Does prosthesis weight effect the outcome of total knee arthroplasty? A prospective randomized controlled study

Abstract

Background: Titanium nitride (TiN)-coated titanium (Ti) rotating-platform total knee implants have potential advantages over cobalt chrome (CoCr) rotating-platform designs owing to their lighter weight. This prospective, randomized study determined whether patients preferred lighter implants and whether TiN-coated Ti implants resulted in better outcomes after total knee arthroplasty (TKA).

Methods: In total, 108 patients (216 knees; 8 men, 100 women; mean age, 69.9 years) with severe bilateral primary degenerative arthritis warranting bilateral TKA were randomly allocated to undergo TiN-coated Ti rotating-platform TKA in one knee and conventional CoCr rotating-platform TKA in the contralateral knee. The mean follow-up period was 5.3 years (range, 3–7 years). The Ti implants were one-third times lighter than the CoCr implants (133.9 g versus 390.1 g, p <0.01). The primary outcome was the Knee Society score. The secondary outcomes included Hospital for Special Surgery (HSS) score, Western Ontario and McMaster University (WOMAC) scores, pain, range-of-motion, preference (comfort, lightness, naturalness, and satisfaction), and instability.

Results: No significant differences in the Knee Society score, HSS score, WOMAC scores, pain, or range-of-motion were noted between the groups. The two groups did not differ significantly in comfort, lightness, naturalness, satisfaction, and instability.

Conclusions: Patients did not prefer a lighter implant over a heavier one, and light Ti implants did not show better outcomes than conventional CoCr prostheses.

배 경: 질화 티타늄(Titanium nitride)으로 코팅한 티타늄(Titanium) 가동형 플랫폼 (rotating-platform) 인공 슬관절 치환물은 기존의 코발트 크롬 (Cobalt chrome) 가동형 인공 슬관절 삽입물과 비교하여 무게가 가벼운 이점이 있다. 본 연구는 전향적 무작위 연구로, 양쪽 슬관절 전치환술을 시행한 환자들이 가벼운 티타늄 치환물을 무거운 코발트 크롬 삽입물에 비해 더 선호하는지, 더 우수한 임상 결과를 보여주는지 연구하였다.

대상 및 방법: 본 연구는 양쪽 슬관절 골관절염으로 인공 슬관절 치환술(Total knee arthroplasty)을 시행한 108명의 환자를 대상으로 하였다(216례; 남성 8명, 여성 100명; 평균 수술 나이 69.9세). 양쪽 슬관절에 다른 종류의 치환물을 삽입하였고, 티타늄 치환물과 코발트 크롬 삽입물의 삽입 방향은 무작위 배정을 통해서 정하였다. 평균 추시 기간은 5.3년 (3~7년)이었다. 티타늄 치환물은 코발트 크롬 삽입물과 비교하여 평균 무게는 3배 가벼웠다(133.9g vs 390.1g). 1차 변수는 미국 슬관절학회 점수(Knee Society score)였으며, 2차 변수는 Hospital for Special Surgery (HSS) 점수, Western Ontario and McMaster University (WOMAC) 점수, 통증, 슬관절 운동 범위, 선호도 설문지 (편안함, 가벼움, 자연스러움, 만족도), 주관적인 불안정 설문지로 조사하였다.

결 과: 가벼운 티타늄 치환물을 사용하여 치환한 무릎과 무거운 코발트 크롬 삽입물을 사용한 무릎의 미국 슬관절학회 점수, HSS 점수, WOMAC 점수, 통증 및 운동 범위의 유의한 차이는 없었다. 두 군은 선호도 설문지와 주관적 불안정 설문지 점수 상에서도 유의한 차이는 없었다.

결 론: 환자들은 무거운 코발트 크롬 삽입물에 비해 가벼운 티타늄 치환물을 더 선호하지 않았으며, 가벼운 티타늄 치환물은 무거운 코발트 크롬 삽입물에 비해서 더 나은 임상 결과를 보여주지 못했다. 따라서, 인공 관절 삽입물의 무게가 슬관절 전치환술 후 임상 결과에 영향을 미치지 못했다.