全膝关节置换术后关节僵硬的综合应对策略

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引言

初次或翻修全膝关节置换术（Total Knee Arthroplasty, TKA）后膝关节僵硬，对于患者和医生而言，依然是一个常见且具有挑战性的难题。僵硬的原因可能是多因素的，包括患者软组织因素、假体对线不良、髌股关节轨迹不良或病理性纤维增生过程导致的关节纤维化等。文献报道膝关节僵硬发生率在1.3%至6.9%之间，麻醉下手法松解（Manipulation Under Anesthesia, MUA）的发生率高达9.9%，根据美国关节置换注册系统的数据，3%的TKA翻修因膝关节僵硬。如何识别TKA后膝关节僵硬的高危患者，围手术期和术后早期预防措施，以及当僵硬持续存在时，最佳手术治疗方案等问题，学术界尚缺乏共识。

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关节纤维化的遗传学

关节纤维化是TKA术后致残性并发症，其特征是过度瘢痕组织形成和膝关节活动度（Range of Motion, ROM）减少。尽管手术技术和术后管理取得了进步，但关节纤维化仍然是一个重大挑战，对患者疗效和生活质量产生负面影响，并增加了翻修手术的需求。

最新研究表明，遗传学在个体易患关节纤维化中起着重要作用。这种遗传倾向与膝关节内产生过量细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）蛋白的遗传倾向有关，导致活动度降低。关节纤维化的病理生理学始于对手术创伤或损伤的过度反应，引发局部级联反应和成纤维细胞活化，随后基质合成与降解之间失衡，导致基质金属蛋白酶（Matrix Metalloproteinases, MMPs）活性降低。关键遗传变异包括转化生长因子-β（Transforming Growth Factor-β, TGF-β1）、MMPs和白介素（Interleukin, IL）-6。TGF-β1是纤维化的关键调节因子，其在部分患者（TKA后）中表达和活性增加。MMPs负责ECM重塑，受遗传变异影响的MMP活性失调可导致瘢痕组织的病理性积聚。此外，编码细胞因子【如IL-6和肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α）】的基因多态性也在炎症反应中起关键作用，这些细胞因子表达升高会导致炎症延长，促进成纤维细胞增殖和ECM过度沉积。

理解关节纤维化的遗传倾向有助于识别高危患者，制定患者特异性靶向预防策略和非手术治疗方案。一些实验性疗法，如TGF-β1抑制剂和特定的细胞因子阻断剂，已显示出遏制或预防纤维化过程的潜力，但目前尚无强有力的临床数据支持其在TKA患者中的常规使用。

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僵硬相关风险因素的早期识别与围手术期优化

1. 膝关节活动度的重要性

膝关节活动度对于日常生活活动至关重要，不同的活动需要不同程度的膝关节活动度。例如，平地行走需要约65度的活动度，而下楼梯则需要超过100度的活动度。膝关节伸直功能丧失影响尤甚，因为大于5度的屈曲挛缩即影响步态和加重腰痛。因此，TKA术后膝关节僵硬是导致患者不满意的主要原因。

2. 异位骨化的影响与预防

异位骨化在膝关节中比在髋关节中少见，但可导致TKA术后严重的活动度丧失。通过先进影像学早期识别并在高危患者中采取预防措施，如低剂量照射或非甾体抗炎药（Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs, NSAIDs），可以减轻异位骨化对术后活动度的不利影响。

3. 关节纤维化的风险因素

关节纤维化的发病机制与一系列事件相关，这些事件始于手术诱导的组织损伤，在某些患者中导致ECM产生失调，进而引起过度纤维化和膝关节挛缩。关节纤维化存在多种风险因素，包括关节特异性因素、患者因素和手术因素。

• [1] 膝关节特异性风险因素：包括创伤后骨关节炎（Osteoarthritis, OA）、既往膝关节开放手术、低位髌骨以及术前活动度差，这些都与TKA术后活动度减少相关。

• [2] 感染风险：亚急性或培养阴性的感染可能表现为轻微的全身症状，而以膝关节僵硬或关节纤维化作为主要临床体征。需要对感染保持高度怀疑，并进行相应的实验室检查和关节液抽吸和培养。

• [3] 关节外损伤：股骨、股四头肌或伸膝装置的关节外损伤，无论是由于既往创伤还是广泛的瘢痕形成，也是发生膝关节僵硬的关键风险因素。

• [4] 患者风险因素：包括对侧TKA术后有MUA史，这增加了第二侧TKA术后发生MUA的风险。

• [5] 手术风险因素：包括前方间室填充过度、伸直或屈曲间隙过紧、后交叉韧带过紧伴胫骨托前抬，以及胫骨或股骨假体内旋。

4. 患者风险因素的优化

• [1] 术前优化：术前对患者可改变风险因素进行优化，包括将体重指数（Body Mass Index, BMI）降至40Kg/m2以下、糖化血红蛋白（Hemoglobin A1c, HbA1c）< 7.5%、血红蛋白（Hemoglobin, Hb）> 12 g/dL，以及术前戒烟超过4周。

• [2] 饮食与营养：教育患者低碳水化合物饮食结合增加瘦肉、水果和蔬菜摄入的价值，以降低代谢综合征相关的整体炎症负荷。

• [3] 抗氧化剂补充：围手术期提供足够的抗氧化剂，如膳食维生素C摄入或口服补充剂（每日1000毫克），以及复合维生素和甘氨酸/N-乙酰胆碱（每日各约1000毫克），可能改善围手术期结局并降低纤维化风险。

• [4] 股四头肌锻炼：股四头肌萎缩在膝OA患者中常见，通过术前物理治疗（无论是监督下还是家庭锻炼计划）进行优化。直腿抬高是有效的锻炼方法。（本人建议采用膝关节炎锻炼方法）

5. 抗炎药的使用

越来越多的文献支持使用NSAIDs或皮质类固醇来降低TKA术后僵硬和MUA的风险。对于术后无法服用NSAIDs的患者，可在术后第一周开具递减剂量的皮质类固醇方案（如甲泼尼龙片）。然而，关于皮质类固醇的剂量和持续时间，目前尚无明确共识。

6. 其他处方药的研究

有几种处方药已被研究用于预防术后纤维化（表1），但目前关于其疗效的证据有限。因此，在获得进一步研究之前，作者目前优先使用皮质类固醇和NSAIDs而非其他处方药来预防术后纤维化。

7. 氨甲环酸的使用

氨甲环酸（TXA）已成为限制手术出血的标准方法，并显著降低了输血率。此外，TXA还具有抗炎成分，与减少纤维蛋白裂解产物释放相关。有研究显示，接受TXA的患者在术后早期活动度有所改善。

8. 加巴喷丁的使用

加巴喷丁已在一些TKA方案中用于减少神经性疼痛和阿片类药物消耗。虽然没有直接证据表明单用加巴喷丁可以预防关节纤维化，但改善疼痛控制可能增强患者参与治疗的积极性，从而间接降低僵硬风险。

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术后早期管理：90天内

1. 物理治疗与“安静膝关节”方案

术后物理治疗方案差异很大，但文献中关于最佳实践的数据匮乏。我们已逐步完善了术后康复方案，强调渐进、温和的活动度方案，侧重于自我指导的锻炼，并在术后2至3个月内进行每周1至2次的正式物理治疗（表2）。我们强烈反对早期进行激进的被动膝关节活动锻炼，以避免延续膝关节创伤的循环和炎症反应。

2. 早期非MUA干预措施

[1] 类固醇递减方案：对于早期屈曲困难的患者，使用类固醇递减方案来减轻炎症（40毫克×5天，20毫克×5天，10毫克×5天），预防致密瘢痕组织形成。

[2] 动态伸直矫形器：对于超过2至3周后出现大于10度屈曲挛缩的患者，使用动态伸直矫形器帮助获得更好的膝关节伸直。建议在夜间耐受情况下佩戴，并且每天3至4次，每次1至2小时

3. 麻醉下手法松解（MUA）

如果预防僵硬的早期干预措施无效，MUA仍然是术后前3个月内改善膝关节屈曲的金标准。多项研究表明，在3个月内进行MUA可改善结果，且后续TKA翻修的发生率更低。MUA的技术对大多数膝关节外科医生来说都很熟悉，我们建议使用缓慢温和的压力进行。

然而，与不需要MUA的患者相比，需要MUA的患者后续翻修TKA的风险更高，并且可能表现出较不理想的长期结局。因此，对于持续僵硬且改善极小的复诊患者，重复MUA可能有效，但需谨慎考虑。

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术后晚期管理：全膝关节翻修术

1. 手术因素与矫正

有大量手术病因可导致TKA术后慢性僵硬，包括假体对线不良、髌股关节填充过度、关节线抬高、未切除的后方骨赘以及髁偏距增加。彻底的术前检查和这些技术性病因的手术矫正可以缓解部分患者的僵硬程度。

2. 全膝关节翻修术

对于患有真正关节纤维化和严重僵硬（活动度<60度）的患者，采用全膝关节翻修术，建议采用旋转铰链（Rotating Hinge, RH）型假体，术后疗效较好。

广泛而安全的手术显露对于改善术后膝关节活动度和预防并发症至关重要。手术步骤包括彻底的内侧松解、滑膜切除术、股四头肌斜切术（如需要）、假体移除、骨床准备和假体植入。我们推荐积极的围手术期和术后皮质类固醇及抗炎药物治疗，以及密切的患者随访，并在必要时在4周和8周时进行MUA（表3）。

3. 翻修术后疗效

多项研究显示了在严重关节纤维化患者中使用铰链式假体进行翻修，术后疗效满意。使用铰链式假体相比其他类型假体，术后膝关节活动度显著改善。此外，术后低剂量放疗也可能有助于减少异位骨化和改善活动度。

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结论

TKA术后僵硬仍是由多因素共同作用而构成的棘手难题，需要采取全面的、以患者为中心的方法进行预防和管理。通过整合围手术期优化措施、多模式抗炎策略、早期检测和干预以及必要的MUA或手术翻修，关节科医生有望逐步改善这一在当代TKA中日益普遍，且处理棘手问题的治疗效果。

未来研究应进一步阐明关节纤维化的遗传学基础并完善风险分层算法，确保靶向预防和量身定制的术后方案，方可使易感者受益。通过持续的研究和临床实践，我们有望为TKA术后僵硬的患者提供更有效、更个性化的治疗方案。

注：本文摘录自（Chalmers BP, Suleiman LI, Sculco PK, Abdel MP. A Comprehensive Approach to Stiffness in Total Knee Arthroplasty. J Arthroplasty. 2025;40(9S1):S59-S65. doi:10.1016/j.arth.2025.04.054）

来源：谈髋论膝

作者：查国春

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