前交叉韌帶重建術(shù)中腱－骨鑲嵌式固定的實(shí)驗(yàn)研究

李 寧，張義龍，宋有鑫，王 軍，張 弘

（承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院骨外一科，河北承德067000）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）斷裂后，由于其自身愈合能力差［1］，如不及時有效的治療，常會導(dǎo)致嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)，繼發(fā)半月板和關(guān)節(jié)軟骨不可逆的損傷。因此，ACL斷裂后常需要行手術(shù)重建。對移植物固定的牢固程度決定著手術(shù)的成敗，ACL重建移植物的可靠固定對術(shù)后早期功能活動練習(xí)、后期移植物與骨隧道融合均起著重要作用。目前，移植物的固定方法很多，每種方法均有其優(yōu)、缺點(diǎn)［2－3］。本研究在ACL重建術(shù)中股骨側(cè)應(yīng)用腱－骨復(fù)合體鑲嵌式固定，旨在觀測其愈合特點(diǎn)，探索一種新的固定方式。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動物 28只新西蘭大白兔（由承德醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供），體質(zhì)量2.0～2.5kg，平均2.3kg，均于右側(cè)膝關(guān)節(jié)行ACL重建術(shù)。

1.2 手術(shù)方法 經(jīng)耳緣靜脈注射3%的戊巴比妥鈉溶液（1 mL／kg）將動物麻醉，右膝術(shù)區(qū)備皮、消毒，取髕腱內(nèi)側(cè)縱行切口，于大腿遠(yuǎn)端內(nèi)后側(cè)分離出半腱肌腱（圖1A），保留遠(yuǎn)端止點(diǎn)完整，自肌腱和肌腹交界處近端切斷，肌腱斷端用3－0的絲線編織縫合作為牽引線；經(jīng)牽引線將肌腱引入直徑3mm環(huán)鋸（圖1B）中，于半腱肌腱遠(yuǎn)端止點(diǎn)處通過環(huán)鋸鉆取3mm×3 mm×3mm大小骨塊，連同半腱肌腱一并取下，做成腱－骨復(fù)合體（圖1C），備用。沿髕骨內(nèi)側(cè)切開至關(guān)節(jié)腔，外推髕骨脫位，于上、下止點(diǎn)處完整切除ACL，查前抽屜試驗(yàn)及Lachman試驗(yàn)陽性，依肌腱直徑大小選擇約1.5mm鉆頭自脛骨結(jié)節(jié)前內(nèi)側(cè)骨面向外上原韌帶下止點(diǎn)處鉆取骨道，通過該骨道再向上、外、后至髁間窩外側(cè)壁后部，近ACL上止點(diǎn)處鉆取骨道，鉆通至股骨外髁外側(cè)骨面，然后改用3mm鉆頭于股骨骨隧道外側(cè)由外向內(nèi)下方擴(kuò)大股骨骨道深達(dá)4mm，使股骨骨道呈瓶頸樣以適應(yīng)半腱肌腱一端骨塊嵌入（圖1D）。用直針引導(dǎo)牽引線，將肌腱－骨塊復(fù)合體肌腱側(cè)自股骨骨道外口導(dǎo)入關(guān)節(jié)腔，從脛骨骨道拉出，拉緊時骨塊嵌入股骨骨道外側(cè)端，于屈膝30°位拉緊，肌腱側(cè)經(jīng)脛骨骨橋懸吊固定。查前抽屜試驗(yàn)及Lachman試驗(yàn)陰性后，慶大霉素鹽水沖洗傷口，逐層間斷縫合，患肢不予固定。術(shù)后籠養(yǎng)，自由活動，前3d肌內(nèi)注射青霉素預(yù)防感染。

1.3 術(shù)后檢測 于術(shù)后4、8周分別將10只實(shí)驗(yàn)動物處死取材，將重建的膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶外周圍軟組織去除，股骨和脛骨各保留3cm長，并保留脛骨側(cè)的懸吊固定線，股骨與脛骨端分別固定于生物力學(xué)試驗(yàn)機(jī)（MTS 858Mini Bionix）上，使拉力經(jīng)過韌帶的軸線，按5mm／min速度加載負(fù)荷，記錄重建韌帶的斷裂部位。并于術(shù)后2、4、8、12周分別將2只實(shí)驗(yàn)動物處死取材，標(biāo)本使用10%甲醛液固定，用5%硝酸液脫鈣，脫鈣組織沿股骨隧道長軸方向縱向切開，然后依次梯度乙醇逐級脫水、清洗、石蠟包埋后，切成5μm厚薄片，HE染色后觀察腱－骨界面的組織愈合過程。

2 結(jié) 果

2.1 斷裂部位結(jié)果 28只實(shí)驗(yàn)動物均未出現(xiàn)術(shù)后感染，未見明顯的滑膜炎癥和關(guān)節(jié)腔積液，未見纖維組織過度形成及關(guān)節(jié)僵直。術(shù)后4周，拉伸測試顯示，重建韌帶斷裂部分位于腱性部分為9例，其中位于股骨側(cè)3例，中段3例，脛骨側(cè)3例；1例從股骨隧道內(nèi)拉出，末端帶有部分骨塊。術(shù)后8周，拉伸測試后，重建韌帶斷裂部位均位于腱性部分，其中位于股骨側(cè)3例，中段3例，脛骨側(cè)4例。

2.2 股骨隧道內(nèi)腱－骨界面組織學(xué)檢查 術(shù)后2周，骨道內(nèi)腱－骨界面間形成肉芽組織，由成纖維細(xì)胞和炎癥細(xì)胞組成，連接松散（圖2A）。術(shù)后4周，骨道內(nèi)壞死的腱組織逐漸被來自骨的新生細(xì)胞長入替代，出現(xiàn)了較多軟骨細(xì)胞，從肌腱到骨之間形成軟骨組織移行帶，界面仍有較多的成纖維細(xì)胞和少量炎癥細(xì)胞，腱骨間形成Sharpey纖維沿應(yīng)力方向通過軟骨細(xì)胞與骨組織相連（圖2B）。術(shù)后8周，肌腱與骨隧道之間的連接變得緊密，界面間可見成纖維細(xì)胞減少，膠原纖維大量合成，排列較規(guī)則。腱－骨界面的部分區(qū)域出現(xiàn)膠原纖維－纖維軟骨組織－骨組織的移行帶改變（圖2C）。術(shù)后12周，新生骨與肌腱界限不清，形成較明顯的膠原纖維－纖維軟骨－鈣化的軟骨組織－骨組織的移行帶改變，以及出現(xiàn)較為清晰的潮線（圖2D）。

圖1 前交叉韌帶重建術(shù)的主要方法

圖2 股骨隧道內(nèi)腱－骨界面組織切片（HE，×200）

3 討 論

ACL重建手術(shù)的目的是恢復(fù)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，理想的重建要求移植物和固定方式具有足夠的強(qiáng)度和剛度；盡可能地接近解剖重建；移植物與骨隧道盡早愈合。將ACL重建的固定方法分為3類：遠(yuǎn)離關(guān)節(jié)面的間接固定，鈕扣鋼板、門形釘、縫合拴樁等；骨隧道內(nèi)靠近關(guān)節(jié)面的類直接固定，包括各種類型的橫釘［4］、肌腱結(jié)嵌壓［5］、自外向內(nèi)植入的界面螺釘?shù)?；直接固定，如界面螺釘于關(guān)節(jié)內(nèi)的直接固定。然而，每種方法均有其優(yōu)、缺點(diǎn)，通常認(rèn)為，直接固定或類直接固定較靠近關(guān)節(jié)面，可減少“蹦極效應(yīng)”與“雨刷效應(yīng)”，從而減少其對骨與移植物愈合的不利作用，減少骨道擴(kuò)大效應(yīng)。同時，移植物與骨隧道的接觸程度對愈合也產(chǎn)生重要作用。周密等［6］應(yīng)用肌腱結(jié)嵌壓固定重建ACL，骨隧道內(nèi)無需任何內(nèi)固定，為生物學(xué)固定，研究顯示此固定方式有利于移植肌腱的韌帶化過程。本研究與肌腱結(jié)固定方式有近似之處，不同的是骨隧道“瓶頸”處鑲嵌物為腱－骨復(fù)合體，肌腱部分愈合過程為腱－骨愈合，骨性部分則為骨－骨愈合，應(yīng)用腱骨復(fù)合體嵌入固定的目的一方面發(fā)揮其固定方面較為穩(wěn)定的優(yōu)勢，另一方面旨在發(fā)揮骨－骨愈合的優(yōu)勢［7］，促進(jìn)移植物早期愈合。

腱－骨愈合是一個纖維組織形成連接、新骨形成、骨向肌腱內(nèi)長入、局部纖維連接不斷改建的復(fù)雜過程［8－9］。在術(shù)后早期，腱－骨界面成為愈合過程中最薄弱的環(huán)節(jié)，移植物止點(diǎn)的類型及生物力學(xué)性能直接決定了術(shù)后康復(fù)功能鍛煉的時間和強(qiáng)度的選擇［10］。本研究中，主要是靠腱骨復(fù)合體的骨塊嵌入骨隧道瓶頸提供牢靠固定，拉伸測試時，僅術(shù)后4周時出現(xiàn)1例從股骨隧道拉出，考慮原因可能為腱骨復(fù)合體制作過程中因?yàn)槭鞘帚@鉆取，雖肉眼下骨塊完整，但也不除外對肌腱一端的骨塊有一定程度損傷。術(shù)后8周拉伸測試時，未見骨塊從骨隧道內(nèi)拉出。在腱骨復(fù)合體鑲嵌固定前提下，股骨隧道內(nèi)腱骨界面部分術(shù)后4周出現(xiàn)骨道內(nèi)壞死的腱組織逐漸被來自骨的新生細(xì)胞長入替代，可見較多軟骨細(xì)胞，從肌腱到骨之間形成軟骨組織移行帶。術(shù)后8周肌腱與骨隧道之間的連接變得緊密，膠原纖維大量合成，排列較規(guī)則。術(shù)后12周新生骨與肌腱界限不清，形成了較明顯的膠原纖維－纖維軟骨－鈣化的軟骨組織－骨組織的移行帶改變?？梢?，此固定方式有效保證了骨隧道內(nèi)腱－骨界面的愈合。

實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用腱骨復(fù)合體固定時，骨塊部分為主要鑲嵌固定部分，屬于骨隧道內(nèi)固定，但由于兔的膝關(guān)節(jié)操作時要求精細(xì)程度較高，尤其是實(shí)驗(yàn)中移植物切取時應(yīng)用手工環(huán)鋸，因器械性能所限，加之兔的脛骨近端骨皮質(zhì)、骨松質(zhì)厚度不是很大，不能切取較長的完整骨塊，因此，固定的骨塊較小，鑲嵌固定時位置距離關(guān)節(jié)面較遠(yuǎn)，不能達(dá)到更大限度的類直接固定；甚至在取移植物的操作過程中可能出現(xiàn)腱骨復(fù)合體的損傷，出現(xiàn)股骨側(cè)韌帶固定不牢的情況。本研究中術(shù)后4周時出現(xiàn)1例從股骨隧道拉出可能即為此因所致。因此，在手術(shù)中取腱骨復(fù)合體時，要遵循穩(wěn)、巧的原則，環(huán)鋸要求較為銳利，防止操作中出現(xiàn)骨塊碎裂或出現(xiàn)肌腱止點(diǎn)受損傷。幸運(yùn)的是，實(shí)際操作中對于人的膝關(guān)節(jié)韌帶重建時，因器械配套性能優(yōu)越、大小適當(dāng)，加之可以應(yīng)用同種異體移植物，骨塊切取、修飾的自由性大大增加［11－12］。本實(shí)驗(yàn)通過腱骨復(fù)合體鑲嵌固定，主要是觀測此種方式固定的愈合特點(diǎn)，為其臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)，為前交叉韌帶重建的方法選擇提供參考，開拓思路。

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