指間關節假體臨床應用的研究進展

李璐希，吳祥奎，王達利，孫廣峰

（1.遵義醫科大學附屬第二醫院 燒傷整形外科，貴州 遵義 563006；2.遵義醫科大學附屬醫院燒傷整形外科，貴州 遵義 563099；3.遵義醫科大學，貴州 遵義 563006）

手部關節的完整性及穩定性是發揮正常功能的必備條件，手指近側指間（PIP）關節是手指發揮功能的關鍵。對于PIP關節損傷或病變引起的關節僵硬、疼痛進行保守治療效果不理想者，可嚴重影響手功能。隨著顯微外科技術的發展，跖趾關節游離移植術可以再造PIP關節，最大限度地恢復PIP關節功能，切取后對下肢行走無明顯影響，但對術者的顯微技術要求較高，且有創傷大、不適合多個關節游離移植等弊端[1]。帶血管蒂的足趾關節移植已經開展了50多年，但其效果不能與人工關節置換術相比，受限的活動范圍仍然是重建關節的主要問題[2]。近年來人工關節設計不斷改進，新材料不斷被研發并應用，關節置換術逐漸被引入手外科領域，而人工假體置換可以避免以上弊端，使手部關節僵硬畸形患者恢復良好的關節功能[3]。由于指間關節假體的研發及臨床應用處于發展階段，選擇何種指間關節假體仍存在一些分歧?，F從指間關節的解剖學研究、指間關節假體的臨床應用兩方面做一綜述。

1 PIP關節的解剖學研究

手指的PIP關節是雙髁狀關節，近節指骨頭關節面雙側髁、中間凹，中節指骨底凸出的脊，關節掌側有掌板，側方有側副韌帶、副側副韌帶，背側還有關節囊以及指伸肌腱加強，關節穩定性較強。為了研究置入假體是否可行，有作者進行了詳細的PIP關節的解剖學研究。Ries等[4]研究了尸體手指近節指骨的遠端干骺端髓內管(峽部)和中節指骨基部的解剖結構。在多達30%的指骨中，峽部小于最小的近端假體的柄（Pyrocarbon），假體的置入和成功很大程度上依賴于骨形態大小。在指間關節假體置換手術時，建議對峽部進行X線檢查評估，如果峽部明顯小于最小的近端假體，置入假體是不可取的，存在假體后期塌陷和置入失敗的潛在風險，應避免假體和PIP關節之間的不匹配。為了改良設計PIP關節假體，Ash等[5]對83個PIP關節進行了解剖學研究，獲得詳細的PIP關節數據信息。設計新型的表面移植指間關節假體，軸承表面的設計盡可能接近近側指間關節的解剖結構，假體的活動是通過半圓形橫截面柄和指骨軸之間的運動實現的，其磨損率與超高分子量聚乙烯相當。

2 指間關節假體的臨床應用進展

指間關節假體置換應用于各種原因導致的PIP關節炎及關節僵硬畸形。雖然手部小關節假體置換臨床應用已60余年，但手部小關節置換術后療效仍不及負重的大關節置換術，這與手指負重勞動、手部屈伸頻率較高，置換后需承受較大擠壓力、剪切力、牽引力等有關。目前臨床應用的指間關節假體主要有三類：限制型指間關節假體、半限制型指間關節假體、非限制型指間關節假體。

2.1 限制型指間關節假體

Sokolow[6]回顧分析了28例PIP關節鉸鏈式假體的臨床應用，兩顆鈦覆蓋螺釘插入近端和中節的骨髓腔內鉸鏈式指間關節假體，連接鉸鏈允許移動從0°～100°。24例獲得3.9年隨訪，指間關節平均活動度提升了19°，效果比較滿意，3例進行了翻修，1例發生鉸鏈斷裂。Robert Mathys(RM)是一種用于掌指（MP）關節和PIP關節的鉸接型關節置換假體，可彌補韌帶不穩定。Rijnja等[7]回顧性分析17例19個PIP關節的RM手指成形術患者，平均隨訪36個月，所有手指的關節穩定性均得到恢復。對PIP關節進行RM手指置換可恢復關節的穩定性，改善關節活動度，且明顯緩解關節疼痛，其中一個關節并發尺側偏移15°，五根手指有“鵝頸”畸形，一根手指有伸展滯后和“鈕孔”畸形，其并發癥發生率較高是其弊端。Tacys R假體是一種新的解剖滑動關節和模塊化假體，用于PIP關節。Athlani等[8]對22例平均年齡63歲的指間關節炎患者進行了Tacys R假體置換，指征為PIP關節疼痛和僵硬，術后平均隨訪34個月，沒有假體移位或松動的跡象。假體的模塊化似乎是這種置入物的最大優勢，Tacys R假體是其他傳統PIP關節假體的可靠替代品。隨后Griffart A等[9]對Tactys R假體在示指PIP關節或其他手指彎斜＞5°關節上的臨床應用結果進行了客觀和主觀的評價，得出：滑動固定的Tacys R假體能夠恢復韌帶平衡，并最佳地平衡關節周圍結構。關節活動范圍的改善和手指彎斜的矯正得到了維持，對于示指和手指彎斜＞5°的患者，采用Tactys R假體進行近側PIP全指間關節置換術不再是禁忌[9]。

2.2 半限制型指間關節假體

具有代表性的假體為Swanson硅膠（Wright公司，美國）半限制型假體。Swanson硅膠假體是用具有彈性的硅膠作為間隔墊，以保持關節軸部空間，假體需要指間關節具有完整的關節囊、關節側副韌帶及肌腱系統來維持關節的穩定性，假體的柄未牢固固定于髓腔內，允許在髓腔內隨著關節伸屈而發生輕度的滑動，有效分散了應力，避免了假體軸部集中受力，降低了繼發性骨折的發生率，有利于假體關節達到合適的伸屈軸線。Swanson[10]對148例患者采用Swanson硅膠假體行PIP關節置換術，術后指間關節平均活動度增加了35°。在一項424例Swanson硅膠假體PIP關節置換術的研究中，發現指間關節平均活動度僅增加10°，但疼痛緩解較明顯[11]。后來Ashworth等[12]對138例類風濕關節炎患者的PIP關節置入了Swanson假體，其中99例獲得隨訪，平均隨訪5.8年。78%置換后的PIP關節發生骨硬化，12%的PIP關節發生了骨吸收，81%的置入物在9年內沒有進行翻修。第一代的Swanson指間關節假體的并發癥較多。Chan等[13]對Swanson硅膠假體PIP關節置換進行了系統綜述，發現報道中有8%的Swanson硅膠假體發生了下沉。為此，學者們對Swanson硅膠假體進行了進一步改進，使用保護性金屬墊圈保護硅膠聚合體關節部分，避免硅膠假體與截骨斷端直接接觸，有效減少了假體的磨損并避免了Swanson硅膠假體的下沉。在歐洲，硅膠關節假體仍然是最廣泛使用的置入物，主要缺點是穩定性有限，矯正預先存在的關節畸形較困難[14]。雖然 Swanson硅膠假體在PIP關節置換術后存在較多并發癥，但由于術后能緩解疼痛，改善手指伸屈功能，提高了患者生活質量，目前仍是患者容易接受的方案之一，也是臨床手外科醫師應用最普遍的人工指關節假體。

2.3 非限制型指間關節假體

隨著指間關節解剖學及生物力學研究的進展，研發了與生理解剖相符、截骨量更小的非限制型關節假體，表面置換型關節假體。這種假體關節結構更符合手指關節的解剖學結構，置換后可獲得更大的關節活動度[15]。

Ono等[16]對21個PIP關節熱解碳關節假體置換術進行了前瞻性評估。這種假體有很高的并發癥，即使手功能受到影響，也未影響患者的滿意度，因術后疼痛緩解療效理想。Wagner等[17]對170個PIP關節熱解碳關節置換術進行了至少兩年的臨床隨訪，松動及骨吸收發生率較高，在年輕患者和創傷后關節炎患者中尤為明顯，在不需要翻修手術的患者中，疼痛得到了改善，運動功能得到了維持。熱解碳近指間關節置入術，由于下沉的比率較高，Jordaan等[18]改用骨水泥表面替代近指間關節(SR-PIPJ)假體行近側指間關節置換43個關節，平均隨訪26.5個月，活動范圍得到改善，下沉的比率亦有所改善，但仍高得無法接受。Pettersson等[19]回顧熱解碳半關節置換術，臨床效果和患者滿意度優于已發表的關節置換術，PIP關節半關節置換術與全關節置換術相比，操作簡單，可以保留更多的骨存量，出現嚴重并發癥后可以更容易行指間關節翻修術和指間關節融合術等補救措施。來自SBI公司的SR(TM)-PIP假體是一種模仿人體關節結構的鈦化聚乙烯假體。Ampofo等[20]在39例臨床患者中置入了SR(TM)-PIP假體后，減輕了患者的關節疼痛。提倡使用這種假體用于近側指間關節，術后關節活動度可與其他假體相媲美，對于假體松動和“鵝頸”畸形仍有改善的空間。CapFlex-PIP置入物是一種由兩個部件組成的模塊化滑動面PIP關節假體。近端部件是鈷鉻合金的雙髁帽，遠端部件是具有超高分子量聚乙烯的關節面。這兩種成分都有鈦孔基底，用于無骨水泥骨整合。這種設計提供了一種聚乙烯-金屬滑動表面，這是其他置入物關節成形術所不具備的[21]。Schindele等[22]報道表面置換術CapFlex-PIP的非骨水泥置入能夠緩解疼痛，保持運動，改善側方穩定性，糾正原發性和繼發性PIP骨關節炎患者近端指間關節的軸偏移。Hong等[23]提出一種新的手近端指間關節假體設計，基于人體PIP關節運動學推導出的一種最優化的關節假體，設計滾動接觸關節機制的新型PIP關節置入體，在人體指間關節運動學方面表現出了可接受的結果。

2.4 指間關節假體臨床應用療效比較

Chan等[13]檢索了相關研究文獻35篇，系統地比較了硅酮和熱解碳關節置換術對PIP關節關節炎患者的療效。資料顯示兩種關節置換術均能滿意地緩解疼痛，置入物也提供了類似的關節活動度，在握力和捏力方面也有相似的結果。熱解碳關節置換術并沒有優于硅膠假體。Forster等[24]做了Meta分析，調查了使用熱解碳、金屬聚乙烯和硅膠假體的指間關節置換術后的效果、并發癥、再手術的發生率，證實硅膠假體仍然是治療穩定的PIP關節置換術有價值的選擇。表面置換假體有更高的再手術風險，但是能夠更好地矯正PIP關節不穩定或偏斜畸形。Hensler等[25]對健康參與者、接受表面置換置入物(CapFlex-PIP)治療的PIP關節骨關節炎和硅酮關節成形術的患者，利用三維運動測量系統量化PIP關節的側方穩定性，并將其與表面置換術或硅膠關節置換術后的關節進行比較。與柔性硅膠假體相比，PIP關節表面置換術具有更好的指間關節的解剖穩定性。Milone等[26]2019年檢索385篇原創文章，研究報道了177個指的硅膠、熱解碳或金屬表面關節置換術的手指特異性不穩定性相關結果。得出：各個手指之間關節置換術的不穩定性相關畸形及并發癥發生率沒有差異，未來需進一步進行生物力學的臨床研究。Gruber等[27]認為指間關節假體置換術是一種短期可行的選擇，應進行進一步研究，以確保遠期療效。Lui YF等[28]研究雞指間關節在解剖結構上與人類指間關節相似，雞指間關節有可能成為評估新型人類手指關節假體性能的潛在模型。

3 展望

PIP關節置換術發展至今，其臨床應用越來越廣泛，Naghshineh等[3]認為關節置換術是治療PIP骨性關節炎緩解疼痛的良好選擇。Vranis等[29]認為PIP關節置換術是安全的手術，并發癥發生率低，大多數外科醫生更認可關節成形術而不是關節融合術。而Vitale等[30]的臨床對比研究結果提示，與關節融合術相比，接受關節置換術的患者發生并發癥的數量增加了4.3倍，對于患有骨關節炎或創傷后關節炎的患者，在決定進行人工關節置換術還是關節融合術時，必須考慮到患者的目標，并考慮到并發癥風險。學者普遍認為熱解碳是一種有效的關節置換手術材料，熱解碳近端指間關節置換術緩解了關節疼痛，并恢復了良好的關節運動功能，在短、中期隨訪中效果良好，而在長期隨訪中效果有些不佳，如假體松動、脫位和假體骨折是臨床報道的主要并發癥，翻修率較高，與硅酮相比，其效果較差[31]。Swanson硅膠假體置換能立即緩解關節疼痛，改善手指功能。Wagner等[32]認為硅酮置入物降低了翻修手術的風險。使用了金屬墊環的Swanson型硅膠假體置換術后大部分患者的關節功能良好[33]，由于其具有較好的遠期臨床效果、低翻修率和低成本，經驗證硅膠假體仍是目前臨床應用最廣泛的人工指關節假體。Muder等[34]認為移植軟骨膜修復手指關節是一種值得考慮的技術，因為該方法翻修率較低，且優于表面置換術。

目前指間關節假體的臨床應用仍存在許多分歧，其主要原因是在全球范圍內，沒有針對手外科醫生的標準化教育途徑、培訓計劃或手術準入的認證機構。實施新的以能力為基礎的規范化專業培訓，并幫助接受培訓的醫生更有效地開展指間關節假體置換術，從而改善各自國家患者的預后[35]。標準化教育、規范化培訓、嚴格化準入、精準化置換是未來指間關節假體置換手術的發展方向，3D打印定制假體置入等新技術將逐漸在手部小關節置換手術中獲得重要地位[36-37]。