前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制

李澤成，呂松岑(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨外四科，黑龍江哈爾濱　150000)

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前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機(jī)制

李澤成，呂松岑*
(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨外四科，黑龍江哈爾濱150000)

*本文通訊作者:呂松岑

前交叉韌帶是膝關(guān)節(jié)重要結(jié)構(gòu)，損傷后可造成膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)及生物力學(xué)改變。前交叉韌帶損傷很常見，前交叉韌帶重建術(shù)(anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR)后可以達(dá)到良好效果，不影響患者的正常生活。但人們逐漸意識到髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎等術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生，影響前交叉韌帶重建術(shù)后患者生活質(zhì)量及軀體活動，需要得到足夠重視，對其發(fā)病機(jī)制的研究是預(yù)防其發(fā)生的關(guān)鍵。作者對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行研究，就ACLR術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行探討。

1 ACLR術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的流行病學(xué)

髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎以關(guān)節(jié)軟骨損傷、骨贅形成、軟骨下骨改變和滑膜炎影響髕骨和股骨滑車溝為特點(diǎn)，ACLR后出現(xiàn)髕前疼痛，在上下樓、蹲起及爬山等屈曲動作時疼痛加重，可伴有摩擦音、絞鎖及膝關(guān)節(jié)腫脹，以恰當(dāng)力按壓髕骨內(nèi)側(cè)或外側(cè)患者有痛感，嚴(yán)重時影響生活質(zhì)量及運(yùn)動能力［1］。在前交叉韌帶損傷和重建術(shù)后12年的隨訪中，髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率與脛股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生率相似，并且它們經(jīng)常共存［2］。年齡小于30歲的年輕人接受ACLR后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎典型癥狀要比普通人提前［3］。由于骨關(guān)節(jié)炎有限的保守治療措施，過早發(fā)生ALCR后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎增加了較年輕時接受人工關(guān)節(jié)置換的風(fēng)險。

雖然X線是評價骨關(guān)節(jié)炎最簡單方法，但是它不能夠觀察到早期的關(guān)節(jié)疾病，比如關(guān)節(jié)軟骨紊亂［4］。MRI能夠更敏感的觀察到關(guān)節(jié)軟骨的變化，這些關(guān)節(jié)早期變化可能導(dǎo)致長遠(yuǎn)的更嚴(yán)重的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)變化和疼痛。許多研究應(yīng)用關(guān)節(jié)鏡及MRI評估髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷，在前交叉韌帶重建術(shù)后進(jìn)行關(guān)節(jié)鏡二次觀察發(fā)現(xiàn)，患者髕股關(guān)節(jié)軟骨存在退變，無論是單束重建還是雙束重建，術(shù)后髕骨關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率相似［5］。前交叉韌帶損傷后7～11年，無論保守治療還是交叉韌帶重建，MRI下髕股關(guān)節(jié)軟骨退變是正常人的30倍［6］。因此，前交叉韌帶不能夠保護(hù)退變中的髕股關(guān)節(jié)。當(dāng)前的證據(jù)表明前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)炎發(fā)生是普遍的。雖然大多數(shù)的放射線表現(xiàn)是輕度的，但這對髕股關(guān)節(jié)可能有不利的影響，因此對于臨床醫(yī)生來說在術(shù)后恢復(fù)期考慮髕股關(guān)節(jié)十分重要。在前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生進(jìn)一步退變，隨著時間的推移它可能導(dǎo)致影像學(xué)上表現(xiàn)為的髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎。

2 ACLR術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的危險因素

2．1重建方式的選擇自體骨髕腱骨移植重建，這一手術(shù)技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用了很多年，手術(shù)過程涉及到髕韌帶和一些髕骨，這一重建類型與髕股關(guān)節(jié)癥狀有密切關(guān)系［7］。髕前疼痛在前交叉韌帶重建術(shù)后很常見，特別是在自體骨髕腱移植術(shù)后，前交叉韌帶重建術(shù)后10年里有40%的患者有膝前疼痛［7］。實(shí)際上髕前疼痛是前交叉韌帶重建術(shù)后最嚴(yán)重和麻煩的并發(fā)癥，但這一癥狀主要?dú)w結(jié)于移植部位的疼痛，髕腱取腱處及取骨處，而與髕股關(guān)節(jié)退變無關(guān)。

最近自體腘繩肌肌腱移植應(yīng)用越來越多，并且很少影響到髕股關(guān)節(jié)。自體骨髕腱移植重建比自體腘繩肌肌腱移植重建，術(shù)后患者髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生率無顯著不同［8］，也沒有預(yù)測到髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎影像學(xué)的變化［9］。通過術(shù)后關(guān)節(jié)鏡二次評估認(rèn)為，自體骨髕腱骨移植重建與自體腘繩肌肌腱移植相比，術(shù)后髕股關(guān)節(jié)軟骨退變發(fā)生率無顯著差異［5］。也有研究認(rèn)為，自體骨髕腱骨移植重建比自體腘繩肌肌腱移植行ACLR術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率要高［10］。當(dāng)前研究表明，采用自體腘繩肌肌腱重建前交叉韌帶不會阻止前交叉韌帶損傷后髕骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。潛在的原因我們將在之后的文章中討論。

人工韌帶(ligamentadvanced reinforcementsystem，LARS)被廣泛研究，它具有抗疲勞、抗變形能力強(qiáng)、組織相容性好等優(yōu)勢。但沒有研究證據(jù)表明，與自體移植物相比人工韌帶可以降低術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)病風(fēng)險。最近更有文章認(rèn)為LARS不應(yīng)該作為移植物的首選［11］。因此，髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎需要在每一個接受前交叉韌帶重建術(shù)的個體考慮，而不是移植類型。

2．2髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)改變生物力學(xué)研究可能對發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎的高發(fā)風(fēng)險的原因有價值。前交叉韌帶損傷破壞矢狀位的前后穩(wěn)定性和橫斷面的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性［12］，雖然重建能夠恢復(fù)前后及旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，但橫斷面的旋轉(zhuǎn)范圍不是一定能恢復(fù)［13］。研究表明，前交叉韌帶重建術(shù)后的患者比前交叉韌帶沒受傷的患者脛骨的外旋活動范圍更大［14］。研究發(fā)現(xiàn)脛骨外旋增加髕骨外翻并增加了髕股關(guān)節(jié)負(fù)載［15］。前交叉韌帶損傷后髕腱的長度和方向發(fā)生改變，這一改變可造成髕骨的外翻和旋轉(zhuǎn)傾斜。雖然前交叉韌帶重建術(shù)后可以恢復(fù)髕腱的長度，但髕骨的旋轉(zhuǎn)傾斜和外翻沒有得到糾正［16］。有研究認(rèn)為，解剖重建與非解剖重建相比，前者術(shù)后髕股關(guān)節(jié)的受力面積更接近正常人，髕股關(guān)節(jié)的受力面積更大，使得髕股關(guān)節(jié)壓強(qiáng)更?。?7］。這些髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)的改變可能預(yù)示著關(guān)節(jié)軟骨的退變和骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。

2．3軟骨損傷前交叉韌帶斷裂的力量會造成關(guān)節(jié)不穩(wěn)，并會對髕股關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨造成破壞，這是術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的主要危險因素［18］。在前交叉韌帶損傷患者中可以觀察到不同程度的髕股關(guān)節(jié)軟骨損傷［5，19］。更重要的是，在前交叉韌帶重建術(shù)中記錄下來的關(guān)節(jié)軟骨的損傷預(yù)示著將在遠(yuǎn)期放射線下會診斷出髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎［9，20］。韌帶損傷后到手術(shù)的時間延遲對髕股關(guān)節(jié)軟骨有不利影響［19］。然而，無論保守治療還是盡早手術(shù)，股骨滑車軟骨會在前交叉韌帶損傷后2年變?。?1］。

在急性前交叉韌帶斷裂時，炎癥反應(yīng)會激活細(xì)胞因子和蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)，通常會損害Ⅱ型膠原蛋白網(wǎng)絡(luò)、蛋白多糖和其他的關(guān)節(jié)軟骨結(jié)構(gòu)［22］，造成關(guān)節(jié)軟骨的退變。炎癥標(biāo)記物在前交叉韌帶損傷后隨著時間推移逐漸減少，在損傷后多年炎性標(biāo)記物濃度與骨關(guān)節(jié)炎患者相似［22］。然而，前交叉韌帶重建術(shù)會增加關(guān)節(jié)內(nèi)的創(chuàng)傷，這可能會延長或進(jìn)一步起動炎癥反應(yīng)［22］。在前交叉韌帶重建術(shù)前及術(shù)后的關(guān)節(jié)炎癥反應(yīng)的影響下，損傷的關(guān)節(jié)軟骨容易受到影響變成嚴(yán)重的關(guān)節(jié)退變。

2．4半月板損傷和半月板切除半月板和前交叉韌帶損傷通常同時存在［23］。有前交叉韌帶損傷的患者半月板切除術(shù)預(yù)示著髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生［20］。在前交叉韌帶重建術(shù)時切除半月板，接下來的6年隨訪中發(fā)現(xiàn)半月板切除與髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)［20］。半月板損傷或切除能夠影響脛股關(guān)節(jié)橫斷面旋轉(zhuǎn)功能和膝關(guān)節(jié)額狀面的排列［24］，這影響到髕股關(guān)節(jié)的接觸應(yīng)力，使髕股關(guān)節(jié)軟骨變薄［25］。半月板損傷或切除對髕股關(guān)節(jié)力學(xué)的影響，與后續(xù)的關(guān)節(jié)癥狀的關(guān)系需要進(jìn)一步的研究?，F(xiàn)有的文獻(xiàn)表明，在前交叉韌帶損傷后盡量保存半月板可能降低髕股關(guān)節(jié)發(fā)生骨關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險。

2．5 ACLR后膝關(guān)節(jié)的活動度在矢狀面上增加屈曲角度會增加髕股關(guān)節(jié)的接觸面積和應(yīng)力，這是由股四頭肌及髕韌帶共同作用的結(jié)果［26］。在前交叉韌帶重建術(shù)后的患者中出現(xiàn)不同程度的膝關(guān)節(jié)伸展無力［27］，與髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生相關(guān)［28］。膝關(guān)節(jié)伸展缺失會對髕股關(guān)節(jié)產(chǎn)生一個恒定的壓力負(fù)荷，這與髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的易感性及髕股關(guān)節(jié)的癥狀都有關(guān)系［26］。前交叉韌帶重建術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲角度丟失與髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎有一定聯(lián)系［28］。Shelbourne等［29］提出，術(shù)后早期開始功能鍛煉使患者能夠完全伸直膝關(guān)節(jié)并獲得完整的膝關(guān)節(jié)活動度，從而避免長期異常的髕股關(guān)節(jié)負(fù)載。

2．6股四頭肌力量降低及力量失衡在骨關(guān)節(jié)炎中肌肉無力是最早出現(xiàn)也是出現(xiàn)最頻繁的癥狀［30］，也是髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的危險因素［31］。更強(qiáng)的股四頭肌肌力會使髕股關(guān)節(jié)側(cè)方軟骨得到保護(hù)［31］。股四頭肌肌力降低可能持續(xù)到前交叉韌帶重建術(shù)后6年［8］，股四頭肌肌力減低可能在髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎中起到重要作用。對前交叉韌帶重建術(shù)后1年的患者進(jìn)行隨訪發(fā)現(xiàn)，其他功能恢復(fù)良好的患者在步行時股外側(cè)肌和股直肌已經(jīng)恢復(fù)正常，而股內(nèi)側(cè)肌收縮能力較健側(cè)弱［32］。股內(nèi)外側(cè)肌力量失衡，造成了髕骨外側(cè)壓力明顯大于內(nèi)側(cè)，這與髕股關(guān)節(jié)的退變有直接關(guān)系。

2．7性別性別差異是膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)病已經(jīng)確定的風(fēng)險因素，然而不同性別患者在前交叉韌帶重建后的髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病風(fēng)險并無差異［33］。也有研究認(rèn)為，女性患者在前交叉韌帶重建后的髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病率更高［34］，但關(guān)于性別是否是前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)炎的危險因素需要進(jìn)一步研究。

綜上所述，前交叉韌帶重建術(shù)后出現(xiàn)髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎是較常見的并發(fā)癥，并且患者有明顯的臨床癥狀，影響到患者術(shù)后的生活質(zhì)量。通過對前交叉韌帶重建術(shù)后的髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生機(jī)制的研究，可以對患者的康復(fù)鍛煉及術(shù)后運(yùn)動習(xí)慣提供科學(xué)指導(dǎo)，有效預(yù)防前交叉韌帶重建術(shù)后髕股關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生。

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作者簡介:李澤成(1989－)，男，研究生在讀，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院骨外四科，150000。

收稿日期:2015-06-25

文章編號:1008－5572(2016)03－0242－04

中圖分類號:R684．3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A