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膝关节骨关节炎（osteoarthritis，OA）在中老年人中的发病率较高，其患病率在60 岁以上的人群中达50%，75 岁以上的人群中高达80%[1-2]，其产生的病因主要包括：①解剖异常；②关节结构变化；③关节内骨折、脱位、半月板损伤；④机械性磨损，非力线负重，如肥胖、膝内、外翻畸形；⑤结晶沉积性关节疾病，如痛风；⑥关节损伤，如类风湿关节炎；⑦代谢异常使软骨变性，如褐黄病、血色病、Wilson 病。其病理变化主要包括关节软骨破坏，软骨下骨质疏松和滑膜增生。

气压止血带于1904年首次应用在骨科手术中，是人们第一次达到人工控制止血带压力的目的[3]。止血带在骨科手术特别是四肢骨手术中的应用带来的积极作用相当显著，然而，近年来国内外关于止血带在手术中的应用而产生的副反应报道不断，所以目前关于气压止血带在人工全膝关节置换术（total knee arthroplasty，TKA）中的应用与否或是如何应用的问题，现阶段仍存在较大争论。本文综合分析了近几年国内外相关文献，进行回顾性综述。

1 膝关节OA 的发病机制

1.1 发生OA 的遗传因素

遗传因素在OA 的发病机制中起着重要的作用，目前有研究的主要包括：①胶原：Ⅱ型胶原基因、Ⅸ型胶原基因及其他多种胶原基因（Ⅵ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅪⅤ）；②维生素D 受体。无论是哪一种基因，其作用都不是单一的，需要共同联合作用才能致使OA 发生。

1.2 发生OA 时的微环境变化

有研究指出，性激素对关节具有保护作用，在绝经期的妇女人群中，OA 的发生率会大大增加，所以有研究者认为可以使用雌激素替代治疗OA。此外，细胞因子是一类具有强大生物活性的物质，它与机体众多的生理病理过程息息相关，有研究认为，细胞因子也是OA 的重要致病因素[4]。

1.3 一氧化氮（NO）在OA 发生发展中的作用

正常情况下，NO 起着免疫的作用，但过量的NO可导致炎性反应，在OA 发病早期，软骨细胞因受损而导致诱导型一氧化氮合成酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）蛋白过量表达，进而释放大量的NO，而NO 又进一步促使大量炎症细胞因子的释放，从而抑制了软骨细胞进行合成Ⅱ型胶原及分泌细胞外基质的过程，当软骨处于这样一个恶劣环境中时，必将会导致难以自我修复，最终导致软骨进行性退化[5]。

1.4 OA 发生时的细胞凋亡

细胞凋亡是细胞死亡的一种重要形式，是指在一定的生理或病理条件下，机体通过基因调控使细胞自动消亡的过程。关节软骨细胞的增殖与凋亡在正常状态下处于一种动态平衡，那么关节软骨细胞的非正常凋亡将使此平衡遭到破坏，最终引起关节软骨的破坏而发展为OA。X 型胶原在OA 发病机制中起着重要的作用，事实上，X 型胶原的确可作为OA 发生机制中软骨细胞表型不可逆转的诊断标志，它的表达是引起软骨细胞凋亡的主要原因，故细胞凋亡在OA 的发病机制中起着重要的作用[6]。

2 膝关节骨性关节炎的治疗方案

因非药物治疗与药物治疗只能暂时缓解疼痛，并不能从根本上逆转OA 的发展，故本文主要总结了关于膝关节OA 的手术治疗方案。

2.1 OA 的关节镜治疗

关节镜下治疗膝关节骨性关节炎的手术指征[7]：①X 线平片提示关节内退变不严重但患者表现为较重的临床症状； ②X 线平片可见整体负重力线好，关节间隙未见狭窄，仅表现为关节边缘有局灶性骨赘增生； ③关节内反复积液，但膝关节活动范围仍>90°；④患者年龄<65 岁，下肢具备较好的肌力，骨密度可。关节镜治疗应个体化应用，根据不同的病理改变采取最适合的治疗方法，有相关文献报导[8]，当有重度大面积软骨退变时，使用马赛克植骨的方法进行治疗可获得良好疗效。

2.2 OA 的开放入路手术方式

2.2.1 胫骨高位截骨术（high tibial osteotomy，HTO）在OA 中的应用 HTO 术适用于在X 线片上显示以单髁病变为主，且与内、外翻畸形相符合的患者，要求患者有一定的肌力以进行术后早期的康复锻炼。HTO 主要是通过开放截骨的手术方式使患者下肢的异常力线分布情况得以改善，从而缓解其膝关节内侧间室的关节面超负荷状态，进而改善患者膝关节内环境，与此同时，HTO 还能修复内侧关节面因长期磨损而丢失的软骨，使其再生，最终达到延缓膝关节退行性病变发展的目的[9]。

2.2.2 膝关节单髁置换术（unicompartment knee arthroplasty，UKA）在OA 中的应用 UKA 适用于静息痛较轻的患者，这类患者的临床症状主要表现为活动后膝关节仅内侧或是外侧疼痛，X 线片提示其膝关节仅发生单间室的骨性关节炎，且患者本人不再需要从事重体力劳动。这一术式的优点表现为：手术过程中尽可能保持伸膝装置的完整性，具体操作时应做到不松解或仅轻微松解膝关节周围的软组织，相较于全膝关节置换术，UKA 可不外翻髌骨，且术中对关节面的截骨量应尽可能减少，为的是降低将来行膝关节翻修手术的难度[10]。放置假体时应尽可能准确无误，保证运动轨迹的正常，从而降低假体与韧带碰撞的发生率[11]。因骨水泥碎屑的残留将导致术后关节绞索的发生，故在术中安装骨水泥时，应尽可能将多余的骨水泥彻底清除。

2.2.3 TKA 在OA 中的应用自TKA 问世以来，因其对于膝关节OA 具有非常显著的疗效，便备受广大医务工作者的青睐，现阶段已经作为首选治疗手段广泛应用在膝关节OA 或是其他严重膝关节病变[12]。经TKA治疗后的患者普遍获得了良好的临床疗效，不仅减轻疼痛症状，且等最大限度地恢复膝关节的功能，纠正了原本畸形的膝关节[13]。Vigano 等[14]对大量的TKA 术后患者进行了长时间的随访，发现TKA 术后的远期优良率>85%，患者对手术效果大多表示赞许。

3 电动气压止血带在骨科手术中的应用

3.1 电动气压止血带的发展

最早的橡皮管止血带是由埃斯马赫于1886年发明问世，自那以后，经过众多医务工作者的不断摸索、研究并且进行改良，途径马丁橡胶膜带、手动空气止血带，才发展为现阶段被广泛使用的电动气压止血带[15]。电动气压止血带应用电脑控制，向止血带内快速泵气，进而迅速阻断肢体的血液供应，且可数字化显示实时压力，在尽可能安全的前提下为术者提供了一个近乎无血的手术视野，达到减少术中出血，缩短手术时间的目的。自气压止血带经Harvey 等[16]于1904年首次应用在骨科手术中，并取得了良好的临床效果后，便作为简单实用的止血工具广泛应用于各种四肢骨科手术中。

3.2 电动气压止血带在TKA 中的应用

现阶段，TKA 被认为是上世纪最伟大的手术方案之一，该术式可将患者膝关节疼痛彻底解除，促使膝关节功能最大限度恢复[17]。传统观念认为，行TKA 术前，先将患肢抬高45°并使用橡皮止血带将患肢末端的血液驱赶至根部，随之对止血带进行充气，压迫肢体从而得到一个清晰的手术视野，缩短了手术的持续时间。一般来讲，气压止血带的压力应根据患者自身的动脉压而设定，且使用时间一般不超过90 min[18]。既往大量文献也已证实，使用气压止血带可有效减少术中及术后失血[19-20]。但近年来关于止血带在骨科手术中的应用存在争议，不少学者对此进行过分析，随着单次使用时间的延长，对皮肤及皮下软组织产生损伤的概率也会随之增加。目前较为常见的副作用有皮肤损伤、皮下神经、肌肉损伤、止血带疼痛、休克，而在TKA 中还会增加下肢深静脉血栓的发生概率。有研究指出，患肢的局部肌肉组织会因为止血带的使用发生坏死，且程度及数量会随着止血带的压力增高而增加[21]。有研究者认为止血带会导致术后患肢疼痛，影响术后功能锻炼及恢复，这是由于止血带使肌肉有氧代谢受阻，造成大量乳酸并在短时间内无法代谢的缘故[22]。还有学者认为应用止血带还会导致下肢深静脉血栓的发生率增加[23]。多数使用止血带进行手术的患者在术前血液往往已经处于高凝状态，有学者指出，在行TKA 的患者中，74%患者术前D-二聚体水平高于正常值，其中62%患者高于正常值1 倍以内，剩余38%患者则高出1 倍以上[24]。随着止血带在术中使用时间的延长，因其对大腿局部皮下组织、肌肉、神经产生长时间的压迫作用，可能会影响患者术后早期的功能恢复。司芬[25]采用个体化方案，逐渐增加止血带压力直至足背动脉搏动消失后再增加5 kPa，与传统固定值比较，前者更有利于患者的术后康复。穆金燕等[26]研究指出，在超声仪引导下设置止血带压力的方法不仅能够保证止血效果，还能为患者提供个体化止血带压力值，有效提高了安全性，对患者术后恢复有十分积极的作用。Dennis 等[27]的研究发现，对于在TKA 术中全程或是长时间使用止血带的患者，普遍反映在其术后3 个月内进行患肢的功能锻炼时，股四头肌肌力明显弱于未使用者，甚至关节活动度以及关节稳定性也明显弱于未使用止血带进行TKA 的患者，因此得出结论，应限制止血带在TKA 中的使用时间。林伟珊等[28]研究发现，在TKA 中截骨扩髓阶段使用止血带的方法能有效地控制围术期出血量，既缩短了止血带的使用时间，又可降低术后并发DVT、肌间血栓及切口红肿感染的可能。Dreyer 等[29]的研究发现，在老年患者中进行的TKA 手术，若长时间使用气压止血带可能会导致术后发生肌肉萎缩，并且可能造成长时间疼痛、关节不稳定及关节功能障碍，故建议缩短气压止血带在老年患者中的使用时间。Vaishya等[30]进行的相关研究表明，TKA 术中使用气压止血带所带来的各种不利影响虽可能在TKA 术后早期体现，但其带来的术后早期疼痛加重及减慢关节功能恢复速度仍应引起临床工作者们的重视，患者的主观体验也是衡量TKA 这一术式疗效的重要指标之一，所以建议在TKA 术中也应限制气压止血带的使用。Leurcharusmee 等[31]则认为，TKA 术中气压止血带使用完毕后迅速放气会给机体带来一定的病理改变，这类似于缺血-再灌注对机体造成的损伤，在这一病理过程中，局部骨骼肌、循环功能以及相关远端组织器官的功能因局部炎性细胞因子和氧自由基的大量释放，都会发生不同程度的障碍。Tai 等[32]研究发现，与不使用气压止血带组比较，使用气压止血带组血液中反映肌肉损伤的一系列指标如肌酸激酶、肌红蛋白、C反应蛋白、乳酸脱氢酶等均明显升高。秦一可等[33]研究指出，在手术开始时不使用止血带，有利于术者发现明显出血点并进行有效止血，反之若是在手术开始时即使用止血带则会导致出血点不明显，使术中止血不够彻底。

然而，关于半程使用止血带能否减少TKA 围手术期总失血量一直是一个具有争议的问题，而且关于“半程”如何界定，不同的研究者也有不同的看法，一些医务工作者于切皮前充气止血带以驱血，一些人则于截骨前充气止血带以驱血，少数人于安放骨水泥时给予止血带充气。马卫华等[34]将行单侧TKA 的88 例膝关节OA 患者分为手术开始时即使用止血带组和安装假体时才使用止血带组，结果发现前者虽然能有效减少术中失血量，但术后引流量高于后者，分析总失血量组间的比较并无明显差异。据此分析，关于TKA 术中减少止血带的使用时间是否可以减少围术期总失血量仍然有待研究。

3 总结与展望

综上所述，虽然TKA 术中使用气压止血带的副作用很明显，不利于患者术后早期的锻炼与功能恢复，但仍不可否认其积极作用，合理使用气压止血带确实能够达到减少术中出血，为术者提供清晰视野的作用，以达到缩短手术时间的目的。因此，如何权衡其利弊也应做到个体化，对于一般情况差、不能耐受长时间手术的患者，可以合理使用止血带，以起到减少术中不必要的失血，降低输血率的作用；然而对于一般情况良好，无基础疾病，行初次单侧TKA 手术的患者，可以缩短止血带使用的时间甚至不使用止血带以最大程度的降低副损伤的发生率，从而利于患者术后早期的锻炼与功能恢复。

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