Phẫu thuật thay khớp gối là gì? Các nghiên cứu khoa học về Phẫu thuật thay khớp gối

Giới thiệu chung

Phẫu thuật thay khớp gối (knee arthroplasty) là một kỹ thuật ngoại khoa nhằm thay thế các cấu trúc khớp gối bị tổn thương nặng bằng các bộ phận nhân tạo có hình dạng và chức năng gần giống khớp gối thật. Các thành phần nhân tạo này thường được chế tạo từ hợp kim kim loại y sinh (như cobalt-chromium, titanium) kết hợp với vật liệu polyethylen siêu bền, đảm bảo khả năng chịu tải, ma sát thấp và tuổi thọ lâu dài. Mục tiêu chính của phẫu thuật là giảm đau, phục hồi chức năng vận động và nâng cao chất lượng cuộc sống của bệnh nhân.

Khớp gối là khớp lớn nhất của cơ thể, bao gồm sự tiếp khớp giữa xương đùi, xương chày và xương bánh chè. Bề mặt khớp được bao phủ bởi sụn hyaline giúp giảm ma sát và hấp thu lực. Khi sụn bị mòn hoặc tổn thương nặng, xương dưới sụn sẽ bị lộ ra, gây đau, viêm và biến dạng khớp. Thay khớp gối là lựa chọn cuối cùng khi các biện pháp điều trị bảo tồn như thuốc giảm đau, thuốc chống viêm, tiêm nội khớp, vật lý trị liệu không còn hiệu quả.

Theo Mayo Clinic, mỗi năm có hàng triệu ca phẫu thuật thay khớp gối trên toàn thế giới, phần lớn ở nhóm tuổi trên 60. Tỷ lệ thành công cao, với trên 90% bệnh nhân cải thiện đáng kể tình trạng đau và khả năng vận động sau mổ, nếu tuân thủ đúng quy trình phục hồi chức năng.

Phân loại

Phẫu thuật thay khớp gối được chia thành hai loại chính, dựa trên phạm vi thay thế cấu trúc khớp. Sự lựa chọn giữa hai loại này phụ thuộc vào mức độ tổn thương, vị trí tổn thương và tình trạng sức khỏe tổng quát của bệnh nhân.

• Thay khớp gối toàn phần (Total Knee Replacement – TKR/TKA): Thay thế toàn bộ bề mặt khớp, bao gồm cả hai lồi cầu của xương đùi, bề mặt mâm chày và thường là mặt khớp sau xương bánh chè. Phù hợp cho các trường hợp thoái hóa toàn bộ hoặc viêm khớp nặng lan tỏa.
• Thay khớp gối bán phần (Partial/Unicompartmental Knee Replacement): Chỉ thay thế một ngăn khớp bị tổn thương (ngăn trong, ngăn ngoài hoặc ngăn bánh chè – đùi). Thường áp dụng cho bệnh nhân còn trẻ, tổn thương khu trú và dây chằng còn vững chắc.

Bảng dưới đây tóm tắt sự khác biệt cơ bản giữa hai loại phẫu thuật này:

Tiêu chí	Thay khớp gối toàn phần	Thay khớp gối bán phần
Phạm vi thay thế	Toàn bộ khớp	Một ngăn khớp
Thời gian phẫu thuật	Khoảng 60–90 phút	Khoảng 45–60 phút
Thời gian hồi phục	6–12 tuần	4–8 tuần
Tuổi thọ implant	15–20 năm	10–15 năm

Chỉ định

Phẫu thuật thay khớp gối được chỉ định khi bệnh nhân có tổn thương khớp gối không thể cải thiện bằng điều trị nội khoa. Quyết định mổ dựa trên mức độ đau, hạn chế vận động và ảnh hưởng đến sinh hoạt hàng ngày.

Các bệnh lý thường dẫn đến chỉ định thay khớp gối gồm:

• Thoái hóa khớp gối giai đoạn cuối (Osteoarthritis) với hình ảnh X-quang cho thấy khe khớp hẹp hoặc mất hoàn toàn, gai xương, biến dạng trục chi.
• Viêm khớp dạng thấp (Rheumatoid arthritis) gây phá hủy sụn và xương dưới sụn.
• Viêm khớp sau chấn thương (Post-traumatic arthritis) do gãy xương hoặc tổn thương dây chằng trước đó.
• Hoại tử vô mạch vùng lồi cầu đùi.

Theo AAOS, chỉ định phẫu thuật thường được xem xét khi bệnh nhân có điểm số WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index) cao, phản ánh mức độ đau và hạn chế chức năng nặng.

Kỹ thuật phẫu thuật

Quy trình phẫu thuật thay khớp gối toàn phần bao gồm các bước chính: gây mê (toàn thân hoặc tủy sống), rạch da phía trước gối, cắt bỏ phần sụn và xương bị hư hại, định hình bề mặt xương để lắp implant, đặt và cố định các thành phần nhân tạo bằng xi măng xương hoặc kỹ thuật không xi măng, kiểm tra độ ổn định và biên độ vận động trước khi khâu đóng.

Các thành phần chính của implant trong TKR bao gồm:

• Thành phần đùi (femoral component) – thường bằng hợp kim cobalt-chromium, được gắn vào đầu dưới xương đùi.
• Thành phần chày (tibial component) – có phần kim loại và phần đệm nhựa polyethylen.
• Thành phần bánh chè (patellar component) – bằng polyethylen, gắn vào mặt sau xương bánh chè.

Trong phẫu thuật thay khớp gối bán phần, đường rạch và phạm vi bóc tách nhỏ hơn, bảo tồn được nhiều cấu trúc tự nhiên của khớp, bao gồm cả dây chằng chéo trước, giúp giữ lại cảm giác khớp tự nhiên hơn.

Tiến bộ kỹ thuật và hỗ trợ công nghệ

Các tiến bộ trong lĩnh vực phẫu thuật thay khớp gối đã tập trung vào việc nâng cao độ chính xác của kỹ thuật và cá nhân hóa quá trình phẫu thuật cho từng bệnh nhân. Sử dụng hệ thống hỗ trợ máy tính (Computer-Assisted Surgery – CAS) cho phép bác sĩ phẫu thuật xác định chính xác vị trí cắt xương, góc đặt implant và cân chỉnh trục chi. Hệ thống này sử dụng dữ liệu từ hình ảnh X-quang, CT hoặc MRI để tạo mô hình 3D của khớp gối, giúp lập kế hoạch chi tiết trước mổ.

Kỹ thuật phẫu thuật robot (robot-assisted knee replacement) là một bước tiến vượt bậc, hỗ trợ bác sĩ trong việc thực hiện cắt xương với độ chính xác cao hơn so với phương pháp thủ công. Các hệ thống robot như VELYS™ hay Mako cho phép điều chỉnh linh hoạt dựa trên giải phẫu và tình trạng mô mềm thực tế của bệnh nhân ngay trong ca mổ.

Công nghệ in 3D hiện nay còn được ứng dụng để tạo ra các bộ phận khớp gối nhân tạo tùy chỉnh theo kích thước và hình dạng xương của từng bệnh nhân, giúp tối ưu độ khít và giảm nguy cơ lỏng implant.

Phục hồi và tiên lượng

Quá trình phục hồi sau thay khớp gối thường bắt đầu ngay trong vòng 24 giờ sau phẫu thuật với sự hỗ trợ của chuyên viên vật lý trị liệu. Các bài tập ban đầu tập trung vào phục hồi biên độ gập duỗi khớp, cải thiện sức mạnh cơ tứ đầu và cơ gân kheo, đồng thời giảm sưng và đau.

Phác đồ phục hồi chức năng thường bao gồm:

• Giai đoạn 1 (0–2 tuần): Tập co cơ tĩnh, gập duỗi khớp chủ động và thụ động, đứng và đi lại với khung tập.
• Giai đoạn 2 (2–6 tuần): Tăng cường bài tập sức mạnh, đi cầu thang, cải thiện khả năng thăng bằng.
• Giai đoạn 3 (6 tuần – 3 tháng): Luyện tập các hoạt động chức năng nâng cao, tập đi không cần dụng cụ hỗ trợ.

Theo Cleveland Clinic, khoảng 90% bệnh nhân có thể thực hiện lại các hoạt động thường ngày trong vòng 3 tháng và đạt kết quả phục hồi tối đa trong vòng 6–12 tháng. Tuổi thọ của khớp gối nhân tạo trung bình từ 15–20 năm, nhưng có thể lâu hơn nếu bệnh nhân duy trì cân nặng hợp lý và tránh hoạt động quá tải khớp.

Biến chứng và rủi ro

Mặc dù là phẫu thuật có tỷ lệ thành công cao, thay khớp gối vẫn tiềm ẩn một số biến chứng. Các biến chứng sớm bao gồm nhiễm trùng vết mổ, huyết khối tĩnh mạch sâu (DVT) và tắc mạch phổi. Biến chứng muộn có thể là lỏng hoặc mòn implant, nhiễm trùng quanh implant (prosthetic joint infection – PJI) và tổn thương thần kinh – mạch máu.

Theo NCBI Bookshelf, tỷ lệ nhiễm trùng sau thay khớp gối dao động từ 1–2%, trong đó PJI là biến chứng nghiêm trọng nhất, đòi hỏi can thiệp phẫu thuật lại và điều trị kháng sinh kéo dài. Bảng dưới đây tóm tắt một số biến chứng thường gặp và tỷ lệ ước tính:

Biến chứng	Tỷ lệ ước tính	Hướng xử trí
Nhiễm trùng vết mổ	1–2%	Kháng sinh, vệ sinh vết mổ
Huyết khối tĩnh mạch sâu	0.5–1%	Thuốc chống đông, tập vận động sớm
Lỏng implant	1–5% sau 10 năm	Phẫu thuật thay lại khớp

Để giảm nguy cơ biến chứng, bệnh nhân cần tuân thủ đúng hướng dẫn của bác sĩ, duy trì vệ sinh vết mổ, sử dụng thuốc chống đông và tập phục hồi chức năng theo chỉ định.

Xu hướng nghiên cứu hiện nay

Các hướng nghiên cứu hiện nay tập trung vào phát triển implant với vật liệu mới có khả năng chống mài mòn tốt hơn, giảm sinh mảnh vụn polyethylen và tương thích sinh học cao. Nghiên cứu về lớp phủ bề mặt implant bằng vật liệu gốm hoặc titan xốp cũng được thực hiện để cải thiện sự bám dính của xương và kéo dài tuổi thọ khớp.

Các mô hình trí tuệ nhân tạo đang được áp dụng trong dự báo kết quả phẫu thuật dựa trên dữ liệu trước mổ của bệnh nhân, từ đó cá nhân hóa kế hoạch điều trị. Đồng thời, công nghệ in sinh học (bioprinting) đang mở ra khả năng tái tạo mô sụn và xương, tiềm năng thay thế hoàn toàn nhu cầu dùng implant nhân tạo trong tương lai.

Kết luận

Phẫu thuật thay khớp gối là giải pháp hiệu quả cho những bệnh nhân bị tổn thương khớp gối nặng, giúp giảm đau và phục hồi chức năng vận động. Các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ hỗ trợ đang góp phần nâng cao độ chính xác, giảm biến chứng và cải thiện kết quả lâu dài. Thành công của phẫu thuật phụ thuộc không chỉ vào kỹ thuật mà còn vào quá trình phục hồi chức năng và sự hợp tác của bệnh nhân.

Tài liệu tham khảo

• Mayo Clinic. Knee replacement (knee arthroplasty). Link.
• American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS). Total Knee Replacement. Link.
• National Center for Biotechnology Information (NCBI). Total Knee Arthroplasty Techniques. Link.
• Cleveland Clinic. Knee Replacement Surgery. Link.
• Johnson & Johnson MedTech. VELYS™ Robotic-Assisted Solution. Link.
• Hopkins Medicine. Knee Replacement Surgery Procedure. Link.