膝关节前交叉韧带断裂重建的临床研究进展

膝关节交叉韧带损伤是临床常见的关节内损伤,前交叉韧带(anteriorcruciateligament,ACL)损伤后难以自行修复,损伤后膝关节前向不稳,导致膝关节退变的早期发生。为恢复膝关节的正常结构及功能,前交叉韧带断裂后应进行早期重建,以恢复膝关节稳定性,减少或延缓远期骨性关节炎的发生,现将ACL重建的一些临床研究进展综述如下。
1 ACL损伤重建的手术时机
临床对照试验前交叉韧带作为膝关节内重要的稳定支持结构已为骨科医师认同。自从Battle1900,Mayo1903首先报道前交叉韧带损伤的修复以来,发展至今,前交叉韧带的关节镜下重建已是关节外科的一个重要的治疗方法,但对重建的时机尚存有争议。目前,越来越多的国外学者(如Clancy,Obrien)尤其是关节镜外科医师认为创伤的早期,关节处于急性滑膜炎期,术后很容易发生关节粘连,从而影响关节的功能,主张晚期重建膝关节前交叉韧带。Petersen等的资料显示:晚期重建术后膝关节伸屈功能恢复好,因关节挛缩而再手术率低,LysholmTeg－ner评分优于早期重建。然而,另外一些学者(如Wasilewski,Wilson)至今仍主张早期重建,晚期重建虽然膝关节伸屈功能恢复好,术后关节僵硬或关节不稳继发半月板和软骨损伤,使软骨和半月板的退变严重,甚至出现创伤性关节炎而影响重建术后的疗效。还有一些学者(如Barber,Holmes)比较膝关节前交叉韧带损伤修复的早晚期重建,发现两组之间没有什么不同的结果。岳勇等应用Cochrane系统评价的方法评价膝关节前交叉韧带损伤的早期手术和晚期手术的疗效,评价纳入文献的方法学质量并提取有效数据进行Meta分析,得出以下结论:膝关节前交叉韧带损伤的早期手术和晚期手术中发现半月板损伤的情况、手术后膝关节伸膝范围的缺陷、手术后膝关节的Lysholm评分,各研究间有很大异质性,但两组之间尚不能得出肯定结论。手术中关节面软骨面损伤情况、手术后Lachmantest比较、手术后pivottest比较,两组无差异;手术后并发症-关节内的纤维化、手术后膝关节屈膝范围缺陷方面,晚期手术优于早期手术。
2 ACL重建术的移植物
2.1 临床上用于前交叉韧带重建的移植物基本上分为自体移植物、同种异体移植物和人工韧带三种。从20世纪70年代中期到90年代中期的二十多年中,多种人工韧带虽已在临床应用,但最终因为疗效或其他临床问题而不再被多数关节外科医生所接受。与上述不同,LARS人工韧带用高韧性聚脂纤维(聚对苯二甲酸已二醇酯)制造,关节内活动部分由平行纵向纤维组成,没有横向结构,可按韧带转向以模仿产生人体韧带的活动方向,能对抗重复扭曲、弯曲的力学以及过渡牵引。且多孔结构利于自体组织长入。Trieb等证实LARS人工韧带植入6个月后可观察到成纤维细胞和成骨细胞样细胞长入韧带纤维,加上其构成材料组织相容性好,故长期应用无慢性滑膜炎发生,术后关节即时稳定,一般术后2周可下地行走,2个月恢复正常体力活动。但人工韧带远期断裂及免疫排斥反应尚未得到完全解决。同种异体移植物来源有限,且存在传染疾病可能。自体移植物取材方便、无免疫排斥反应、不会传染疾病,有利于重建韧带的塑形改建,因而得以广泛应用于临床。
2.2 随着关节镜技术的成熟与完善,关节镜下ACL重建技术得到广泛应用。关节镜下ACL重建应用的自体移植物主要有两种即骨-髌腱-骨移植物(bonetendon-bone,BTB)和股薄肌-半腱肌肌腱移植物(hamstringtendon,HT)。在19世纪30年代开始使用单股半腱肌膜重建ACL,随后使用半腱、股薄两股肌腱,1983年开始使用双环四股 绳肌腱。在90年代以前,由于 绳肌腱无法取得牢固的固定而被认为其效果不如B-T-B。因而认为,采用界面螺钉固定的自体髌韧带中1/3是目前ACL移植重建的“金标准”(goldstandard)。
2.3 由于B-T-B取材并发症,如跪膝痛(31%)、膝前疼痛(5%～50%)、髌下挛缩征(16%)、髌韧带短缩(25%)以及髌骨骨折(0.2%)等越来越受重视,使得多股 绳肌腱移植越来越多,这与软组织固定技术的改进和取材相关并发症较少有关。
2.4 Bartlett等的观点是Hamstring腱适用于妇女、儿童(尤其是骨骺未闭)或篮球和网球运动员,而髌韧带适用于体操和摔跤运动员或活动较多的人。Feagin比较了B-T-B与半腱肌腱两组共137膝1～10年,平均418年的随访结果,两组病人主观评价或运动水平无明显差异,关节测量仪检测,半腱肌腱组松弛率略高于B-T-B组(17%∶11%),比较术后2年与10年之间,并不随时间延长而松弛增加,但伴有半月板切除者随时间延长满意率下降,结论为两种材料总体上并无显著差别。Marder前瞻性研究比较了B-T-B与 肌膜两种材料移植重建72例临床结果,两组术后均部分活动负重6周,37膝采用B-T-B,关节伸直受限至少5°为11%,而 肌腱组仅为3%,股四头肌峰值扭距分别为88%和91%,稳定性两组无差异。
3 移植物的固定
3.1 移植物的固定是ACL重建的薄弱环节,但也是关键环节。内固定应足够坚硬以便患者术后早期行膝关节活动度训练和负重,并在移植物获得生物学愈合前维持膝关节稳定性。内固定物的选择应根据移植物类型,固定点选择则依据骨骼质量和术者经验。B-T-B重建中使用金属或可吸收材料的界面挤压螺钉可获得良好的膝关节初始稳定性,并可形成骨-骨愈合。HT等软组织移植物的内固定一直是弱点,有多种固定方式。
3.2 以内置扣为代表的股骨侧皮质外悬吊式固定可使HT在术后得到有效而安全的固定。它设计应用简单,采用单切口完成固定,不会造成移植物磨损和挫伤,在移植物过长、骨质疏松和骨隧道后壁崩裂的情况下也可完成可靠固定,临床上较少见失败的报道。与间接固定相对应的是股骨侧软组织界面挤压螺钉的直接固定。目前横穿股骨的横行钉较为流行,移植物悬吊于骨隧道内的横行钉上,这类横行钉包括Rigdfix、Transfix、BoneMulch钉等,其固定位点在骨隧道内可避免皮质外悬吊固定引起的移植物延长和松驰。几种固定物的生物力学研究均集中于离体标本或动物标本上。Kousa等比较HT股骨侧的6种固定材料,认为BoneMulch横行钉是最坚硬的固定装置。Harilainen等对分别采用金属界面螺钉和横行钉行股骨侧固定的患者作对照研究,术后随访2年未发现临床效果的差异。Gorschewsky等比较股骨侧可吸收螺钉和横行钉的临床疗效,IKDC的评估结果显示横行钉组优于螺钉组。
3.3 胫骨侧松质骨密度低于股骨侧,会降低内固定物的抓持力,使得移植物的胫骨侧固定更具争议。除传统的拴桩、垫圈和门形钉等皮质外固定外,界面螺钉仍是常用的固定方式。近年来经过传统器械改进的WasherLoc和Intrafix装置显出良好的疗效,前者由带齿垫圈和松质骨螺钉组成,后者系锥形膨胀挤压螺钉,在多股肌腱中心拧入骨道,可增加移植物与骨道的接触。Kousa等对6种胫骨侧内固定物的生物力学特点对比后认为,Intrafix的固定强度最高,WasherLoc次之。Ishibashi等的动物实验和临床研究证实,胫骨固定点接近于ACL解剖止点即关节面者,其膝关节前向及旋转稳定性明显好于远离关节面的固定方式。靠近关节面的固定又称为“解剖固定”。
3.4 近年来无内固定物的嵌压固定术(press-fit)已用于临床。Paessler等报道采用不同移植物的嵌压固定术,用空心压力钻头将股骨和胫骨骨隧道内的圆柱形骨块完整取下,置入韧带后再将取出的骨块回植挤压固定韧带,不使用任何内植物。Lee等的动物实验表明,嵌压固定术的失效负荷与界面挤压螺钉相比无显著性差异。嵌压固定术理论上的优点是:(1)解剖位固定,可避免“橡皮筋效应”;(2)移植物充满隧道,可减少滑液渗入,避免“雨刷效应”,使移植物愈合加快;(3)无内植物相关问题,使于翻修,费用低;(4)骨隧道扩大不明显。刘玉杰等的动物实验和临床观察显示,采用的肌腱结嵌压固定法与此类似,在术后短期内也有良好的疗效。
4 ACL移植物隧道内部分的组织愈合过程
ACL重建肌腱移植物隧道内组织愈合过程即腱-骨愈合过程。韧带止点可分为直接止点和间接止点,直接止点是指韧带与骨通过典型四层结构(韧带、纤维软骨、钙化纤维软骨、骨)相连接;而韧带与骨通过与骨成锐角连接并穿过钙化层进入骨组织的纤维(Sharpey纤维)相连接,则称为间接止点。重建移植物的止点可与上述两种情况类似。近年来的研究普遍认为,腱-骨愈合时,首先形成一圈富含血管的纤维结缔组织带(界面组织)填充在腱与骨之间,随后来源于隧道骨组织的成纤维细胞逐渐长入,形成连接,继而形成类似直接止点的结构。移植腱组织本身也可被周边组织部分长入替代,但相对缓慢且不完全,可长期表现为小成熟腱组织。徐雁等观察兔重建ACL后骨隧道内末端形成和转归时发现,3周时腱骨交界处由一层富含血管的纤维结缔组织(界面组织)填充,并与骨组织和腱性组织相融合,其间可见增生的成纤维细胞、软骨细胞和Sharpey样纤维,骨隧道内肌腱部分发生坏死,周边细胞已长入;6周时界面组织生长情况不平衡,可见较多的Sharpey样纤维连接,并有明显的纤维软骨带,原移植物腱组织基本被新生组织替代;12周时界面组织也有生长不平衡的情况,Sharpey样纤维密集粗大,隧道内腱组织呈少细胞状态,纤维排列杂乱,被一些疏松结缔组织相隔;26周时界面组织的成熟程度比较平衡,可见到比较典型的直接止点结构,骨道内腱组织不成熟,可见坏死的移植物;52周时界面组织已很成熟,基本以直接止点连接为主,骨道内腱组织仍不成熟。
综上所述,目前人们对前交叉韧带重建的移植物和固定方式的选择进行了相当深入的研究,有了比较全面的认识。但迄今为止,还没有出现公认的理想移植物和固定方式。ACL重建术的多个环节均可影响疗效,且越来越多学者认识到手术是影响疗效的最重要因素。为获得更好的功能效果,仍需不断更新和改进现有的手术技术。（本文作者：广西骨伤医院梁卫国）