自 Swanson 公司設計的硅膠小關節假體以來，小關節假體材質和設計不斷創新，近十年小關節重建和置換手術數量逐漸增多。大量研究聚焦在新材質假體設計及中遠期療效分析，以解決假體松動、移位、脫位及功能不佳問題，同時挑戰小關節翻修術的難度。雖然至今尚未能獲得整體性能上超越 Swanson 假體且像膝關節假體一樣成熟穩定的小關節假體，但小關節重建的發展已使手部關節疾患的治療發生了革命性變化，對不同適應證建立了假體選擇和手術技術趨向性方案。未來將數字化 3D 打印、再生醫學、轉化醫學多維度聚合，以期使小關節重建和置換技術獲得突破性進展。
引用本文： 陸蕓, 馬飛飛, 李思源. 手部小關節重建與假體置換的最新研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2018, 32(7): 843-848. doi: 10.7507/1002-1892.201806109 復制
手由諸多小關節和結構復雜的關節周圍組織構成，具有靈活及精細的操作功能。當關節炎、創傷及腫瘤所致缺損、缺血性骨壞死等疾患累及小關節時，會發生手部疼痛、腫脹、畸形及關節活動障礙，嚴重影響患者日常生活。關節重建或關節置換旨在創造一種無疼痛關節，以保持關節活動和手部功能。在過去的 60 年里，學者們圍繞手部小關節假體及置換技術進行了大量研究，雖然術后手部疼痛緩解程度和運動功能尚未達到大關節置換術效果，但也使創傷、關節炎、僵硬和不穩定的手部關節治療發生了革命性變化[1]。現回顧國內外手部小關節重建和假體置換領域的相關研究報道，總結該領域研究現狀及近十年來的進展，為臨床治療以及進一步探索新技術提供參考。
1 近側指間關節（proximal interphalangeal joint，PIP）置換
關節置換是治療 PIP 晚期骨關節炎、類風濕性關節炎和創傷后關節炎的術式之一。20 世紀 60 年代 Swanson 公司率先研制了 PIP 假體（Swanson 假體），其為硅膠單體植入物，假體中間膨大處以凹槽作為鉸鏈。該假體易于安裝且置換后可有效改善疼痛，已成為治療 PIP 關節炎的標準術式[2-3]。但是硅膠假體也存在一定不足，置換術后 PIP 關節恢復程度有限，橫向穩定性差，且假體可能折斷，假體壽命有待進一步延長。為避免硅膠假體相關問題，學者們陸續開發了其他類型假體，例如采用鈦合金材料制備的鈦合金假體，利用金屬/聚乙烯開發的具有滑動能力的鈦-聚乙烯假體以及非限制型高溫碳假體。臨床研究表明，這些假體置換后能有效緩解疼痛，效果滿意，但也存在關節活動范圍改善程度不足等問題，而且術后假體松動、下沉或應力遮擋是金屬假體特有的缺點。另外，陶瓷和高溫碳假體還存在不能成骨融合的風險，其中最嚴重的是關節固定和假體穩定性問題。
1.1 PIP 假體的評價
Daecke 等[4]為探討不同類型假體治療 PIP 骨關節炎的療效，進行了多中心隨機對照前瞻性研究。該研究共納入 43 例患者，分別在 3 個德國手外科中心隨機采用鈦-聚乙烯假體、高溫碳假體以及硅膠假體置換。結果顯示，術后患者主觀疼痛緩解程度以及客觀臨床指標比較差異無統計學意義，但不同類型假體實現良好術后運動的潛力不同，其中鈦-聚乙烯假體表面置換達最佳。與傳統硅膠假體相比，鈦-聚乙烯假體表面置換術后并發癥和關節移位率明顯較高；高溫碳假體與骨組織整合較差，術后可能出現進行性假體柄松動，相關動物實驗也顯示鈦-聚乙烯假體相比高溫碳假體具有理想的骨整合性能。該研究結論對臨床假體選擇和術式選擇具有很好的指導意義。術前需要全面評估患手關節骨密度、指骨皮質厚度、關節周圍軟組織損壞程度、關節畸形程度和持續畸形時間、伸屈肌腱張力，以及患者對患手的日常依賴程度，結合各種假體特性，選擇假體類型、術中重建關節周圍軟組織結構的方式及關節腔隙容量，術后制定個性化康復計劃，以利于提升置換術療效和假體壽命。
臨床應用高溫碳假體行 PIP 置換已有 18 余年，該假體置換術后關節脫位、翻修比例高已基本達成共識，特別是早期假體松動、脫位，使翻修術時間提前。2011 年 Sweets 等[5]對 17 例（31 指）采用高溫碳假體行 PIP 置換的患者進行了 2 年以上隨訪，術后早期療效較好，但遠期指骨間關節活動度明顯下降，并發癥發生率高，而且假體松動是一個主要問題，患者滿意度不穩定。高溫碳假體 PIP 置換術 5～10 年中遠期隨訪結果顯示，術后 2 年內脫位發生率高于其他假體，漸進性松動且整體翻修率高，遠期活動度下降，但患者疼痛普遍得到改善[6-7]。
2018 年，Nicole 等[8]對 PIP 置換術后并發癥、再手術（非假體翻修手術）和翻修術發生率進行了 Meta 分析，包括 34 篇文獻 1 868 個 PIP。其中，并發癥發生率高溫碳假體為 14%、金屬聚乙烯假體 10%、硅膠假體 11%，各類型假體間差異無統計學意義。與其他類型假體相比，硅膠假體術后手指偏移（3%）和不穩定性（2%）發生率更低；與高溫碳假體（7%）和金屬聚乙烯假體（10%）相比，硅膠假體（1%）的再手術率更低；高溫碳假體、金屬聚乙烯假體、硅膠假體置換術后翻修率分別為 4%、3%、2%。該結果表明硅膠假體仍是 PIP 置換的一個有價值的選擇。表面置換假體可能會更好地糾正不穩定或偏移的 PIP，但存在更高的再手術風險。Reissner 等[9]和 Heers 等[10]分別報道了高溫碳假體 PIP 置換術后 10 年及遠期臨床功能和影像學隨訪結果，發現假體柄下沉、運動范圍不良、假體移位發生率高，因此他們不支持采用高溫碳假體置換治療 PIP 關節炎。
1.2 新型 PIP 假體的臨床應用
PIP 置換和翻修時，大多數假體需要進行大量骨切除，包括部分或完全釋放副韌帶；另外，硅膠假體相當于關節之間的間隔物，不具有關節解剖形態，陶瓷和高溫碳假體不能成骨融合，易發生松動。為了解決這些問題，Schindele 等[11]于 2015 年報道了一項用于 PIP 置換的模塊化假體（CapFlex-PIP）前瞻性研究。CapFlex-PIP 是一種模塊滑動表面 PIP 假體，由兩部分組成，近端為鈷鉻合金的雙髁帽，遠端為超高分子量聚乙烯的關節面，這兩部分都有一個鈦孔基用于無骨融合。雖然 CapFlex-PIP 只有用于髓內固定的短柄引腳，但該設計提供了一種經典的聚乙烯金屬滑動表面，符合 PIP 關節面相嵌合的解剖形態。CapFlex-PIP 固定依賴于壓合固定，該原理出自于現代膝關節置換。由于用一種特殊的調制器對近端組件進行了預輪廓，因此術中只需將短柄引腳插入髓腔。與其他 PIP 關節表面置換相比，該手術技術更簡便。這些短柄引腳保證了旋轉穩定性；CapFlex-PIP 具有大面積鈦涂層的骨接觸面，保障了成骨融合；不同型號聚乙烯關節面高度可根據術中關節穩定性進行模塊調整，以提供理想的側副韌帶張力。Schindele 等對 10 例患者行 CapFlex-PIP 置換術，術后 1 年假體達完全骨融合，隨訪期間無假體遷移發生，也無松動或輻射線跡象。通過壓合固定，大量骨組織得以保留，有利于后期翻修手術，如轉換到硅膠墊片或關節固定術，這將是一個優勢。目前 10 例患者隨訪達 2 年，隨訪結果提示這種新型假體適應證僅限于有理想關節條件患者。關節軸偏移小、側向不穩定性小、完整的伸屈肌腱和一定的屈伸活動區間且無關節突出，是該假體置換的先決條件。該新型假體術后遠期療效有待更大宗病例的隨訪分析。
2016 年，法國 Athlani 等[12]報道了一種新型 PIP 關節假體 TACTYS?，并在單中心的 22 例患者中應用，術后隨訪至少 2 年。TACTYS? 假體（Stryker 公司，法國）是一種完全模塊化組件的、滑動的、無約束的、全 PIP 關節假體，由 4 個獨立組件組成。髓內近端和遠端柄是解剖設計，由鈦合金制成，在骺端有一層羥基磷灰石涂層，使壓合插入達到最佳錨固。軸模塊表面經過解剖設計，近端表面由聚乙烯制成，遠端表面由鈷鉻合金制成。所有鎖扣裝置和表面相互兼容，可以互換，并且可在各種尺寸范圍內使用。近端和遠端柄有 4 種尺寸（XS、S、M、L），近端和遠端軸模塊表面有 3 種尺寸（S、M、L），并有 3 種不同厚度，通過調整模塊型號大小，可以確保假體具有適當的聯合張力。22 例患者隨訪結果提示，所有假體無移位或松動跡象。模塊化設計是該新型假體最大優勢，術后早期疼痛緩解程度和關節屈伸活動范圍令人滿意，提示 TACTYS?假體具有替代傳統 PIP 假體的潛力。2018 年，他們再次報道了 27 例患者（33 個 PIP）TACTYS?假體置換術后 12 個月的影像學檢查結果。除 39% 假體周圍出現無癥狀性骨化外，其余結果與術后早期相比無明顯變化[13]。新型假體臨床應用時間較短，尚無大宗病例多中心應用研究，有待進一步隨訪評估手部關節功能恢復的長期持久性和遠期并發癥發生情況。
2 掌指關節（metacarpophalangeal joint，MCP）置換
MCP 退變主要是類風濕性關節炎導致。MCP 不同于指間關節，其關節固定術對手指限制活動的范圍大，給患者日常活動造成影響較大，不容易被接受，一般不采取 MCP 關節融合固定術。故關節置換術是治療 MCP 關節炎的首選手術方法。MCP 置換最常用的假體是硅膠假體和高溫碳假體，而金屬-聚乙烯假體列居第 3 種。
Srnec 等[14]于 2017 年發表的一篇綜述文獻中論述了目前臨床對 MCP 置換的觀點：與非手術治療相比，硅膠假體置換術治療嚴重手部畸形的類風濕性關節炎后，患者滿意度與早期療效均較好，包括疼痛緩解、術后運動改善、尺側偏移改善，但長期療效欠佳，常發生畸形復發和關節活動度減小。硅膠假體置換術后出現假體折斷發生率可高達 63%。而高溫碳假體置換術后，手部疼痛明顯緩解，活動度增加，手部外觀改善，患者滿意度高。由于高溫碳假體為非限制型設計，缺乏鉸鏈式硅膠假體的固有穩定性，所以關節周圍軟組織穩定性較差的患者慎用，例如類風濕性關節炎由于侵犯關節周圍軟組織，造成關節畸形、MCP 尺側偏移、甚至脫位。所以高溫碳假體在 MCP 類風濕性關節炎中的使用是一個值得關注的問題，多數研究者認為高溫碳假體是治療骨關節炎的有效方法。
目前，單片硅膠假體在掌指關節成形術中仍居主導地位。但由于 Swanson 假體關節活動度不理想，學者們在此基礎上對鉸鏈部進行改良，陸續出現了新型單體硅膠假體 Avanta/Sutter 和 NeuFlex 硅膠假體，3 種均為單片假體，主要區別是鉸鏈部的設計[15]。2018 年，Joyce 等[15]報道了對折斷的 NeuFlex 假體分析結果，并與其他單片硅膠假體進行比較。30 例 NeuFlex 假體置換中，7 例假體未折斷，11 例在鉸鏈處斷裂，9 例在遠端柄處斷裂，3 例在鉸鏈處和遠端柄處斷裂，這使得 NeuFlex 假體鉸鏈部的設計初衷受到質疑。其鉸鏈部薄而微屈、與柄連接處更膨大的設計旨在增加術后手指活動度，但鉸鏈部較薄及限制性曲線也造成承載力負荷，增加了假體該部位折斷風險。但目前 NeuFlex 假體仍有一定的臨床使用率。Escott 等[16]為探討 Swanson 和 NeuFlex 假體置換術后關節運動范圍和功能，進行了前瞻性隨機對比研究。他們對 33 例（40 只手）類風濕性關節炎患者采用不同假體進行 MCP 關節成形術。術后 1 年 NeuFlex 組小指運動弧更大，但在主動 MCP 伸直、尺側偏移和復合屈曲方面與 Swanson 組無顯著差異；而 Swanson 組關節功能和美觀方面得分較高。因此，他們認為兩種假體置換重建 MCP 均能取得滿意的臨床改善程度，但是 NeuFlex 假體術后關節活動度更優，而 Swanson 假體有更好的功能和美學自我評價。硅膠假體在 MCP 類風濕關節炎置換中獲得滿意的近期效果，通常第 2～5 指 MCP 同時手術。上述研究結果對不同患者人群假體的選擇具有臨床指導意義。
Houdek 等[17]通過對 820 例急性創傷 MCP 置換患者進行回顧分析，提出 MCP 置換是治療急性復雜開放性 MCP 關節損傷的安全方法，能最大限度保留 MCP 關節運動范圍和功能。對于 MCP 開放性損傷應考慮行 MCP 置換術，以保留關節運動功能、防止疼痛、避免融合。與硅膠假體相比，高溫碳假體置換需要更好的關節周圍組織條件，更適合急性創傷半關節置換和關節內 MCP 損傷置換術。
Dickson 等[18]對 36 例接受高溫碳假體置換的 MCP 骨關節炎患者研究發現，假體 10 年生存率為 88%，并發癥（包括塌陷、脫位、術中骨折、無癥狀的吱吱聲和松動）發生率相對較低。因此他們認為硅膠假體置換仍是治療 MCP 類風濕性關節炎的金標準，鈦合金假體表面置換療效尚無明確結論，高溫碳假體置換是治療骨關節炎的首選術式。這與 Wall 等[19]報道的研究結果一致。但是 MCP 以類風濕性關節炎居多，存在關節不穩定性及尺側偏移，不提倡使用高溫碳假體。同時，Wall等[19]通過對高溫碳假體置換治療的 MCP 骨關節炎患者中長期隨訪發現，該假體應用于 MCP 的療效與 PIP 不同。大量研究發現，采用高溫碳假體行 PIP 關節置換是存在爭議的，不少學者對其結果提出質疑，甚至不主張該手術[9-10，20-22]。但高溫碳假體行 MCP 置換治療骨關節炎、創傷后關節效果均優于 PIP，在類風濕性關節炎中的效果不肯定。
3 大多角骨-第 1 掌骨（trapeziometacarpal，TMC）關節成形與關節置換
TMC 腕掌關節炎是一種高患病率的慢性疾病，Yuan 等[23]2017 年的一項研究結果顯示，美國 50 歲以上高達 8% 的男性和 25% 的女性患有 TMC 退行性關節炎，其中約 20% 患者需要治療。臨床采用帶韌帶重建和肌腱間位（ligament reconstruction tendon interposition，LRTI）的大多角骨切除術治療的比例從 2001 年的 84% 增加到 2010 年的 90%。盡管英國有臨床試驗支持采用單純大多角骨切除術，但美國手外科醫生仍愿意采用 LRTI 的大多角骨切除術。與 2001 年相比，在 2007 年—2010 年間接受 TMC 關節置換術的患者的數量略有增加。
2014 年楊勇等[24]對 19 例以韌帶重建肌腱團填塞術治療的 TMC 骨關節炎患者療效進行分析，術后 9～28 個月隨訪顯示患者手部握力增加，活動度改善，拇指橈側外展及掌側外展角度均明顯增大。研究顯示，LRTI 能消除疼痛及改善拇指活動度，但不能有效阻止第 1 掌骨向近端移位，其術后平均移位幅度超過 50%，但這種移位對療效無顯著影響。
韌帶重建松緊度與術后第 1 掌骨向近端移位理論上有一定關系，但不是絕對因素。韌帶重建過度松弛，第 1 掌骨基底向近端移位風險增大；但過度緊張也會對 TMC 關節活動產生影響；肌腱球不能完全取代原大多角骨的功能，也不能完全阻擋第 1 掌骨基底向近端移位。由此大量研究探討了不同材質 TMC 假體置換及臨床應用療效，并進行了 LRTI 的大多角骨切除術與 TMC 關節置換的療效對比分析。TMC 關節置換包括半關節、表面關節和全關節置換，在一定程度上保留了腕關節高度，緩解疼痛，然而各種假體置換后均可能發生松動和脫出；LRTI 的大多角骨切除術雖然遠期可能出現第 1 掌骨向近端移位的影像學表現，但無假體松動和脫位發生。另外，與單純大多角骨切除術相比，雖然LRTI 術后療效無明顯提高，但當關節炎退變的增生骨廣泛侵入關節周圍間隙造成 TMC 關節周圍韌帶和關節囊損壞時，韌帶重建就顯示出了理論優勢。
目前，臨床上選擇不同形狀的高溫碳假體治療 TMC 關節炎，包括第 1 掌骨基底的半關節假體、大多角骨表面盤狀關節假體、扁圓形全大多角骨置換假體，可依據 TMC 關節炎累及部位和程度選擇不同類型假體。2014 年，Mariconda 等[25]對高溫碳假體置換治療 TMC 關節炎療效進行了前瞻性研究，研究共納入 27 例患者，均行半 TMC 假體置換，術后 2 年隨訪結果顯示患者疼痛緩解，手部握力和拇指捏合力增加，無假體脫位現象，患者療效滿意。Barrera-Ochoa 等[26]用 PyroDisk 盤狀高溫碳假體進行部分 TMC 關節置換 19 例，經 5 年隨訪，假體無松動、移位，但 2 例患者出現癥狀需要翻修，其總體療效未呈現與 LRTI 類似的優勢。Maru 等[27] 回顧分析了 18 例高溫碳間置假體置換療效，其中 6 例因假體脫位和半脫位行多次手術，與 LRTI 相比并發癥高，且因多次手術導致效果欠佳。
高溫碳假體 TMC 全關節置換和第 1 掌骨基底半關節置換具有不同適應證，應根據關節炎累及大多角骨的情況選擇，但術后大多角骨假體脫出和第 1 掌骨基底假體松動在早期即呈現。TMC 全關節置換術中，大多角骨切除時對其周圍韌帶、關節囊的保留，以及假體放置后關節囊修復及肌腱條交叉重建的質量，對術后大多角骨假體脫出的發生有直接影響。
近十年不同材質的 TMC 假體，如硅膠、羥基磷灰石、陶瓷、金屬等，均有相關臨床研究文獻[28-30]。TMC 假體包括半關節和全關節假體，常用的半關節假體有 Elektra 假體[31-32]、Avanta 大多角骨表面置換假體和高溫碳假體，而全關節 TMC 假體有陶瓷、高溫碳、金屬等假體。其中半關節假體置換可獲得較好療效，但因金屬之間存在摩擦、假體松動，表面置換術后仍可能發生移位[33]。盡管 TMC 關節炎外科治療領域臨床研究文獻不斷呈現，但至今尚缺少臨床效果滿意的大多角骨填充物。Vermeulen 等[34]于 2011 年對 TMC 外科治療進行了系統評述，共 35 篇文獻納入了常規進行的 8 種手術評價體系，雖然 LRTI 應用數量多，但最終系統評價顯示沒有任何一種外科手術有證據優于其他手術。
4 手部小關節置換后的翻修術
手部各個小關節的功能越來越受到重視，無痛且能主動活動、具有一定的持物力量成為小關節術后所追崇的目標，假體植入 5～10 年以上的關節數量也逐年遞增，翻修術數量也因此增加，并呈現假體再置換或多次再置換現象，近年來也出現了對手部小關節假體翻修術的研究和系統評價分析。假體置換術后二次行單純假體取出關節成形、關節固定術相對適應證更加嚴格。
關于硅膠假體 PIP 置換術后的翻修術，2014 年 Herren 等[35]回顧 70 篇關于 PIP 硅膠假體置換術后的再翻修文獻，發現假體被移除的主要原因是假體破損、持續疼痛、感染、滑膜炎和假體松動。假體破損不是翻修的絕對適應證，如果假體破損，沒有持續性疼痛，可以充當關節墊片保留，而不一定取出翻修。硅膠假體的翻修適應年限為 10 年，示、中指是常見翻修指別，與假體破裂相關的持續疼痛是翻修術適應證中最主要一點，其次是尺側偏移。有研究觀察了 27 例 34 次翻修術效果，患者疼痛緩解、活動度增加、畸形得到改善，療效滿意，因此只有在關節極不穩定時再手術行關節固定術[35-36]。
翻修術難度明顯高于置換術，假體周圍瘢痕組織、骨髓腔隙及周圍滑膜組織聚集、骨組織薄弱、置換術中重建的韌帶及關節囊失去原組織結構，均增加了翻修術難度。Wagner 等[37]在 75 例 PIP 翻修術中選擇了硅膠假體以外的其他材質 PIP 假體，14 年隨訪結果顯示 25% 患者進行了二次翻修術，但二次翻修術后效果明顯下降，感染、假體再脫位，關節活動度下降，故翻修術中 PIP 置換是對醫生的一大挑戰。在翻修術中外科醫生面臨許多難題，包括軟組織和骨缺損、過多的瘢痕組織形成，以及變形的解剖組織，這些因素均會影響手術的最終結果。Wagner 等研究還發現，高溫碳假體置換效果存在爭議，翻修后并發癥發生率更高，另外需要在翻修手術中進行骨移植的患者其總體結果更差。
MCP 和 TMC 關節置換術后也和 PIP 關節一樣面臨 10 年期的翻修術，有報道用 Swanson 假體翻修 LRTI 術后失敗的 TMC 關節[38]，可使癥狀得到改善。
5 小結和展望
目前，自 Swanson 公司成功研發硅膠小關節假體以來已有五十余年，期間小關節假體的材料和設計獲得了不斷發展、創新，但目前的小關節假體尚無與膝關節一樣成熟穩定的假體，而且沒有整體性能超越 Swanson 關節的替代產品。隨著手術技術的進步和不同設計假體的出現，以及患者對生活質量的期望值提升，臨床小關節置換應用越來越多，翻修術也隨之增加，因此極需要一種接近人體功能的成熟小關節假體。同時，國內小關節領域的研發和引進都面臨與國際接軌的速度。由于手部精細復雜的解剖結構，需要交叉學科領域的協同，數字化 3D 打印技術進一步多元化拓展，使單一腕骨和手指半關節的個性化假體進入了小關節領域。未來需要轉變觀念、創新思維，突破小關節設計理念的瓶頸，從再生醫學、轉化醫學的視角獲得組織工程方面的關節修復。
手由諸多小關節和結構復雜的關節周圍組織構成，具有靈活及精細的操作功能。當關節炎、創傷及腫瘤所致缺損、缺血性骨壞死等疾患累及小關節時，會發生手部疼痛、腫脹、畸形及關節活動障礙，嚴重影響患者日常生活。關節重建或關節置換旨在創造一種無疼痛關節，以保持關節活動和手部功能。在過去的 60 年里，學者們圍繞手部小關節假體及置換技術進行了大量研究，雖然術后手部疼痛緩解程度和運動功能尚未達到大關節置換術效果，但也使創傷、關節炎、僵硬和不穩定的手部關節治療發生了革命性變化[1]。現回顧國內外手部小關節重建和假體置換領域的相關研究報道，總結該領域研究現狀及近十年來的進展，為臨床治療以及進一步探索新技術提供參考。
1 近側指間關節（proximal interphalangeal joint，PIP）置換
關節置換是治療 PIP 晚期骨關節炎、類風濕性關節炎和創傷后關節炎的術式之一。20 世紀 60 年代 Swanson 公司率先研制了 PIP 假體（Swanson 假體），其為硅膠單體植入物，假體中間膨大處以凹槽作為鉸鏈。該假體易于安裝且置換后可有效改善疼痛，已成為治療 PIP 關節炎的標準術式[2-3]。但是硅膠假體也存在一定不足，置換術后 PIP 關節恢復程度有限，橫向穩定性差，且假體可能折斷，假體壽命有待進一步延長。為避免硅膠假體相關問題，學者們陸續開發了其他類型假體，例如采用鈦合金材料制備的鈦合金假體，利用金屬/聚乙烯開發的具有滑動能力的鈦-聚乙烯假體以及非限制型高溫碳假體。臨床研究表明，這些假體置換后能有效緩解疼痛，效果滿意，但也存在關節活動范圍改善程度不足等問題，而且術后假體松動、下沉或應力遮擋是金屬假體特有的缺點。另外，陶瓷和高溫碳假體還存在不能成骨融合的風險，其中最嚴重的是關節固定和假體穩定性問題。
1.1 PIP 假體的評價
Daecke 等[4]為探討不同類型假體治療 PIP 骨關節炎的療效，進行了多中心隨機對照前瞻性研究。該研究共納入 43 例患者，分別在 3 個德國手外科中心隨機采用鈦-聚乙烯假體、高溫碳假體以及硅膠假體置換。結果顯示，術后患者主觀疼痛緩解程度以及客觀臨床指標比較差異無統計學意義，但不同類型假體實現良好術后運動的潛力不同，其中鈦-聚乙烯假體表面置換達最佳。與傳統硅膠假體相比，鈦-聚乙烯假體表面置換術后并發癥和關節移位率明顯較高；高溫碳假體與骨組織整合較差，術后可能出現進行性假體柄松動，相關動物實驗也顯示鈦-聚乙烯假體相比高溫碳假體具有理想的骨整合性能。該研究結論對臨床假體選擇和術式選擇具有很好的指導意義。術前需要全面評估患手關節骨密度、指骨皮質厚度、關節周圍軟組織損壞程度、關節畸形程度和持續畸形時間、伸屈肌腱張力，以及患者對患手的日常依賴程度，結合各種假體特性，選擇假體類型、術中重建關節周圍軟組織結構的方式及關節腔隙容量，術后制定個性化康復計劃，以利于提升置換術療效和假體壽命。
臨床應用高溫碳假體行 PIP 置換已有 18 余年，該假體置換術后關節脫位、翻修比例高已基本達成共識，特別是早期假體松動、脫位，使翻修術時間提前。2011 年 Sweets 等[5]對 17 例（31 指）采用高溫碳假體行 PIP 置換的患者進行了 2 年以上隨訪，術后早期療效較好，但遠期指骨間關節活動度明顯下降，并發癥發生率高，而且假體松動是一個主要問題，患者滿意度不穩定。高溫碳假體 PIP 置換術 5～10 年中遠期隨訪結果顯示，術后 2 年內脫位發生率高于其他假體，漸進性松動且整體翻修率高，遠期活動度下降，但患者疼痛普遍得到改善[6-7]。
2018 年，Nicole 等[8]對 PIP 置換術后并發癥、再手術（非假體翻修手術）和翻修術發生率進行了 Meta 分析，包括 34 篇文獻 1 868 個 PIP。其中，并發癥發生率高溫碳假體為 14%、金屬聚乙烯假體 10%、硅膠假體 11%，各類型假體間差異無統計學意義。與其他類型假體相比，硅膠假體術后手指偏移（3%）和不穩定性（2%）發生率更低；與高溫碳假體（7%）和金屬聚乙烯假體（10%）相比，硅膠假體（1%）的再手術率更低；高溫碳假體、金屬聚乙烯假體、硅膠假體置換術后翻修率分別為 4%、3%、2%。該結果表明硅膠假體仍是 PIP 置換的一個有價值的選擇。表面置換假體可能會更好地糾正不穩定或偏移的 PIP，但存在更高的再手術風險。Reissner 等[9]和 Heers 等[10]分別報道了高溫碳假體 PIP 置換術后 10 年及遠期臨床功能和影像學隨訪結果，發現假體柄下沉、運動范圍不良、假體移位發生率高，因此他們不支持采用高溫碳假體置換治療 PIP 關節炎。
1.2 新型 PIP 假體的臨床應用
PIP 置換和翻修時，大多數假體需要進行大量骨切除，包括部分或完全釋放副韌帶；另外，硅膠假體相當于關節之間的間隔物，不具有關節解剖形態，陶瓷和高溫碳假體不能成骨融合，易發生松動。為了解決這些問題，Schindele 等[11]于 2015 年報道了一項用于 PIP 置換的模塊化假體（CapFlex-PIP）前瞻性研究。CapFlex-PIP 是一種模塊滑動表面 PIP 假體，由兩部分組成，近端為鈷鉻合金的雙髁帽，遠端為超高分子量聚乙烯的關節面，這兩部分都有一個鈦孔基用于無骨融合。雖然 CapFlex-PIP 只有用于髓內固定的短柄引腳，但該設計提供了一種經典的聚乙烯金屬滑動表面，符合 PIP 關節面相嵌合的解剖形態。CapFlex-PIP 固定依賴于壓合固定，該原理出自于現代膝關節置換。由于用一種特殊的調制器對近端組件進行了預輪廓，因此術中只需將短柄引腳插入髓腔。與其他 PIP 關節表面置換相比，該手術技術更簡便。這些短柄引腳保證了旋轉穩定性；CapFlex-PIP 具有大面積鈦涂層的骨接觸面，保障了成骨融合；不同型號聚乙烯關節面高度可根據術中關節穩定性進行模塊調整，以提供理想的側副韌帶張力。Schindele 等對 10 例患者行 CapFlex-PIP 置換術，術后 1 年假體達完全骨融合，隨訪期間無假體遷移發生，也無松動或輻射線跡象。通過壓合固定，大量骨組織得以保留，有利于后期翻修手術，如轉換到硅膠墊片或關節固定術，這將是一個優勢。目前 10 例患者隨訪達 2 年，隨訪結果提示這種新型假體適應證僅限于有理想關節條件患者。關節軸偏移小、側向不穩定性小、完整的伸屈肌腱和一定的屈伸活動區間且無關節突出，是該假體置換的先決條件。該新型假體術后遠期療效有待更大宗病例的隨訪分析。
2016 年，法國 Athlani 等[12]報道了一種新型 PIP 關節假體 TACTYS?，并在單中心的 22 例患者中應用，術后隨訪至少 2 年。TACTYS? 假體（Stryker 公司，法國）是一種完全模塊化組件的、滑動的、無約束的、全 PIP 關節假體，由 4 個獨立組件組成。髓內近端和遠端柄是解剖設計，由鈦合金制成，在骺端有一層羥基磷灰石涂層，使壓合插入達到最佳錨固。軸模塊表面經過解剖設計，近端表面由聚乙烯制成，遠端表面由鈷鉻合金制成。所有鎖扣裝置和表面相互兼容，可以互換，并且可在各種尺寸范圍內使用。近端和遠端柄有 4 種尺寸（XS、S、M、L），近端和遠端軸模塊表面有 3 種尺寸（S、M、L），并有 3 種不同厚度，通過調整模塊型號大小，可以確保假體具有適當的聯合張力。22 例患者隨訪結果提示，所有假體無移位或松動跡象。模塊化設計是該新型假體最大優勢，術后早期疼痛緩解程度和關節屈伸活動范圍令人滿意，提示 TACTYS?假體具有替代傳統 PIP 假體的潛力。2018 年，他們再次報道了 27 例患者（33 個 PIP）TACTYS?假體置換術后 12 個月的影像學檢查結果。除 39% 假體周圍出現無癥狀性骨化外，其余結果與術后早期相比無明顯變化[13]。新型假體臨床應用時間較短，尚無大宗病例多中心應用研究，有待進一步隨訪評估手部關節功能恢復的長期持久性和遠期并發癥發生情況。
2 掌指關節（metacarpophalangeal joint，MCP）置換
MCP 退變主要是類風濕性關節炎導致。MCP 不同于指間關節，其關節固定術對手指限制活動的范圍大，給患者日常活動造成影響較大，不容易被接受，一般不采取 MCP 關節融合固定術。故關節置換術是治療 MCP 關節炎的首選手術方法。MCP 置換最常用的假體是硅膠假體和高溫碳假體，而金屬-聚乙烯假體列居第 3 種。
Srnec 等[14]于 2017 年發表的一篇綜述文獻中論述了目前臨床對 MCP 置換的觀點：與非手術治療相比，硅膠假體置換術治療嚴重手部畸形的類風濕性關節炎后，患者滿意度與早期療效均較好，包括疼痛緩解、術后運動改善、尺側偏移改善，但長期療效欠佳，常發生畸形復發和關節活動度減小。硅膠假體置換術后出現假體折斷發生率可高達 63%。而高溫碳假體置換術后，手部疼痛明顯緩解，活動度增加，手部外觀改善，患者滿意度高。由于高溫碳假體為非限制型設計，缺乏鉸鏈式硅膠假體的固有穩定性，所以關節周圍軟組織穩定性較差的患者慎用，例如類風濕性關節炎由于侵犯關節周圍軟組織，造成關節畸形、MCP 尺側偏移、甚至脫位。所以高溫碳假體在 MCP 類風濕性關節炎中的使用是一個值得關注的問題，多數研究者認為高溫碳假體是治療骨關節炎的有效方法。
目前，單片硅膠假體在掌指關節成形術中仍居主導地位。但由于 Swanson 假體關節活動度不理想，學者們在此基礎上對鉸鏈部進行改良，陸續出現了新型單體硅膠假體 Avanta/Sutter 和 NeuFlex 硅膠假體，3 種均為單片假體，主要區別是鉸鏈部的設計[15]。2018 年，Joyce 等[15]報道了對折斷的 NeuFlex 假體分析結果，并與其他單片硅膠假體進行比較。30 例 NeuFlex 假體置換中，7 例假體未折斷，11 例在鉸鏈處斷裂，9 例在遠端柄處斷裂，3 例在鉸鏈處和遠端柄處斷裂，這使得 NeuFlex 假體鉸鏈部的設計初衷受到質疑。其鉸鏈部薄而微屈、與柄連接處更膨大的設計旨在增加術后手指活動度，但鉸鏈部較薄及限制性曲線也造成承載力負荷，增加了假體該部位折斷風險。但目前 NeuFlex 假體仍有一定的臨床使用率。Escott 等[16]為探討 Swanson 和 NeuFlex 假體置換術后關節運動范圍和功能，進行了前瞻性隨機對比研究。他們對 33 例（40 只手）類風濕性關節炎患者采用不同假體進行 MCP 關節成形術。術后 1 年 NeuFlex 組小指運動弧更大，但在主動 MCP 伸直、尺側偏移和復合屈曲方面與 Swanson 組無顯著差異；而 Swanson 組關節功能和美觀方面得分較高。因此，他們認為兩種假體置換重建 MCP 均能取得滿意的臨床改善程度，但是 NeuFlex 假體術后關節活動度更優，而 Swanson 假體有更好的功能和美學自我評價。硅膠假體在 MCP 類風濕關節炎置換中獲得滿意的近期效果，通常第 2～5 指 MCP 同時手術。上述研究結果對不同患者人群假體的選擇具有臨床指導意義。
Houdek 等[17]通過對 820 例急性創傷 MCP 置換患者進行回顧分析，提出 MCP 置換是治療急性復雜開放性 MCP 關節損傷的安全方法，能最大限度保留 MCP 關節運動范圍和功能。對于 MCP 開放性損傷應考慮行 MCP 置換術，以保留關節運動功能、防止疼痛、避免融合。與硅膠假體相比，高溫碳假體置換需要更好的關節周圍組織條件，更適合急性創傷半關節置換和關節內 MCP 損傷置換術。
Dickson 等[18]對 36 例接受高溫碳假體置換的 MCP 骨關節炎患者研究發現，假體 10 年生存率為 88%，并發癥（包括塌陷、脫位、術中骨折、無癥狀的吱吱聲和松動）發生率相對較低。因此他們認為硅膠假體置換仍是治療 MCP 類風濕性關節炎的金標準，鈦合金假體表面置換療效尚無明確結論，高溫碳假體置換是治療骨關節炎的首選術式。這與 Wall 等[19]報道的研究結果一致。但是 MCP 以類風濕性關節炎居多，存在關節不穩定性及尺側偏移，不提倡使用高溫碳假體。同時，Wall等[19]通過對高溫碳假體置換治療的 MCP 骨關節炎患者中長期隨訪發現，該假體應用于 MCP 的療效與 PIP 不同。大量研究發現，采用高溫碳假體行 PIP 關節置換是存在爭議的，不少學者對其結果提出質疑，甚至不主張該手術[9-10，20-22]。但高溫碳假體行 MCP 置換治療骨關節炎、創傷后關節效果均優于 PIP，在類風濕性關節炎中的效果不肯定。
3 大多角骨-第 1 掌骨（trapeziometacarpal，TMC）關節成形與關節置換
TMC 腕掌關節炎是一種高患病率的慢性疾病，Yuan 等[23]2017 年的一項研究結果顯示，美國 50 歲以上高達 8% 的男性和 25% 的女性患有 TMC 退行性關節炎，其中約 20% 患者需要治療。臨床采用帶韌帶重建和肌腱間位（ligament reconstruction tendon interposition，LRTI）的大多角骨切除術治療的比例從 2001 年的 84% 增加到 2010 年的 90%。盡管英國有臨床試驗支持采用單純大多角骨切除術，但美國手外科醫生仍愿意采用 LRTI 的大多角骨切除術。與 2001 年相比，在 2007 年—2010 年間接受 TMC 關節置換術的患者的數量略有增加。
2014 年楊勇等[24]對 19 例以韌帶重建肌腱團填塞術治療的 TMC 骨關節炎患者療效進行分析，術后 9～28 個月隨訪顯示患者手部握力增加，活動度改善，拇指橈側外展及掌側外展角度均明顯增大。研究顯示，LRTI 能消除疼痛及改善拇指活動度，但不能有效阻止第 1 掌骨向近端移位，其術后平均移位幅度超過 50%，但這種移位對療效無顯著影響。
韌帶重建松緊度與術后第 1 掌骨向近端移位理論上有一定關系，但不是絕對因素。韌帶重建過度松弛，第 1 掌骨基底向近端移位風險增大；但過度緊張也會對 TMC 關節活動產生影響；肌腱球不能完全取代原大多角骨的功能，也不能完全阻擋第 1 掌骨基底向近端移位。由此大量研究探討了不同材質 TMC 假體置換及臨床應用療效，并進行了 LRTI 的大多角骨切除術與 TMC 關節置換的療效對比分析。TMC 關節置換包括半關節、表面關節和全關節置換，在一定程度上保留了腕關節高度，緩解疼痛，然而各種假體置換后均可能發生松動和脫出；LRTI 的大多角骨切除術雖然遠期可能出現第 1 掌骨向近端移位的影像學表現，但無假體松動和脫位發生。另外，與單純大多角骨切除術相比，雖然LRTI 術后療效無明顯提高，但當關節炎退變的增生骨廣泛侵入關節周圍間隙造成 TMC 關節周圍韌帶和關節囊損壞時，韌帶重建就顯示出了理論優勢。
目前，臨床上選擇不同形狀的高溫碳假體治療 TMC 關節炎，包括第 1 掌骨基底的半關節假體、大多角骨表面盤狀關節假體、扁圓形全大多角骨置換假體，可依據 TMC 關節炎累及部位和程度選擇不同類型假體。2014 年，Mariconda 等[25]對高溫碳假體置換治療 TMC 關節炎療效進行了前瞻性研究，研究共納入 27 例患者，均行半 TMC 假體置換，術后 2 年隨訪結果顯示患者疼痛緩解，手部握力和拇指捏合力增加，無假體脫位現象，患者療效滿意。Barrera-Ochoa 等[26]用 PyroDisk 盤狀高溫碳假體進行部分 TMC 關節置換 19 例，經 5 年隨訪，假體無松動、移位，但 2 例患者出現癥狀需要翻修，其總體療效未呈現與 LRTI 類似的優勢。Maru 等[27] 回顧分析了 18 例高溫碳間置假體置換療效，其中 6 例因假體脫位和半脫位行多次手術，與 LRTI 相比并發癥高，且因多次手術導致效果欠佳。
高溫碳假體 TMC 全關節置換和第 1 掌骨基底半關節置換具有不同適應證，應根據關節炎累及大多角骨的情況選擇，但術后大多角骨假體脫出和第 1 掌骨基底假體松動在早期即呈現。TMC 全關節置換術中，大多角骨切除時對其周圍韌帶、關節囊的保留，以及假體放置后關節囊修復及肌腱條交叉重建的質量，對術后大多角骨假體脫出的發生有直接影響。
近十年不同材質的 TMC 假體，如硅膠、羥基磷灰石、陶瓷、金屬等，均有相關臨床研究文獻[28-30]。TMC 假體包括半關節和全關節假體，常用的半關節假體有 Elektra 假體[31-32]、Avanta 大多角骨表面置換假體和高溫碳假體，而全關節 TMC 假體有陶瓷、高溫碳、金屬等假體。其中半關節假體置換可獲得較好療效，但因金屬之間存在摩擦、假體松動，表面置換術后仍可能發生移位[33]。盡管 TMC 關節炎外科治療領域臨床研究文獻不斷呈現，但至今尚缺少臨床效果滿意的大多角骨填充物。Vermeulen 等[34]于 2011 年對 TMC 外科治療進行了系統評述，共 35 篇文獻納入了常規進行的 8 種手術評價體系，雖然 LRTI 應用數量多，但最終系統評價顯示沒有任何一種外科手術有證據優于其他手術。
4 手部小關節置換后的翻修術
手部各個小關節的功能越來越受到重視，無痛且能主動活動、具有一定的持物力量成為小關節術后所追崇的目標，假體植入 5～10 年以上的關節數量也逐年遞增，翻修術數量也因此增加，并呈現假體再置換或多次再置換現象，近年來也出現了對手部小關節假體翻修術的研究和系統評價分析。假體置換術后二次行單純假體取出關節成形、關節固定術相對適應證更加嚴格。
關于硅膠假體 PIP 置換術后的翻修術，2014 年 Herren 等[35]回顧 70 篇關于 PIP 硅膠假體置換術后的再翻修文獻，發現假體被移除的主要原因是假體破損、持續疼痛、感染、滑膜炎和假體松動。假體破損不是翻修的絕對適應證，如果假體破損，沒有持續性疼痛，可以充當關節墊片保留，而不一定取出翻修。硅膠假體的翻修適應年限為 10 年，示、中指是常見翻修指別，與假體破裂相關的持續疼痛是翻修術適應證中最主要一點，其次是尺側偏移。有研究觀察了 27 例 34 次翻修術效果，患者疼痛緩解、活動度增加、畸形得到改善，療效滿意，因此只有在關節極不穩定時再手術行關節固定術[35-36]。
翻修術難度明顯高于置換術，假體周圍瘢痕組織、骨髓腔隙及周圍滑膜組織聚集、骨組織薄弱、置換術中重建的韌帶及關節囊失去原組織結構，均增加了翻修術難度。Wagner 等[37]在 75 例 PIP 翻修術中選擇了硅膠假體以外的其他材質 PIP 假體，14 年隨訪結果顯示 25% 患者進行了二次翻修術，但二次翻修術后效果明顯下降，感染、假體再脫位，關節活動度下降，故翻修術中 PIP 置換是對醫生的一大挑戰。在翻修術中外科醫生面臨許多難題，包括軟組織和骨缺損、過多的瘢痕組織形成，以及變形的解剖組織，這些因素均會影響手術的最終結果。Wagner 等研究還發現，高溫碳假體置換效果存在爭議，翻修后并發癥發生率更高，另外需要在翻修手術中進行骨移植的患者其總體結果更差。
MCP 和 TMC 關節置換術后也和 PIP 關節一樣面臨 10 年期的翻修術，有報道用 Swanson 假體翻修 LRTI 術后失敗的 TMC 關節[38]，可使癥狀得到改善。
5 小結和展望
目前，自 Swanson 公司成功研發硅膠小關節假體以來已有五十余年，期間小關節假體的材料和設計獲得了不斷發展、創新，但目前的小關節假體尚無與膝關節一樣成熟穩定的假體，而且沒有整體性能超越 Swanson 關節的替代產品。隨著手術技術的進步和不同設計假體的出現，以及患者對生活質量的期望值提升，臨床小關節置換應用越來越多，翻修術也隨之增加，因此極需要一種接近人體功能的成熟小關節假體。同時，國內小關節領域的研發和引進都面臨與國際接軌的速度。由于手部精細復雜的解剖結構，需要交叉學科領域的協同，數字化 3D 打印技術進一步多元化拓展，使單一腕骨和手指半關節的個性化假體進入了小關節領域。未來需要轉變觀念、創新思維，突破小關節設計理念的瓶頸，從再生醫學、轉化醫學的視角獲得組織工程方面的關節修復。