台灣捷邁醫療器材股份有限公司
內容
特輯報導
2017-04-10
人工膝關節翻修手術合併骨缺損的治療策略 The Management of Bone Defects in Revision Knee Arthroplasty
如何適當得修補骨缺損是人工膝關節手術所面臨最為棘手的問題之一。根據骨缺損的大小，所在的位置，病患的年紀，引起骨缺損的原因（例如：septic loosening 所引起的骨缺損）與醫師的經驗，在治療上有多種不同的選擇。多數的患者，特別是原本 bone quality 與活動力都還不錯的患者，更應以重建原本的 bone stock 為第一考量。因此，異體移植骨的使用，在人工膝關節翻修手術中，是非常頻繁應用的手術技術。在特定的情況之下，modular system 包含 metal augments， wedges，也能提供良好的機械支撐。
骨缺損的分類與處理原則
目前骨缺損的分類主要是根據Anderson Orthopaedic Research Institute (AORI) [1]，以骨缺損的大小，位置與是否為 contained bone defects 作為分類依據。骨缺損的處理的最重要的原則在於重建原始的 joint line 與提供關節假體一個穩定的機械支撐 [2]。因此，手術醫師必須熟悉手術中作為評估原始 joint line 的參考點 （例如：fibula head 以上一公分的位置），才能準確的重建 joint line，進一步達成flexion gap 與 extension gap 平衡的要求。
對於 AORI Type I 的骨缺損，多數可以單純的使用 morsellised bone graft，cement 或 cement 加上screw 來重建此缺損（圖一）。但是，當 bone defect的深度超過 5 mm 或面積超過 50% 的關節面積時，單純使用 bone cement 填塞，就不建議使用。
在 AORI Type II 的骨缺損，多數屬於 non-contained bone defects，因此單純使用 morsellised bone graft 是無法提供足夠的機械力支撐，strut allograft bone就成為處理此類骨缺損最常需要使用的方法 （圖二）。對於 allograft bone 的使用在人工關節的翻修手術，是否會增加術後感染的機會，目前在文獻的報告上仍有爭議存在 [3, 4] 。根據林口長庚醫院的研究發現，在 2007 年 1 月至 2012 年 1 月，六年之間共有 2024 位病患在林口長庚醫院接受了 fresh frozen allograft bone 的移植手術，在手術後追蹤至少一年的期間內，共有 24 位患者產生感染 (surgical side infection)，感染率是 1.2% (24 / 2024)，此感染率相較於文獻上的報告並沒有偏高的現象，因此根據林口長庚關節重建團隊的臨床經驗，使用 fresh frozen allograft bone 並不會顯著的增加術後感染的機率，是我們在處理人工膝關翻修手術合併骨缺損時最常使用的方法。[5]
Modular metal augment
多數製造人工關節的廠家都提供不同尺寸，形狀的 modular metal augment，這些不同形狀的 metal augment 分別適用於處理股骨端或脛骨端的骨缺損。根據文獻上的報告，合併 metal augment 與 allograft bone 使用相較於單純只有使用 metal augment 提供更為良好的預後，單純只使用 metal augment 其failure rate 高達 48%； 相較於合併使用 allograft bone 與 metal augment 則只有 19.2% failure rate [6]。因此，單純只使用 metal augment 用於骨缺損的重建，通常主要侷限於年紀較大，low activity demand 的患者使用，對於 life expectancy 仍超過10 年且活動力較大的族群，結合 allograft bone 的使用還是第一優先的選擇。
對 AORI Type III 的骨缺損，此時所面臨的問題不僅僅是骨缺損，常合併不同程度的側韌帶缺損，因此有很高的比例需要使用 hinged prosthesis 或更進一步需要 tumor prosthesis 的協助才能重建一個穩定的關節。至於 AORI Type III 的骨缺損重建則需要使用 structural allograft （圖三），cones或 metaphyseal sleeves。
對於一個大範圍的 metaphyseal bone defect ， cones 或 metaphyseal sleeves 則是一個理想的選擇。Trabecular metal revision knee cones （圖四）除了有不同的大小尺寸可供選擇之外，其trabecular metal 材質優越的 osteoconduction 能力也提供良好的 bone healing rate 與縮短病患的復原時間。
有一點必須強調的，當使用 bone graft 進行人工膝關節的翻修重建，extension stem 的使用是必須的，extension stem 的長度最好能超過股骨或脛骨的 isthmus ，才足夠提供良好的機械支撐，此外術後需要至少 3 到 4 個月的 partial weight bearing。
結語
人工膝關節翻修手術骨缺損的處理，使用 bone graft 仍是第一選擇。
Fresh frozen allograft bone 的使用並不會明顯增加人工膝關節翻修手術的感染機會。
結合 metal augment 與 allograft bone 的使用，提供比單純使用 metal augment 更好的臨床結果。
對於大範圍的 metaphyseal bone defect ，TM cones 提供良好的骨缺損修復的另一項選擇。
Reference:
1. Engh, G.A. and D.J. Ammeen, Bone loss with revision total knee arthroplasty: defect classification and alternatives for reconstruction. Instr Course Lect, 1999. 48: p. 167-75.
2. Innocenti, M., et al., Joint line position in revision total knee arthroplasty: the role of posterior femoral off-set stems. Knee, 2013. 20(6): p. 447-50.
3. Tomford, W.W., et al., Frozen musculoskeletal allografts. A study of the clinical incidence and causes of infection associated with their use. J Bone Joint Surg Am, 1990. 72(8): p. 1137-43.
4. Hart, M.M., E.D. Campbell, Jr., and M.G. Kartub, Bone banking. A cost effective method for establishing a community hospital bone bank. Clin Orthop Relat Res, 1986(206): p. 295-300.
5. Wu, C., et al., A positive bacterial culture from allograft bone at implantation does not correlate with subsequent surgical site infection. Bone Joint J, 2015. 97-B(3): p. 427-31.
6. Hockman, D.E., D. Ammeen, and G.A. Engh, Augments and allografts in revision total knee arthroplasty: usage and outcome using one modular revision prosthesis. J Arthroplasty, 2005. 20(1): p. 35-41.
骨缺損的分類與處理原則
目前骨缺損的分類主要是根據Anderson Orthopaedic Research Institute (AORI) [1]，以骨缺損的大小，位置與是否為 contained bone defects 作為分類依據。骨缺損的處理的最重要的原則在於重建原始的 joint line 與提供關節假體一個穩定的機械支撐 [2]。因此，手術醫師必須熟悉手術中作為評估原始 joint line 的參考點 （例如：fibula head 以上一公分的位置），才能準確的重建 joint line，進一步達成flexion gap 與 extension gap 平衡的要求。
對於 AORI Type I 的骨缺損，多數可以單純的使用 morsellised bone graft，cement 或 cement 加上screw 來重建此缺損（圖一）。但是，當 bone defect的深度超過 5 mm 或面積超過 50% 的關節面積時，單純使用 bone cement 填塞，就不建議使用。
在 AORI Type II 的骨缺損，多數屬於 non-contained bone defects，因此單純使用 morsellised bone graft 是無法提供足夠的機械力支撐，strut allograft bone就成為處理此類骨缺損最常需要使用的方法 （圖二）。對於 allograft bone 的使用在人工關節的翻修手術，是否會增加術後感染的機會，目前在文獻的報告上仍有爭議存在 [3, 4] 。根據林口長庚醫院的研究發現，在 2007 年 1 月至 2012 年 1 月，六年之間共有 2024 位病患在林口長庚醫院接受了 fresh frozen allograft bone 的移植手術，在手術後追蹤至少一年的期間內，共有 24 位患者產生感染 (surgical side infection)，感染率是 1.2% (24 / 2024)，此感染率相較於文獻上的報告並沒有偏高的現象，因此根據林口長庚關節重建團隊的臨床經驗，使用 fresh frozen allograft bone 並不會顯著的增加術後感染的機率，是我們在處理人工膝關翻修手術合併骨缺損時最常使用的方法。[5]
Modular metal augment
多數製造人工關節的廠家都提供不同尺寸，形狀的 modular metal augment，這些不同形狀的 metal augment 分別適用於處理股骨端或脛骨端的骨缺損。根據文獻上的報告，合併 metal augment 與 allograft bone 使用相較於單純只有使用 metal augment 提供更為良好的預後，單純只使用 metal augment 其failure rate 高達 48%； 相較於合併使用 allograft bone 與 metal augment 則只有 19.2% failure rate [6]。因此，單純只使用 metal augment 用於骨缺損的重建，通常主要侷限於年紀較大，low activity demand 的患者使用，對於 life expectancy 仍超過10 年且活動力較大的族群，結合 allograft bone 的使用還是第一優先的選擇。
對 AORI Type III 的骨缺損，此時所面臨的問題不僅僅是骨缺損，常合併不同程度的側韌帶缺損，因此有很高的比例需要使用 hinged prosthesis 或更進一步需要 tumor prosthesis 的協助才能重建一個穩定的關節。至於 AORI Type III 的骨缺損重建則需要使用 structural allograft （圖三），cones或 metaphyseal sleeves。
對於一個大範圍的 metaphyseal bone defect ， cones 或 metaphyseal sleeves 則是一個理想的選擇。Trabecular metal revision knee cones （圖四）除了有不同的大小尺寸可供選擇之外，其trabecular metal 材質優越的 osteoconduction 能力也提供良好的 bone healing rate 與縮短病患的復原時間。
有一點必須強調的，當使用 bone graft 進行人工膝關節的翻修重建，extension stem 的使用是必須的，extension stem 的長度最好能超過股骨或脛骨的 isthmus ，才足夠提供良好的機械支撐，此外術後需要至少 3 到 4 個月的 partial weight bearing。
人工膝關節翻修手術骨缺損的處理，使用 bone graft 仍是第一選擇。
Fresh frozen allograft bone 的使用並不會明顯增加人工膝關節翻修手術的感染機會。
結合 metal augment 與 allograft bone 的使用，提供比單純使用 metal augment 更好的臨床結果。
對於大範圍的 metaphyseal bone defect ，TM cones 提供良好的骨缺損修復的另一項選擇。
Reference:
1. Engh, G.A. and D.J. Ammeen, Bone loss with revision total knee arthroplasty: defect classification and alternatives for reconstruction. Instr Course Lect, 1999. 48: p. 167-75.
2. Innocenti, M., et al., Joint line position in revision total knee arthroplasty: the role of posterior femoral off-set stems. Knee, 2013. 20(6): p. 447-50.
3. Tomford, W.W., et al., Frozen musculoskeletal allografts. A study of the clinical incidence and causes of infection associated with their use. J Bone Joint Surg Am, 1990. 72(8): p. 1137-43.
4. Hart, M.M., E.D. Campbell, Jr., and M.G. Kartub, Bone banking. A cost effective method for establishing a community hospital bone bank. Clin Orthop Relat Res, 1986(206): p. 295-300.
5. Wu, C., et al., A positive bacterial culture from allograft bone at implantation does not correlate with subsequent surgical site infection. Bone Joint J, 2015. 97-B(3): p. 427-31.
6. Hockman, D.E., D. Ammeen, and G.A. Engh, Augments and allografts in revision total knee arthroplasty: usage and outcome using one modular revision prosthesis. J Arthroplasty, 2005. 20(1): p. 35-41.
