前交叉韌帶重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的原因與預(yù)防

鐘 萍，宋昱垚，張宸梓

(1 濟(jì)南軍區(qū)總醫(yī)院，濟(jì)南 250031;2 中南大學(xué)湘雅醫(yī)學(xué)院)

前交叉韌帶(ACL)損傷是膝關(guān)節(jié)韌帶損傷中最常見的一種，會(huì)引起脛骨相對(duì)股骨的前方移位及膝關(guān)節(jié)外翻、旋轉(zhuǎn)及松弛，最終導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。ACL損傷后無法自然愈合，ACL重建為挽救受累的膝關(guān)節(jié)功能的常規(guī)外科手段。近年來ACL重建手術(shù)有逐漸增加的趨勢(shì)。對(duì)ACL重建術(shù)后患者影像學(xué)的隨訪發(fā)現(xiàn)，骨隧道擴(kuò)大是一種普遍存在的現(xiàn)象。關(guān)于骨隧道擴(kuò)大對(duì)手術(shù)效果的影響目前觀點(diǎn)不一。有學(xué)者認(rèn)為其不會(huì)影響手術(shù)效果［1］，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為骨隧道增寬會(huì)影響移植物在骨道內(nèi)的血管化及骨化過程，長期存在會(huì)使移植物完整性受損，對(duì)止點(diǎn)形成不利，最終導(dǎo)致移植物松弛;而移植物松弛會(huì)引起膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)［2］。Jarvela 等［3］研究證實(shí)，無論是雙束還是單束ACL重建，骨隧道擴(kuò)大與術(shù)后膝關(guān)節(jié)前向及旋轉(zhuǎn)松弛均有顯著相關(guān)性。在初次ACL重建后由于種種原因需接受ACL翻修時(shí)，骨隧道擴(kuò)大會(huì)影響術(shù)中骨隧道的定位、骨隧道的鉆取和移植物的固定。對(duì)于隧道擴(kuò)大明顯者，需分二期進(jìn)行ACL翻修手術(shù)，即一期手術(shù)植骨修復(fù)骨隧道，術(shù)后6個(gè)月再進(jìn)行ACL重建手術(shù)［4］?，F(xiàn)對(duì)ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的原因及預(yù)防概述如下。

1 ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的原因

ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大不是單一因素引起的，而是多種因素綜合作用的結(jié)果。

1.1 機(jī)械性因素除鉆頭鉆取骨隧道時(shí)對(duì)隧道壁骨質(zhì)造成的破壞，擠壓螺釘旋入時(shí)對(duì)骨隧道壁的擠壓、擴(kuò)大作用，移植物在骨隧道內(nèi)的腫脹對(duì)骨隧道壁產(chǎn)生壓力效應(yīng)以外，還包括以下諸多因素。

1.1.1 移植物微動(dòng) 移植物的微動(dòng)能夠延緩ACL重建后的腱骨愈合，在移植物與骨隧道之間產(chǎn)生應(yīng)力，從而導(dǎo)致骨隧道的擴(kuò)大。這種微動(dòng)被形象地描述為“雨刷效應(yīng)”和“蹦極效應(yīng)”。任何產(chǎn)生和加劇上述效應(yīng)的因素均會(huì)導(dǎo)致骨隧道擴(kuò)大。移植物固定裝置的類型及固定位置可導(dǎo)致移植物微動(dòng)，影響骨隧道的擴(kuò)大程度。如果固定點(diǎn)遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)線(如Endobutton懸吊固定)，則移植物在膝關(guān)節(jié)伸屈時(shí)更易延伸，“蹦極效應(yīng)”明顯，骨隧道擴(kuò)大就嚴(yán)重;相反，靠近關(guān)節(jié)線的固定方式將有效地防止術(shù)后骨隧道的擴(kuò)大［5］?！凹みM(jìn)康復(fù)計(jì)劃”也會(huì)增加移植物的微動(dòng)，Vadalà 等［6］及 Hantes等［7］觀察了高強(qiáng)度功能鍛煉對(duì)骨隧道擴(kuò)大的影響，證實(shí)其較保守康復(fù)鍛煉可引起更明顯的骨隧道擴(kuò)大。

1.1.2 骨隧道的位置 Zijl等［8］研究了脛骨隧道與術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的關(guān)系，認(rèn)為過于靠前的脛骨隧道會(huì)增加移植物張力，而這種主要集中在隧道入口處的張應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致入口處骨溶解及脛骨隧道近端部分的擴(kuò)大。Xu等［9］比較了不同股骨隧道制備方法對(duì)隧道擴(kuò)大的影響，發(fā)現(xiàn)經(jīng)內(nèi)側(cè)入口制備的股骨隧道比經(jīng)脛骨隧道制備的更低、更靠后而且更傾斜，有利于避免術(shù)后脛骨及股骨隧道的擴(kuò)大。

1.2 生物性因素

1.2.1 同種異體移植物 早些年的研究表明，骨隧道擴(kuò)大在使用同種異體移植物重建ACL的病例中比較明顯，其發(fā)生機(jī)制可能與移植物宿主間的免疫排斥有關(guān)。通過采用深低溫冷凍(-80℃)的處理方法，上述情況有了明顯的改善。肌腱組織相容性復(fù)合物主要分布于肌腱細(xì)胞表面，深低溫冷凍使細(xì)胞表面的蛋白變性，破壞細(xì)胞膜，從而減少抗原性。Zijl等［8］比較了自體和同種異體骨髕腱骨移植ACL重建術(shù)后脛骨隧道的擴(kuò)大情況，發(fā)現(xiàn)正位片骨隧道平均擴(kuò)大2.2 mm和2.8 mm，側(cè)位片平均擴(kuò)大2.6 mm和3.4 mm，兩者相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2.2 炎性因子和滑液 ACL損傷及重建術(shù)后，滑液中的炎性因子TNF-α、IL-6、NO均較正常情況時(shí)明顯升高。高水平的炎性因子可以刺激破骨活動(dòng)，導(dǎo)致骨吸收。NO具有抑制成骨細(xì)胞活性的作用，通過上調(diào)誘導(dǎo)性NO合成酶能夠增加NO的水平，從而產(chǎn)生骨吸收現(xiàn)象［10］。Berg 等［11］觀察了兔ACL重建術(shù)后腱骨愈合的情況，發(fā)現(xiàn)在靠近關(guān)節(jié)的骨隧道內(nèi)腱骨愈合比較慢且不完全。Zysk等［12］對(duì)13例患者ACL重建術(shù)后7 d的關(guān)節(jié)液進(jìn)行了TNF-α、IL-6及NO水平測(cè)定，發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)液中含有高水平上述炎性因子的患者術(shù)后6個(gè)月骨隧道存在明顯擴(kuò)大。以上研究表明，ACL重建術(shù)后含有大量炎性因子的滑液滲入到骨隧道，使骨浸泡于炎性因子中，是導(dǎo)致骨隧道擴(kuò)大的原因;也有學(xué)者提出不同的觀點(diǎn)。他們觀察了一組ACL重建術(shù)后感染病例，認(rèn)為如果感染的膝關(guān)節(jié)內(nèi)關(guān)節(jié)液量大且壓力高，其移植物所受到的滑液浸泡效應(yīng)大，那么術(shù)后骨隧道擴(kuò)大將會(huì)明顯。但結(jié)果卻是感染病例比沒有此并發(fā)癥的病例骨隧道擴(kuò)大更嚴(yán)重，但并沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說明生物性因素在骨隧道擴(kuò)大中的作用微弱［13］。

2 ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的預(yù)防

2.1 改進(jìn)手術(shù)方式及器械 研究表明，通過改進(jìn)手術(shù)方式，如制備骨隧道時(shí)使用轉(zhuǎn)速慢的電鉆，以減少因產(chǎn)熱造成的骨壞死;選用近關(guān)節(jié)的固定方式進(jìn)行移植物的固定;對(duì)移植物進(jìn)行預(yù)張力;選擇適當(dāng)?shù)墓撬淼牢恢?，術(shù)后采用相對(duì)保守的康復(fù)方式等均能有效地預(yù)防ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大。近年來學(xué)者們采用一些新的技術(shù)和器械，試圖最大限度地預(yù)防ACL重建術(shù)后骨隧道的擴(kuò)大。Jagodzinski等［14］采用異種的多孔骨柱通過壓配的方式對(duì)ACL重建術(shù)中的腘繩肌腱移植物進(jìn)行固定，并與可吸收界面螺釘進(jìn)行比較。在關(guān)節(jié)鏡的監(jiān)視下，他們將兩種固定物盡量放置在脛骨隧道內(nèi)口對(duì)移植物進(jìn)行固定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前者能顯著減小骨隧道的擴(kuò)大。Gokce等［15］將骨道壓迫技術(shù)應(yīng)用到ACL重建中，術(shù)中首先用6 mm的鉆頭制備骨隧道，然后使用直徑遞增的隧道擴(kuò)張器獲得理想直徑的骨隧道，以提高骨隧道壁骨的質(zhì)量。

2.2 術(shù)中保留交叉韌帶殘端 交叉韌帶斷裂后的殘余纖維形成交叉韌帶的殘端，隨著對(duì)其認(rèn)識(shí)的不斷深入，發(fā)現(xiàn)ACL重建時(shí)保留殘端可預(yù)防術(shù)后骨隧道的擴(kuò)大。殘端組織中含有豐富的血管組織，保留殘端有利于重建韌帶的再血管化、增生和重塑的過程，提高關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性;另外，保留殘端可以封閉骨隧道，阻止關(guān)節(jié)液進(jìn)入骨隧道，減輕滑液浸泡效應(yīng)。

2.3 骨隧道內(nèi)干預(yù) ①自體條件血清(ACS):ACS是一種富含內(nèi)源性IL受體阻滯劑的可注射物質(zhì)。鑒于骨隧道擴(kuò)大與炎性因子有關(guān)，Darabos等［16］對(duì)62例患者于ACL重建術(shù)中及術(shù)后第1、6、10天于關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射ACS，并與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比。發(fā)現(xiàn)注射ACS能明顯降低關(guān)節(jié)液中IL-1β的水平，預(yù)防骨隧道擴(kuò)大。②血小板血漿(PRP)和小牛脫蛋白松質(zhì)骨(DPB):翟文亮等［17］進(jìn)行了自體肌腱移植ACL重建術(shù)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，他們?cè)趧?dòng)物骨隧道內(nèi)預(yù)先填塞PRP和DPB，對(duì)骨隧道關(guān)節(jié)側(cè)入口處的直徑進(jìn)行CT掃描發(fā)現(xiàn)，PRP復(fù)合DPB或單用PRP均能有效防止骨隧道擴(kuò)大。PRP是通過離心自體全血而得到的含高濃度血小板的血漿，其中含有多種高濃度的生長因子，能促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖，以早期封閉骨隧道，阻止關(guān)節(jié)滑液進(jìn)入骨隧道內(nèi)，從而促進(jìn)腱—骨愈合，對(duì)骨隧道的擴(kuò)大起到預(yù)防作用。也有學(xué)者對(duì)PRP對(duì)骨隧道擴(kuò)大的影響持不同的意見。在Mirzatolooei等［18］的一組50例臨床研究中，術(shù)后3個(gè)月骨隧道的擴(kuò)大也沒有因?yàn)樵诠撬淼乐惺褂昧薖RP而減輕。

2.4 改進(jìn)移植物 Mutsuzaki等［19］采用交替浸泡技術(shù)將磷酸鈣與移植肌腱相復(fù)合，然后用這種移植物進(jìn)行山羊的ACL重建和臨床研究。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示術(shù)后6個(gè)月實(shí)驗(yàn)組骨隧道入口處的腱骨結(jié)合面可見到更多的軟骨生長，骨隧道擴(kuò)大的百分比明顯小于對(duì)照組。臨床研究顯示，術(shù)后1年實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組股骨隧道分別擴(kuò)大 15.5% ±13.4%和22.1% ±16.4%，脛骨隧道分別擴(kuò)大 19.3% ±17.1%和26.1% ±13.7%，兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中兩組數(shù)據(jù)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。進(jìn)一步證實(shí)通過將肌腱與磷酸鈣復(fù)合能有效預(yù)防ACL重建術(shù)后骨隧道的擴(kuò)大。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)是存在于骨基質(zhì)的一種酸性糖蛋白，能誘導(dǎo)成骨的生物活性，是目前認(rèn)為惟一有異位成骨能力的生長因子，對(duì)ACL重建術(shù)后腱骨愈合有促進(jìn)作用［20］。練克儉等［21］對(duì)患者于骨隧道內(nèi)分別植入DPB(24例)、BMP(24例)及DPB-BMP復(fù)合體(24例)，發(fā)現(xiàn)術(shù)后 4、8、12、16周骨隧道擴(kuò)大率DPB+BMP組＜DPB組＜BMP組＜空白對(duì)照組，說明DPB-BMP復(fù)合體能減輕ACL重建術(shù)后的骨隧道擴(kuò)大程度。

綜上所述，ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大雖程度不一，卻是普遍存在的現(xiàn)象。骨隧道擴(kuò)大可影響移植物與骨隧道愈合，給ACL重建后的翻修手術(shù)帶來麻煩。導(dǎo)致ACL重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的原因是多方面的，應(yīng)有針對(duì)性地采取綜合性預(yù)防手段。

［1］Jagodzinski M，Geiges B，von Falck C，et al.Biodegradable screw versus a press-fit bone plug fixation for hamstring anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective randomized study［J］.Am J Sports Med，2010，38(3):501-508.

［2］Buck DC，Simonian PT，Larson RV，et al.Timeline of tibial tunnel expansion after single-incision hamstring anterior cruciate ligament reconstruction［J］.Arthroscopy，2004，20(1):34-36.

［3］Jarvela T，Moisala AS，Paakkala T，et al.Tunnel enlargement after double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective，randomized study［J］.Arthroscopy，2008，24(12):1349-1357.

［4］Wilson TC，Kantaras A，Atay A，et al.Tunnel enlargement after anterior cruciate ligament surgery［J］.Am J Sports Med，2004，32(2):543-549.

［5］Fauno P，Kaalund S.Tunnel widening after hamstring anterior cruciate ligament reconstruction is influenced by the type of graft fixation used:a prospective randomized study［J］.Arthroscopy，2005，21(11):1337-1341.

［6］Vadalà A，Iorio R，Carli AD，et al.The effect of accelerated，bracefree，rehabilitation on bone tunnel enlargement after ACL reconstruction using hamstring tendons:a CT study［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2007，15(4):365-371.

［7］Hantes ME，Mastrokalos DS，Yu J，et al.The effect of early motion on tibial tunnel widening after anterior cruciate ligament replacement using hamstring tendon grafts［J］.Arthroscopy，2004，20(4):572-580.

［8］Zijl JAC，Kleipool AEB，Willems WJ.Comparison of tibial tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction using patellar tendon autograft or allograft［J］.Am J Sports Med，2000，28(4):547-551.

［9］Xu Y，Ao YF，Wang J，et al.Relation of tunnel enlargement and tunnel placement after single-bundle anterior cruciate ligament reconstruction［J］.Arthroscopy，2011，27(7):923-932.

［10］Van’t Hof RJ，Ralston SH.Nitric oxide and bone［J］.Immunology，2001，103(3):255-261.

［11］Berg EE，Pollard ME，Kang Q.Interarticular bone tunnel healing［J］.Arthroseopy，2001，17(2):189-195.

［12］Zysk SP，F(xiàn)raunberger P，Veihelmann A，et al.Tunnel enlargement and changes in synovial fluid cytokine profile following anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon and hamstring tendon autografts［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2004，12(2):98-103.

［13］Iorio R，Vadalà A，Di Vavo I，et al.Tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction in patients with post-operative septic arthritis［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2008，16(10):921-927.

［14］Jagodzinski M，Geiges B，von Falck C，et al.Biodegradable screw versus a press-fit bone plug fixation for hamstring anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective randomized study［J］.Am J Sports Med，2010，38(3):501-508.

［15］Gokce A，Beyzadeoglu T，Ozyer F，et al.Does bone impaction technique reduce tunnel enlargement in ACL reconstruction［J］Int Orthop，2009，33(2):407-412.

［16］Darabos N，Haspl M，Moser C，et al.Intraarticular application of autologous conditioned serum(ACS)reduces bone tunnel widening after ACL reconstructive surgery in a randomized controlled trial［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2011，19(Suppl 1):S36-46.

［17］翟文亮，高躍川.富血小板血漿復(fù)合物對(duì)前交叉韌帶重建術(shù)后影響的影像學(xué)觀察［J］.實(shí)用骨科雜志，2012，18(5):416-419.

［18］Mirzatolooei F，Alamdari MT，Khalkhali HR.The impact of platelet-rich plasma on the prevention of tunnel widening in anterior cruciate ligament reconstruction using quadrupled autologous hamstring tendon:A randomised clinical trial［J］.Bone Joint J，2013，95(1):65-69.

［19］Mutsuzaki H，Sakane M，Nakajima H，et al.Calcium phosphatehybridised tendon graft to reduce bone-tunnel enlargement after ACL reconstruction in goats［J］.Knee，2012，19(4):455-460.

［20］Mihelic R，Pecina M，Jelic M，et al.Bone morphogenetic protein-7(osteogenic protein-1)promotes tendon graft integration in anterior cruciate ligament reconstruction in sheep［J］.Am J Sports Med，2004，32(7):1619-1625.

［21］練克儉，宋光虎，翟文亮，等.脫蛋白骨復(fù)合牛骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)對(duì)前交叉韌帶重建術(shù)后骨隧道擴(kuò)大的影響［J］.中國微創(chuàng)外科雜志，2008，8(8):739-741.