脉冲冲洗在骨水泥型全膝关节置换术中的应用效果

周观金　彭　昊　周建林　陈　森武汉大学人民医院骨二科，湖北武汉430060

脉冲冲洗在骨水泥型全膝关节置换术中的应用效果

周观金彭昊周建林陈森
武汉大学人民医院骨二科，湖北武汉430060

目的探讨骨水泥型全膝关节置换术中应用脉冲冲洗对患者术后炎性反应、血栓指标及伤口愈合情况的影响。方法选取武汉大学人民医院骨二科2014年9月～2015年9日因膝关节骨性关节炎行单侧骨水泥型全膝关节置换术的患者64例，采用随机数字表法分为两组，实验组32例（术中应用脉冲冲洗）和对照组32例（术中应用普通球囊冲洗）。检测并比较两组患者在不同时间点的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素-6（IL-6）、D-二聚体水平；术后行双下肢深静脉彩超检查，比较两组患者的下肢深静脉血栓发生率；观察两组患者术后伤口愈合情况并记录伤口拆线时间。结果实验组患者在术后第1、6天血液检测中TNF-α、IL-6水平均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；实验组患者在术后第4天D-二聚体含量、双下肢深静脉血栓发生率均低于对照组，差异有统计学差异（P＜0.05）；实验组患者伤口渗血的发生率及平均拆线时间少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论骨水泥型全膝关节置换术中应用脉冲冲洗可有效减轻术后炎症，降低深静脉血栓等并发症的发生率，促进伤口愈合，值得临床推广使用。

全膝关节置换术；脉冲冲洗；炎症；血栓

全膝关节置换术已逐渐成为治疗中老年人终末期膝关节骨性关节炎的有效方法，可缓解患者膝关节疼痛，改善膝关节功能［1］。全膝关节置换术后常见并发症包括术后疼痛、关节僵硬、假体周围感染、深静脉血栓、肺栓塞等，其中，术后假体周围感染是其灾难性的并发症［2］。全膝关节置换术中因大量截骨和骨水泥的使用会产生很多骨和骨水泥碎屑，术后感染的发生率与残留在手术部位的组织碎屑及细菌密切相关［3］。全膝关节置换术中扩髓后骨小梁面上积存的脂肪颗粒、骨屑、积血会增加患者术后炎症、脂肪栓塞和下肢深静脉血栓形成的风险［4］。在全膝关节置换术中用生理盐水对手术伤口部位进行充分冲洗可有效清除伤口处的残留物及病原菌，是一种有效的预防感染方法［5］。本研究发现，与传统的普通球囊冲洗相比，在全膝关节置换术中应用脉冲冲洗可更加充分清除手术伤口部位的骨与骨水泥碎屑及病原菌，有效降低患者术后炎性反应和深静脉血栓发生率，促进伤口的愈合。现报道如下：

1　资料与方法

1.1一般资料

选取2014年9月～2015年9月于武汉大学人民医院骨二科（以下简称“我科”）因膝关节骨性关节炎行单侧全膝关节置换术患者64例，其中，男27例，女37例，年龄为56～78岁，体重为49～70 kg，均符合美国麻醉医师协会（ASA）麻醉风险评定Ⅰ～Ⅱ级标准。采用随机数字表法分为两组：实验组32例，术中应用脉冲冲洗枪冲洗。对照组32例，术中应用普通球囊冲洗。两组所用的冲洗液均为生理盐水。所有患者对治疗方案有知情权，表示愿意接受试验并签署知情同意书。排除凝血功能障碍、类风湿性关节炎、膝关节感染、结核、心肺功能及肝肾功能不全、合并免疫性疾病的患者。本研究经医院伦理委员会同意。

1.2方法

所有患者均在全麻下由同一组骨关节外科医生行单侧骨水泥型人工膝关节置换术。患者均取仰卧位，采用膝前正中切口行骨水泥型人工膝关节置换。实验组患者行胫骨、股骨截骨后，在安装假体前，应用2 L生理盐水脉冲冲洗枪（WZ-WDS-01，宁波五洲医疗器械有限公司）冲洗。假体安装完成后、缝合前再次用2 L生理盐水脉冲冲洗枪冲洗。对照组在术中截骨后、安装膝关节假体前采用2 L生理盐水普通球囊冲洗，假体安装完成后、缝合前再次用2 L生理盐水普通球囊冲洗。所有患者术后均采用相同处理方式，使用由麻醉医师配制的统一的镇痛泵镇痛。术后均在同一组医师指导下开始行股四头肌及踝泵功能锻炼，术后24 h拔出引流管后行膝关节主被动活动锻炼。所有患者术后均常规使用低分子肝素钠行抗凝治疗，克赛针40 mg（赛诺菲公司，法国），皮下注射，qd，用至术后第10天。

1.3观察指标

1.3.1术后炎症指标的检测选取最典型的炎症因子：肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-6（IL-6）来评估患者的炎性反应。检测并记录所有患者术前、术后第1、6天的TNF-α及IL-6水平。

1.3.2术后D-二聚体含量及双下肢深静脉血栓形成情况检测所有患者均在术前及术后第4天取静脉血检测D-二聚体含量；两组患者均在术后第4天行双下肢深静脉彩超检查，评估下肢深静脉血栓形成的风险。

1.3.3术后伤口愈合情况及拆线时间观察两组患者术后伤口的愈合情况、有无渗血及感染，记录两组患者的伤口拆线时间。

1.4统计学方法

采用SPSS 13.0统计学软件进行数据分析，计量资料数据用均数±标准差（x±s）表示，两组间比较采用t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

所有患者术后均住院至伤口拆线，64例患者无一失访。

2.1两组患者一般情况比较

两组患者在年龄、体重指数、性别、手术时间、术中出血等方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。

表1　两组患者一般情况比较（±s）

表1　两组患者一般情况比较（±s）

组别例数年龄（岁）体重指数（kg/m2）性别（例，男/女）手术时间（min）术中出血量（m L）实验组对照组P值32 32 63.9±6.9 65.2±5.9＞0.05 22.6±2.9 21.6±2.3＞0.05 14/18 13/19＞0.05 103.2±12.9 100.5±12.9＞0.05 105.9±8.8 102.0±9.4＞0.05

2.2两组患者炎症因子水平比较

在术前、术后第1、6天抽取患者静脉血，检测其血清TNF-α、IL-6水平，结果显示，两组患者术前血清TNF-α、IL-6水平差异无统计学意义（P＞0.05）；实验组术后第1、6天TNF-α、IL-6水平均低于对照组，差异有高度统计学意义（P＜0.01）。见表2。

表2　两组患者不同时间点TNF-α、IL-6水平比较（ng/L，±s）

表2　两组患者不同时间点TNF-α、IL-6水平比较（ng/L，±s）

注：TNF-α：肿瘤坏死因子-α；IL-6：白介素-6

TNF-α术前术后第1天组别例数术后第6天IL-6术前术后第1天术后第6天实验组对照组P值32 32 15.9±4.3 15.5±4.1＞0.05 20.5±3.7 27.5±2.6＜0.01 43.3±3.7 58.4±4.5＜0.01 15.5±3.9 15.7±3.6＞0.05 42.7±3.4 54.1±4.0＜0.01 46.8±4.5 56.1±5.4＜0.01

2.3两组患者D-二聚体含量及深静脉血栓发生率比较

在术前及术后第4天抽取患者静脉血，检测D-二聚体含量，所有患者在术后第4天行双下肢静脉彩超检查，分析深静脉血栓发生率。结果显示，两组患者术前D-二聚体含量差异无统计学意义（P＞0.05），术后第4天，实验组D-二聚体含量明显低于对照组，差异有高度统计学意义（P＜0.01）。术后第4天行双下肢静脉彩超发现，实验组患者深静脉血栓发生率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3　两组患者不同时间点D-二聚体含量及深静脉血栓发生率比较

2.4两组患者伤口渗血、感染发生率及平均拆线时间比较

实验组有1例患者术后伤口渗血，对照组有6例患者术后伤口渗血，均予以换药处理后好转；实验组患者伤口渗血发生率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。实验组无一例患者出现伤口感染，对照组有1例患者出现伤口感染，但两组差异无统计学意义（P＞0.05）。实验组患者平均拆线时间短于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4　两组患者伤口渗血、感染发生率及平均拆线时间比较

3　讨论

随着我国社会人口老龄化进展，膝关节骨性关节炎的发病率逐渐升高。研究调查表明，我国社区中老年人60岁以上人群发病率为60.1%，且有向老龄化发展的趋势［6］。全膝关节置换术已成为治疗膝骨关节炎的重要方法。全膝关节置换手术切口较窄，手术创伤部位深，术中因大量截骨和骨水泥的运用会产生许多骨碎屑和骨水泥碎屑颗粒，且骨髓腔中骨小梁上的骨屑、脂肪颗粒积血较多，因此在全膝关节置换术中植入假体前后都需要用大量盐水反复彻底的将创面冲洗干净［7］。全膝关节置换术中对手术部位进行充分冲洗可有效降低术后感染发生率［8］。有研究表明，直径＜20μm的骨与骨水泥碎屑颗粒可引起机体释放TNF-α、IL-6、前列腺素E来诱导炎性反应，甚至会引起全身性的炎性反应，增加伤口感染概率，延长伤口愈合［9］。因此，能否充分清除全膝关节置换术中产生的骨与骨水泥碎屑对预防全膝关节置换术后感染尤为重要。

脉冲冲洗仪是集合脉冲冲洗和抽吸的一次性冲洗系统，可行加压、可持续性冲洗［10］。冲洗喷管可根据冲洗部位自由更换，能深入到更深、更小的部位进行多角度快速有效的冲洗［11］。脉冲冲洗仪可使冲洗液形成高压水雾状或水柱状，能有效清除骨与骨水泥碎屑，还能清除创伤表面的细菌颗粒，从而降低术后患者伤口感染及全身性炎性反应的发生率［12］。应用普通球囊冲洗方法不仅不能充分清除碎屑颗粒、病原菌，而且还较容易将碎屑颗粒和细菌带入至伤口的深处，增加了伤口感染风险［13］。此外，脉冲冲洗仪专用的多向喷头设计可对膝关节的隐蔽腔隙进行充分冲洗，达到冲洗彻底的目的［14］。翁伟峰等［15］对42只白兔进行研究，分别进行脉冲冲洗和普通皮球冲洗，发现使用脉冲冲洗可有效减少伤口表面的颗粒污染物和细菌，跟普通球囊冲洗相比差异显著。周超等［16］对70例骨与软组织感染的患者进行研究，所有患者在常规清创冲洗后进行脉冲冲洗，分别提取术前、常规冲洗后、脉冲冲洗后的渗液作为标本进行病原菌检测，发现脉冲冲洗清除骨与软组织感染创面致病菌效果显著。

本研究通过监测患者炎症因子指标及深静脉血栓发生率等分析比较全膝关节置换术中应用脉冲冲洗的优势。TNF-α主要由单核细胞和巨噬细胞产生，手术的创伤刺激可引起TNF-α合成及释放增加，激发炎性反应。IL-6是由多种淋巴细胞和非淋巴细胞产生的促炎因子，是炎症急性期反应的主要细胞因子［17］。TNF-α和IL-6具有增强多种炎症介质以及促使炎性细胞聚集的作用，是反映机体早期炎性损伤的敏感指标［18-19］。在本研究中，实验组和对照组患者术前TNF-α和IL-6水平无明显差异（P＞0.05），但在术后第1、6天，实验组患者TNF-α和IL-6水平明显较对照组低，差异有统计学意义（P＜0.05）。提示脉冲冲洗可有效减少机体内炎症因子的产生，降低全膝关节置换术后炎症性不良反应的发生率。Watanabe等［20］认为，全膝关节置换术后第4天检测患者血浆中D-二聚体含量可作为深静脉血栓的早期诊断。在全膝关节置换术后，通过监测患者D-二聚体的含量及双下肢深静脉彩超的检查可判断患者深静脉血栓的形成情况。本研究中实验组患者术后第4天的D-二聚体含量显著低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），通过双下肢静脉彩超检查发现，实验组患者的深静脉血栓发生率也低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明全膝关节置换术中使用脉冲冲洗可有效降低患者术后深静脉血栓的发生率。实验组患者伤口渗血率低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。实验组患者伤口感染率低于对照组，但可能由于样本例数较少，两者差异并无统计学意义，需做进一步临床研究。实验组患者平均拆线时间短于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明术中应用脉冲冲洗可降低术后伤口渗血、感染的风险，促进伤口愈合。

综上所述，全膝关节置换术中使用脉冲冲洗可有效降低患者炎性反应及深静脉血栓发生率，促进伤口愈合，是全膝关节置换术围术期预防感染和深静脉血栓的安全有效方法，值得临床推广使用。但由于本研究对象例数偏少，结果难免会有偏倚，另外，在脉冲冲洗器的具体使用时间点、冲洗水量、时间等方面还需进一步深入研究，从而选择最佳的使用方案。

［1］Simth TO，Latham S，Maskey V，et al.Patients＇perceptions of physical activity before and after joint replacement：a systematic reviewwithmeta-ethnographic analysis［J］.Postgrad Med J，2015，91（1079）：483-491.

［2］Le DH，Goodman SB，Maloney WJ，et al.Currentmodes of failure in TKA：infection，instability，and stiffness predominate［J］.Clinical Orthopaedics&Related Research，2014，472（7）：2197-2200.

［3］方恺.人工膝关节置换后的假体周围感染［J］.中国组织工程研究与临床康复，2010，14（30）：5650-5653.

［4］Pennbarwell JG，Murray CK，Wenke JC.Local antibiotic delivery by a bioabsorbable gel is superior to PMMA bead depot in reducing infection in an open fracture model［J］. Journal of Orthopaedic Trauma，2014，28（6）：370-375.

［5］Stryker LS，AbdelMP，Hanssen AD.Predictive value of inflammatorymarkers for irrigation and debridement of acute TKA infection［J］.Orthopedics，2013，36（6）：765-770.

［6］黄洪容.我国社区中老年人膝骨关节炎的发病趋势分析［J］.当代医学，2012，18（12）：59-60.

［7］高冬莉.关节置换手术中关节腔冲洗的研究进展［J］.中外医疗，2012，31（9）：186-187.

［8］RomanòC，Logoluso N，Drago L，et al.Role for Irrigation and Debridement in Periprosthetic Infections［J］.Journal of Knee Surgery，2014，27（4）：267-272.

［9］Niki Y，Matsumoto H，Otani T，et al.Flow cytometric technique for thedetection ofphagocytosedwearparticles in patientswith total joint arthroplasty［J］.Biomaterials，2003，24（21）：3715-3724.

［10］李晨，李兴艳，田林强，等.脉冲冲洗器在清创术中应用［J］.骨科，2012，3（3）：161-162.

［11］宋烜赫，樊昌东.骨髓腔高压脉冲冲刷后充填骨水泥降低假体松动的断层CT评估及大体观察［J］.中国组织工程研究与临床康复，2008，12（30）：5892-5895.

［12］Mote GA，Malay DS.Efficacy of power-pulsed lavage in lower extremity wound infections：a prospective observational study［J］.Journal of Foot&Ankle Surgery Official Publication of the American College of Foot&Ankle Surgeons，2010，49（2）：135-142.

［13］Urish KL，Demuth PW，CraftDW，etal.Pulse lavage is inadequate at removal of biofilm from the surface of total knee arthroplastymaterials［J］.Journal of Arthroplasty，2014，29（6）：1128-1132.

［14］周智，熊亚琼，谢跃，等.术中脉冲冲洗对膝关节置换术后自体血回输的影响［J］.实用医学杂志，2015，31（18）：2966-2969.

［15］翁伟峰，张阳，刘宁，等.便携式创伤脉冲冲洗装置清创效果的实验研究［J］.骨科，2010，1（3）：113-115.

［16］周超，王刊石，赵磊.骨与软组织急性感染脉冲冲洗对创面病原菌的清除作用［J］.中华医院感染学杂志，2014，24（23）：5894-5896.

［17］Arican O，Aral M，Sasmaz S，et al.Serum levels of TNF-alpha，IFN-gamma，IL-6，IL-8，IL-12，IL-17，and IL-18 in patientswith active psoriasis and correlation with disease severity［J］.Mediators of Inflammation，2005，2005（5）：273-279.

［18］Lin MT，Yeh SM.Impact of surgery on local and systemic responses of cytokines and adhesion molecules［J］.Hepato-gastroenterology，2009，56（94-95）：1341-1345.

［19］Araujo AA，Souza TO，Moura LM，etal.Effect of telmisartan on levels of IL-1，TNF-α，down-regulated COX-2，MMP-2，MMP-9 and RANKL/RANK in an experimental periodontitismodel［J］.Journal of Clinical Periodontology，2013，40（12）：1104-1111.

［20］Watanabe H，Madoiwa S，Sekiya H，et al.Predictive blood coagulation markers for early diagnosis of venous thromboembolism after total knee joint replacement［J］.Thrombosis Research，2011，128（6）：137-143.

App lication of pulse irrigation in cem ented total knee arthrop lasty

ZHOUGuanjin PENGHao ZHOU Jianlin CHEN Sen
The Second Department of Orthopedics，Renmin Hospital ofWuhan University，Hubei Province，Wuhan 430060，China

Objective To investigate the effect of pulse irrigation application in cemented total knee arthroplasty on the inflammatory reaction，thrombus index and wound healing.Methods 64 patientswith knee osteoarthritiswho underwent unilateral total knee arthroplasty in Renmin Hosptial of Whuan University from September 2014 to September 2015 were selected and random ly divided into the experimental group（given pulse irrigation during operation）and the control group（given common balloon irrigation during operation），each group had 32 patients.The levels of TNF-α，IL-6，D-D of the two groups were compared at different time points.All patients underwent lower extremity vascular ultrasound examination after operation，and the incidence of lower extremity deep venous thrombosis（DVT）was compared between the two groups.The degree ofwound healing of all patients，and the average time of taking out stitches in two groupswere observed.Resu lts The levels of TNF-αand IL-6 at 1 and 6 days after operation，the D-D level at 4 days after operation and the incidence of DVT in the experimental group were significantly lower than those in the control group（P＜0.05）.The incidence of wound bleeding and the average time of taking out stitches in the experimental group were significantly lower than those in the control group（P＜0.05）.Conclusion Application of pulse irrigation in cemented total knee arthroplasty can reduce the inflammation and the incidence of deep vein thrombosis after surgery. It can also promote the healing of thewound and would beworthy of clinical promotion.

Total knee arthroplasty；Pulse irrigation；Inflammatory；Thrombus

R687.4

A

1673-7210（2016）06（c）-0085-04

国家自然科学基金项目资助项目（81301592）。［作者简介］周观金（1990-），男，武汉大学人民医院2014级骨科专业在读硕士研究生；研究方向：股骨头坏死、骨关节炎。

彭昊（1963-），男，博士，主任医师，教授，博士研究生导师，主要从事股骨头坏死和骨性关节炎的研究。

（2016-03-22本文编辑：程铭）