探秘单髁膝关节置换术：胫骨垂直截骨误差的影响与改良策略
【字体：
大
中
小
】
时间：2025年05月10日
来源：BMC Musculoskeletal Disorders 2.2
编辑推荐：
单髁膝关节置换术（UKA）用于治疗膝关节内侧间室退变，但术后存在假体周围骨折等并发症。研究人员开展 “胫骨垂直截骨误差对 UKA 术后近端胫骨生物力学影响及截骨面改良” 的研究，发现截骨误差超 5mm 时骨折风险剧增，改良设计可降风险，为临床提供参考。
在骨科领域，膝关节疾病困扰着众多患者，单髁膝关节置换术（UKA）作为治疗膝关节内侧间室退变的常用手段，有着不错的临床效果，让不少患者重新找回了活动自如的生活。然而，术后假体周围骨折和持续的近端胫骨疼痛却成了 “拦路虎”。这些并发症不仅给患者带来了额外的痛苦，也让医生们在治疗时面临诸多挑战。据了解，每年接受 UKA 手术的患者数量不断增加，与此同时，骨质疏松患者增多、患者术后活动量增加等因素，使得面临骨折风险和膝关节疼痛的患者越来越多。在手术操作中，胫骨垂直截骨误差是一个不可忽视的问题，由于缺乏精准辅助工具，全凭医生手工操作，截骨误差时常出现。但目前对于不同程度垂直截骨误差对胫骨的生物力学影响，还没有明确的研究结论。为了解开这些谜团，来自梧州红十字医院等机构的研究人员展开了深入研究 。
这项研究成果发表在《BMC Musculoskeletal Disorders》上，为该领域带来了新的曙光。研究人员采用了多种关键技术方法：首先，通过对一名 26 岁健康男性志愿者的膝关节进行 CT 和 MRI 扫描，获取数据后构建出胫骨的 3D 模型；接着，依据标准手术流程，选择合适的胫骨假体进行 3D 建模，建立起胫骨和假体的有限元模型，并为各结构赋予相应的材料属性；然后，设置不同的垂直截骨误差（1mm、3mm、5mm、7mm 和 9mm）建立截骨模型，同时设计了倒角和倒圆两种表面修饰模型；最后，运用有限元分析（FEA）模拟膝关节受力，计算骨折风险（ROF）指数并进行统计分析 。
研究结果主要从以下几方面展开：
有限元模型验证：通过与经典研究对比，发现构建的模型在高风险骨折区域、最大 ROF 值和松质骨应力等方面与以往研究相近，证明了模型的有效性和适用性 。
不同区域等效应力变化：研究不同垂直截骨误差模型时发现，在感兴趣区域（ROI）4 中，等效应力随截骨误差增大而增加，5 - 7mm 时增幅显著；而在不同倒角和倒圆设计模型中，ROI 4 常见骨折区域的等效应力随修饰尺寸增大而减小 。
ROI 中最大主应变与弹性极限应变比：重点研究 ROI 4 的 ROF 值，发现垂直截骨误差模型中，ROF 值在截骨部位最高并向胫骨远端分布；倒角和倒圆设计模型的 ROF 值则随修饰尺寸增大而减小 。
研究结论表明，胫骨垂直截骨误差是 UKA 术后假体周围骨折和疼痛的重要风险因素，截骨误差越大，骨折风险和骨退变进程越快，当误差超过 5mm 时，骨折风险明显增加。而研究中提出的表面修饰设计能够有效减轻截骨误差对胫骨的负面生物力学影响，降低术后并发症风险 。不过，该研究也存在一定的局限性，如未考虑骨质疏松对手术结果的影响、模型代表性有限、未涉及患者活动水平等因素，且缺乏临床验证。但总体而言，这项研究为后续进一步探究影响 UKA 手术效果的因素奠定了基础，未来研究可朝着综合考虑更多因素、结合临床数据验证等方向展开，有望为 UKA 手术的优化提供更全面的理论支持和实践指导，让更多患者受益 。
相关新闻