多半径与单半径全膝关节假体的研究进展膝关节骨性关节炎（OA）是一种好发于中老年的退行性疾病，其发病特征主要包括关节软骨及软骨下骨的变性、破坏、骨质增生及滑膜炎，以反复出现的关节疼痛、活动功能障碍及膝关节畸形作为其主要临床表现。全世界60岁以上的老年人群中约有10%患有膝关节OA，它是导致残疾的第四大原因，严重影响患者的生活质量，给社会造成了巨大的经济负担。近年来，随着对于膝关节疾病研究的不断深入，全膝关节置换术（TKA）变得越来越成熟。该手术方式可迅速纠正患者异常的下肢力线，恢复患肢关节功能及稳定性，极大程度地缓解关节疼痛、改善生活质量。因而，全膝关节置换术被认为是治疗晚期膝关节骨性关节炎的金标准。对于TKA术中股骨端假体设计类型来说，现主要有多半径（MR）和单半径（SR）两种，然而，目前对于两种假体的使用尚无共识，本文拟对二者的研究进展从以下几个方面进行描述，以期为未来开展相关研究提供参考。

多半径假体与单半径假体概述

多半径假体    Frankel在1971年提出MR的设计理念，该理念认为人体股骨后髁是多半径的，因此，股骨端的置入假体也应为多半径的设计，以满足膝关节屈伸过程中不断变化的瞬间旋转中心。股骨端选择MR是当前主流的假体置入方案，初次TKA术后长期随访中患者表现出了较高的假体生存率。尽管如此，仍有20%~25%的患者对TKA的术后效果不满意，相关研究表明，这种情况的发生可能是由置入假体与正常人体解剖下的膝关节间存在的功能差异所引起。

单半径假体    考虑到MR在TKA应用中的不足之处，同时为减少TKA术后并发症及二次翻修率，史赛克公司于1996年提出了SR假体的设计方案。这种设计将股骨髁视作单一半径的球形，以期使置入假体后的膝关节在术后的屈伸过程中获得更加良好的稳定性，同时保证了更长的力臂，改善了股骨端矛盾性运动，因此SR相比于MR具有理论方面的优势。然而，针对于两种设计方案的假体，各方面的观点仍存在诸多争论，Liu等荟萃了MR与SR的相关文献，通过对KSS膝关节功能评分、膝关节活动度、假体生存率和并发症等结局指标进行比较，结果表明SR除活动度略低于MR外，其余结局指标均未表现出显著差异。因此，SR假体设计在实际临床中并无优势，现阶段多项临床研究仍未能充分证实两种假体的优劣。

多半径假体与单半径假体相关对比研究

生物力学     下肢力线的纠正和术后膝关节的稳定性一直被视作TKA手术需要关注的重点。Ezechieli等在有关于MR与SR的体外生物力学研究中，比较了膝关节处于不同的屈曲角度及负荷15Nm内外翻应力时，机械轴所出现的内外翻偏差以及关节线与通髁线的偏差。研究结果表明，SR组所出现的偏差小于MR组，然而两组出现的偏差均不显著。进一步的研究中发现，在0°~60°范围内，两种假体设计并无明显差异，而当膝关节的屈曲角度处于90°时，相比于MR，SR可减小屈曲所出现的内外翻偏差，稳定性略优于MR。

临床功能评分     膝关节临床功能评分是除影像学资料以外判断患者膝关节疾病程度、评估治疗效果以及比较不同治疗方法优劣的一种方便有效的方式。由此，通过临床功能评分对MR与SR进行比较研究显得十分重要。Lee等研究发现，就术前及术后2年MR与SR两组患者的膝关节活动度（ROM），膝关节评分法（KSS），牛津大学膝关节评分（OKS）以及生活质量评价量表SF-36四项功能评分进行比较，两组均未表现出显著的差异性，研究结果不具有最小临床重要差异（MCID）。SR组相比于MR组，仅在OKS和SF-36两项评分上面出现MCID的几率更小。

在一项关于MR和SR患者的术后生活质量和功能评分结果的研究中，Merrill等发现，术后两年，MR和SR两组患者在膝关节伸展，OKS评分，KSS评分和SF-36等方面均未表现出统计学差异。Isabel等则在MR和SR的临床随访中，通过KSS评分，WOMAC评分和SF12（SF12）问卷对于股骨端假体选择进行术前、术后的前瞻性研究，结果显示SR组在KSS评分、活动度评分、股四头肌肌力以及WOMAC评分疼痛部分等方面均优于对照的MR假体组，而两组在WOMAC评分功能部分及SF12问卷中差异无统计学意义。Jo等利用计算机导航技术测量MR与SR屈曲角度分别为0°、30°、60°和90°时两组患者患侧膝关节稳定性，发现只有当屈曲角度为30°时SR组较MR组表现出了更好的术中稳定性，而在其他角度时两组的稳定性并无不同。同时，研究者还对比了术后2年患者在爬楼梯时的HSS评分、WOMAC评分及VAS评分，其结果表明两种假体设计在临床功能评分上并没有显著性差异。

术后运动学     TKA术后不仅要考量下肢力线和稳定性的纠正与否，各项临床功能的改善情况，还需观察术后运动学的具体表现，如术后膝关节的活动度、主被动屈曲度、稳定性等。Stoddard等在一项关于两种假体术后运动及稳定性的研究中发现，MR与SR在运动学及稳定性方面并无明显差异，均能较好的呈现正常膝关节的各项运动学特征。针对于有学者曾提出MR术后可能会出现屈曲中段不稳定的表现，在该研究中指出这种不稳定是由术中无法识别的韧带松弛引起，与置入假体的设计特征并无相关性。相似的研究中，Larsen等在对比分析了MR组、SR组及正常对照组后发现，术后1年，SR组与对照组在膝关节的各项参数并没有不同，而MR组则在一些术后重要的运动特性上表现出了差异性，例如膝关节屈曲度减少，膝关节力量减退等。研究者认为这种差异是由两种设计的活动力臂及韧带松弛程度等生物力学方面的区别所引起，而在其他的临床功能评分方面，两种假体的差异无统计学意义。

在日常活动中，下楼梯时膝关节需要更大程度的屈曲度，同时要承受较大的前向剪切力。Bonnie等对比研究了MR与SR之间的差异，结果表明，术后一年，SR组较MR组做下楼梯动作时的运动学表现更接近正常对照组。而MR组在下楼梯时所呈现的异常生物力学表现，可能会导致其术后并发症的发生，同时增加了下楼梯时跌倒的风险。在一项关于不同假体设计的患者术后做加速运动的研究中，Wolterbeek等对TKA手术中使用的包括MR和SR在内的6种假体设计方案进行了比较，当患者做加速运动时，通过影像学手段对膝关节各项运动学指标进行记录，不同的假体在术后运动学方面的表现没有显著性差异，即假体设计并未对患者术后的临床运动学结果产生足够大的影响。

患者满意度及假体生存率     研究发现置入假体的功能预后和远期生存情况可以更好的评估假体设计的合理性。在一项对于MR及SR长达10年的临床随访中，Luo等发现，两组患者均可以获得满意的疗效，除SR相比于MR在术后出现膝前区疼痛的情况较少以外，两种假体设计在各项临床评分、影像学结果，特别是在患者满意度及假体生存率等方面并无差别。在另一项中期随访中，Oliviu等的研究结果表明，在SR组平均35个月，MR组32个月的随访时长中，两种假体置入后的生存率无显著性差异，且均能显著减轻患者疼痛，改善术后患侧膝关节的功能，具有良好的中期疗效。

总结与展望

综上所述，MR和SR作为目前最常见的两种膝关节假体设计方案，在既往的各项研究报道中，并未表现出明显的区别。具体而言，在涉及到生物力学、临床功能评分、运动学、满意度和生存率等方面研究比较中，两种假体设计均能较好解决患者的膝关节疾患，改善临床功能和稳定性，提升生活质量。因此，尽管SR相比于MR有很多理论上的改进，其理论优势在临床研究中仍未得到充足的证据支持，这可能与膝关节结构和运动学的复杂性有关，同时，既往的研究中仍缺少样本量大、随访周期足够长的队列。总之，MR及SR孰优孰劣还需进一步的研究比较，今后需将假体设计的基础理论与临床及实验室测量相结合，同时完善膝关节的评分系统，建立高质量的中长期随访队列，对于两种假体进行更加深入的认识，从而推动TKA在临床中的应用。