膜炎癥是膝關節骨關節炎的主要表型之一，TNF-α屬于重要炎癥介質，而炎癥反應與滑膜炎具有相關性，TNF-α可激活堿性纖維細胞生長因子與血管內皮生長因子，促進基質金屬蛋白酶釋放并減少骨關節蛋白多糖和膠原合成[16]。TGF-β1可使滑膜細胞分化為軟骨細胞，可增強細胞外基質積累和修復軟骨的作用[17-18]。本研究結果顯示，術后1個月A組TGF-β1顯著高于B組，而TNF-α明顯低于B組（P<0.05）；進一步研究發現，術后6個月A組HSS評分和膝關節活動度均顯著高于B組，而WOMAC評分顯著降低（P<0.05）。患肢存在不同程度的屈曲、萎縮、功能位改變、內外翻等現象，分期雙側全膝關節置換術不可同時對患肢進行調整，使膝關節功能恢復緩慢，而同期手術可解決雙側膝關節存在的問題，縮短手術時間提高治療效率，而術后盡早的功能鍛煉也可加快膝關節功能恢復[19-20]。

兩組手術前后ADL量表評分比較，術后6個月A組ADL評分較B組顯著升高（P<0.05），同期手術能夠提高患者自理能力；A組并發癥發生率5.00%低于B組并發癥發生率8.00%（P<0.05）。分期手術患者單側膝關節置換術后常出現膝關節屈曲攣縮、內外翻等并發癥，不利于已進行手術側的恢復，而同期手術患者由于雙側膝關節功能均同時恢復，雙膝互不影響，有利于膝關節功能的恢復和降低疼痛感，以提高患者自理能力、減少并發癥發生率。

綜上所述，同期雙側全膝關節置換手術優于分期，但對于雙側膝骨性關節炎患者需要在完善檢查的基礎上分析分期和同期手術的利弊，提高患者的獲益。

參考文獻

[1]孫銀鐵，郭開今，蔡紅星.NOD2、NLRP3在石膏關節制動法建立兔膝骨性關節炎模型關節軟骨中的表達[J].中國組織工程研究，2018，22（8）：1211-1216.

[2] ZHU X，JIANG L，LU Y，et al.Association of aspartic acid repeat polymorphism in the asporin gene with osteoarthritis of knee，hip，and hand[J/OL].Medicine （Baltimore），2018，97（12）：e0200.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29561445/.

[3]付立功，鄧玖征，蔡谞，等.滑膜切除對同期雙側全膝關節置換術后失血及功能恢復的影響[J].中國運動醫學雜志，2019，38（4）：271-275.

[4]趙志宏，王銳，國宇，等.膝關節骨關節炎患病率及與骨質疏松癥相關性研究[J].中華骨科雜志，2019，39（14）：870-875.

[5] GOEL R，FLEISCHMAN A N，TAN T，et al.Venous thromboembolic prophylaxis after simultaneous bilateral total knee arthroplasty[J].Bone & Joint Journal，2018，100-B（1 Supple A）：68-75.

[6]尹正錄，孟兆祥，王繼兵，等.關節內注射富血小板血漿或玻璃酸鈉聯合等速肌力訓練對膝骨性關節炎的影響[J].中華物理醫學與康復雜志，2019，41（10）：764-768.

[7] TSUKADA S，KUROSAKA K，NISHINO M，et al.Intra-articular tranexamic acid as an adjunct to intravenous tranexamic acid for simultaneous bilateral total knee arthroplasty：a randomized double-blind，placebo-controlled trial[J].BMC Musculoskeletal Disorders，2019，20（1）：464.

[8] LIU L，LIU H，ZHANG H，et al.Bilateral total knee arthroplasty：Simultaneous or staged？A systematic review and meta-analysis[J/OL].Medicine，2019，98（22）：e15931.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31145362/.

[9]周淑平，王鄭鋼，向亮，等.阿利吉侖對大鼠膝骨關節炎血清及軟骨炎性因子的影響[J].中國矯形外科雜志，2019，27（17）：1600-1604.

[10] SATTLER L，HING W，VERTULLO C.Changes to rehabilitation after total knee replacement[J].Aust J Gen Pract，2020，49（9）：587-591.

[11] COLE B，MCGRATH B，SALOTTOLO K，et al.LMWF-5A for the treatment of severe osteoarthritis of the knee：integrated analysis of safety and efficacy[J/OL].Orthopedics，2018，41（1）：e77-e83.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29156068/.

[12] TORSTENSEN T A，GROOTEN W J A，STERS H，et al.How does exercise dose affect patients with long-term osteoarthritis of the knee？A study protocol of a randomised controlled trial in Sweden and Norway：the SWENOR Study[J/OL].BMJ Open，2018，8（5）：e018471.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29730615/.

[13] JIANG C，ZHAO Y，FENG B，et al.Simultaneous bilateral total knee arthroplasty in patients with end-stage hemophilic arthropathy：a mean follow-up of 6 years[J].Scientific Reports，2018，8（1）：1608.

[14] CHARLESWORTH J，FITZPATRICK J，PERERA N K P，et al.Osteoarthritis-a systematic review of long-term safety implications for osteoarthritis of the knee[J].BMC Musculoskeletal Disorders，2019，20（1）：151

[15]張鵬輝，劉朋，李惠洲，等.經皮穴位電刺激對全膝關節置換術后老年患者自控靜脈鎮痛效果的影響[J].臨床麻醉學雜志，2019，35（3）：243-246.

[16] WU Z，YANG J，LIU J，et al.The relationship between magnesium and osteoarthritis of knee：A MOOSE guided systematic review and meta-analysis[J/OL].Medicine （Baltimore），2019，98（45）：e17774.https：//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31702629/.

[17]李晶晶，馬衛蘭，鄧立琴，等.全膝關節置換術老年患者術后認知功能障礙的危險因素[J].中華麻醉學雜志，2019，39（2）：158-161.

[18]黎陽，劉金鳳，李春蓮，等.全膝關節置換術老年患者圍術期鎮痛管理的優化方案[J].中華麻醉學雜志，2019，39（12）：1456-1460.

[19]熊冰朗，林天燁，楊鵬，等.同期或分期雙側全髖關節置換臨床療效及圍手術期安全性綜合比較Meta分析[J].海南醫學院學報，2022，28（17）：1327-1334，1342.

[20]趙中溢，李勇陣，陳峰，等.同期雙側全膝關節置換和單髁置換治療創傷性關節炎的比較[J].中國組織工程研究，2021，25（6）：854-859.

（收稿日期：2023-01-15） （本文編輯：田婧）