膝前交叉韌帶非圓形骨道重建技術(shù)的研究進(jìn)展

梁祖儒 張新濤

（1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院，廣東 汕頭 515041；2.北京大學(xué)深圳醫(yī)院運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)醫(yī)學(xué)科，廣東 深圳 518036）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament,ACL）解剖重建最重要的是重建原始ACL解剖結(jié)構(gòu)，盡可能恢復(fù)ACL的大小、走行及起止點(diǎn)位置，不正確的ACL重建手術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)活動(dòng)受限、異常旋轉(zhuǎn)甚至手術(shù)失敗[1]。近年來(lái)，一些學(xué)者通過(guò)形態(tài)學(xué)研究和臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)ACL的止點(diǎn)形態(tài)并不是傳統(tǒng)解剖重建的圓形，而是類似橢圓甚至矩形形態(tài)。因此，對(duì)ACL的形態(tài)學(xué)分析及非圓形（橢圓形或矩形）骨道解剖重建技術(shù)的臨床及基礎(chǔ)研究逐漸增多，本文對(duì)ACL的非圓形骨道重建技術(shù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 A C L非圓形止點(diǎn)的形態(tài)學(xué)分析

由于重建工具的局限性，ACL重建時(shí)骨道都被制作成圓形骨道，但是Middleton等[2]在2015年的研究中發(fā)現(xiàn)，目前的圓形骨道技術(shù)重建ACL僅能恢復(fù)止點(diǎn)面積的70%～79%。2007年Edwards等[3]通過(guò)55例人體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本研究認(rèn)為ACL脛骨、股骨止點(diǎn)形態(tài)各異，均無(wú)明顯規(guī)律，但是ACL是由前內(nèi)束和后外束兩束組成的。2015年Smigielski等[4]研究了111例新鮮冰凍膝關(guān)節(jié)標(biāo)本發(fā)現(xiàn)ACL由一束構(gòu)成，無(wú)前內(nèi)束與后外束之分，其股骨止點(diǎn)2 mm處的形態(tài)為，寬16.0 mm(12.7～18.1 mm)、厚 3.5 mm(2.0～4.8 mm)、面積 56.6 mm2；實(shí)質(zhì)部為寬 11.4 mm(9.8～13.8 mm)，厚3.4 mm(1.8～3.9 mm)、面積39.8 mm2，表明ACL為扁平帶狀結(jié)構(gòu)。Siebold等[5]研究20例膝關(guān)節(jié)標(biāo)本脛骨止點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)ACL實(shí)質(zhì)部及其C型脛骨止點(diǎn)呈扁平狀，ACL實(shí)質(zhì)部平均寬9.9 mm，厚3.9 mm，橫截面積為38.7 mm2，脛骨止點(diǎn)平均寬（長(zhǎng)）12.6 mm，厚3.3 mm，橫截面積31.4 mm2。2016年，Oka等[6]對(duì)6例新鮮冰凍標(biāo)本的組織學(xué)切片進(jìn)行研究證實(shí)ACL為扁平帶狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)脛骨止點(diǎn)呈鴨足狀，直接止點(diǎn)呈C形。張文濤等[7]研究發(fā)現(xiàn)ACL脛骨止點(diǎn)呈弧形，其前后徑為（11.9±0.6）mm、左右徑為（9.5±1.8）mm、橫截面積（117.8±12.5）mm2。

Guenther等[8]對(duì)100例行ACL重建手術(shù)的患者進(jìn)行了關(guān)節(jié)鏡下脛骨止點(diǎn)測(cè)量和分型，結(jié)果顯示脛骨止點(diǎn)前后徑（16.1±2.6）mm、左右徑（9.6±1.5）mm，脛骨止點(diǎn)可分為橢圓形（51%）、“C”形（16%）、三角形（33%）。Fujimaki等[9]通過(guò)8例新鮮冰凍膝關(guān)節(jié)標(biāo)本的MRI檢查及激光掃描結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)ACL脛骨止點(diǎn)均呈扁平狀，其面積比實(shí)質(zhì)部面積大，且隨著屈膝角度變化而變化。Tashiro等[10]對(duì)50例ACL重建患者健側(cè)膝關(guān)節(jié)ACL的MRI研究發(fā)現(xiàn)脛骨止點(diǎn)為橢圓形（54.8%）、三角形（45.2%），并無(wú)“C”形。Thein等[11]通過(guò)27例ACL重建患者健側(cè)膝關(guān)節(jié)三維MRI的影像學(xué)表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，ACL是扁平結(jié)構(gòu)，其長(zhǎng)短軸之比可達(dá)到2.07。綜上所述，ACL無(wú)論是脛骨止點(diǎn)、實(shí)質(zhì)部、股骨止點(diǎn)，都不是圓的，而是扁的。

2 A C L非圓形骨道重建技術(shù)的發(fā)展

圖1 股骨、脛骨雙矩形骨道重建ACL[13]

雖然ACL圓形骨道重建技術(shù)可恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的功能[12]，但所建立的圓形骨道與ACL止點(diǎn)解剖形態(tài)仍有較大差異，故很多作者嘗試非圓形骨道技術(shù)重建ACL以恢復(fù)其原始形態(tài)。Shino等[13-16]對(duì)于ACL矩形骨道重建技術(shù)做了大量臨床研究，從2005年開(kāi)始提出使用骨髕腱骨移植物（bone-patellar tendon-bone,BPTB）股骨、脛骨雙矩形骨道重建ACL技術(shù)，到2015年該技術(shù)臨床應(yīng)用已基本完善（圖1），總結(jié)如下內(nèi)容：①股骨矩形骨道的建立，暴露股骨止點(diǎn)，在膝關(guān)節(jié)完全屈曲情況下用微骨折錐在止點(diǎn)長(zhǎng)軸中心上間隔5 mm定位兩個(gè)點(diǎn)，平行置入兩根導(dǎo)針后用直徑5 mm空心鉆經(jīng)導(dǎo)針鉆至相應(yīng)深度，最后用位置較低的導(dǎo)針置入5 mm×10 mm的矩形擴(kuò)鉆由內(nèi)向外建立一個(gè)相應(yīng)深度的矩形骨道。此步驟可能出現(xiàn)股骨骨道破裂，故對(duì)膝關(guān)節(jié)無(wú)法屈曲超過(guò)140°的患者，為了避免術(shù)中骨道破裂，采取股骨外側(cè)小切口，用類似方法由外向內(nèi)建立矩形骨道；②脛骨矩形骨道的建立，暴露脛骨止點(diǎn)，在中心點(diǎn)置入導(dǎo)針（關(guān)節(jié)內(nèi)露出2～2.5 cm）后用鉆頭鉆取骨釘，然后以中心點(diǎn)導(dǎo)針為參考，在止點(diǎn)長(zhǎng)軸中心上間隔5 mm置入兩根導(dǎo)針（3根導(dǎo)針從內(nèi)側(cè)半月板前角到外側(cè)半月板后角分布，連線夾角在矢狀面呈20°），移出中心點(diǎn)導(dǎo)針，用直徑5 mm空心鉆在兩根導(dǎo)針處鉆破骨皮質(zhì)，最后用置入5 mm×10 mm的矩形擴(kuò)鉆由外向內(nèi)建立矩形骨道。Shino等認(rèn)為相對(duì)于傳統(tǒng)圓形骨道技術(shù)，矩形骨道技術(shù)所建立的骨道橫截面積更小，可減小重建韌帶與髁間窩或后交叉韌帶的撞擊可能，更適用于初次骨道位置不正導(dǎo)致重建韌帶失效的翻修手術(shù)。Noh等[17]使用自體4股腘繩肌腱股骨、脛骨雙橢圓骨道技術(shù)重建ACL，在脛骨前內(nèi)束止點(diǎn)置入一枚2.4 mm導(dǎo)針，用大號(hào)擴(kuò)鉆在遠(yuǎn)端建立長(zhǎng)30 mm的骨道，用中號(hào)擴(kuò)鉆鉆破關(guān)節(jié)面皮質(zhì)，然后將導(dǎo)針移至后外束止點(diǎn)后用小號(hào)擴(kuò)鉆鉆破關(guān)節(jié)面皮質(zhì)建立脛骨橢圓骨道。在股骨前內(nèi)束止點(diǎn)置入一枚2.4 mm導(dǎo)針后用中號(hào)擴(kuò)鉆建立長(zhǎng)30 mm骨道，然后將導(dǎo)針移至后外束止點(diǎn)后用小號(hào)擴(kuò)鉆鉆破皮質(zhì)，再用與中號(hào)擴(kuò)鉆相似大小的桿經(jīng)脛骨骨道敲入股骨骨道30 mm完成股骨骨道。Petersen等[18]用自體腘繩肌腱股骨、脛骨雙橢圓骨道技術(shù)重建ACL（圖2），在股骨止點(diǎn)中心置入導(dǎo)針，然后用直徑4.5 mm鉆頭鉆入30～45 mm，再根據(jù)骨道長(zhǎng)度用直徑6 mm鉆頭鉆入25～30 mm，最后根據(jù)移植物大小選用適合的擴(kuò)鉆建立股骨骨道。Nakase等[19]使用自體腘繩肌腱股骨橢圓骨道技術(shù)重建ACL，在股骨止點(diǎn)中心置入一直徑3.5 mm導(dǎo)針并鉆破皮質(zhì)，再用直徑6.0 mm鉆頭鉆入15 mm，最后根據(jù)移植物大小選用適合的圓矩形擴(kuò)鉆建立長(zhǎng)度為15 mm的股骨骨道。Hayashi等[20]報(bào)道使用倒打錘逆行建立股骨、脛骨雙矩形骨道重建ACL的技術(shù)：①股骨矩形骨道的建立，暴露股骨止點(diǎn)，在住院醫(yī)師嵴后方止點(diǎn)中心處置入一直徑為3.5 mm導(dǎo)針，再用直徑6 mm的倒打鉆鉆取深度為25 mm的圓形骨道，換用直徑為3.0 mm導(dǎo)針，連接上逆行擴(kuò)鉆后用倒打錘建立深度為18 mm的矩形骨道；②脛骨骨道的建立，暴露脛骨止點(diǎn)，在止點(diǎn)中心處置入一直徑為3.5 mm導(dǎo)針，用鉆頭在脛骨遠(yuǎn)端鉆取深度為10 mm，寬為10 mm的骨道，再用直徑6 mm的鉆頭鉆破關(guān)節(jié)面皮質(zhì)，最后同樣的導(dǎo)針連接上逆行擴(kuò)鉆后用倒打錘建立脛骨矩形骨道。以上研究者[15-19]均認(rèn)為ACL橢圓形或矩形骨道重建技術(shù)比以往單雙束的圓形骨道重建技術(shù)更能滿足解剖重建的要求。

圖2 股骨橢圓骨道技術(shù)重建ACL[18]

3 A C L非圓形骨道重建技術(shù)的生物力學(xué)分析

Herbort等[21]通過(guò)膝關(guān)節(jié)標(biāo)本進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)，比較股四頭肌腱矩形骨道、骨髕腱骨矩形骨道和腘繩肌圓形骨道重建ACL后在屈膝0°、15°、30°、60°、90°應(yīng)力狀態(tài)下的Lachman試驗(yàn)和Pivot-shift試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)股四頭肌腱矩形骨道組和骨髕腱骨矩形骨道組相對(duì)于腘繩肌圓形骨道，在屈膝0°、15°時(shí)的前向穩(wěn)定性更好，因此作者認(rèn)為股四頭肌腱矩形骨道、BPTB矩形骨道重建ACL的前后穩(wěn)定性更優(yōu)，但由于使用重建材料的不同，并不能證明矩形骨道比圓形骨道更優(yōu)。Suzuki等[22]通過(guò)比較BPTB股骨矩形骨道技術(shù)和圓形骨道技術(shù)重建ACL后屈膝15°時(shí)ACL的張力發(fā)現(xiàn)，矩形骨道技術(shù)重建的ACL張力（8.6±4.8）N明顯小于圓形骨道技術(shù)重建的ACL張力（34.8±9.2）N，進(jìn)一步對(duì)重建ACL有效性的研究發(fā)現(xiàn)，雖然兩種技術(shù)重建后膝關(guān)節(jié)的前后向穩(wěn)定性均得到控制，但是因圓形骨道技術(shù)重建后ACL的張力過(guò)大，膝關(guān)節(jié)在外旋外翻時(shí)出現(xiàn)脛骨平臺(tái)向近端、向后、向外側(cè)的移位，故作者認(rèn)為矩形骨道技術(shù)重建ACL的膝關(guān)節(jié)更接近正常膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)行為特性。Mae等[23]使用膝關(guān)節(jié)松弛度測(cè)試儀測(cè)量正常膝關(guān)節(jié)及BPTB股骨矩形骨道技術(shù)重建ACL后膝關(guān)節(jié)在不同屈膝角度時(shí)134 N前后向載荷下的松弛度，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)BPTB股骨矩形骨道重建ACL的前后緊張度（laxity match pretension,LMP）與正常ACL的張力相近。Oshima等[24]使用壓力傳感器研究半腱肌腱移植物在模擬圓形骨道和圓矩形骨道中的壓力差異發(fā)現(xiàn)，在圓形骨道中只有水平兩側(cè)有接觸壓力（287.0±136.7）gf，垂直側(cè)無(wú)接觸壓力；而在圓矩形骨道中水平、垂直兩側(cè)均有接觸壓力[（260.9±186.4）gf、（352.9±49.5）gf]，根據(jù)研究結(jié)果認(rèn)為半腱肌腱移植物的橫截面是橢圓的，圓矩形骨道更適合半腱肌腱移植物。

4 A C L非圓形骨道重建技術(shù)的臨床應(yīng)用效果

Noh等[17]通過(guò)對(duì)比擴(kuò)孔器順行建立股骨、脛骨雙橢圓骨道技術(shù)（34例）重建ACL與傳統(tǒng)圓形骨道技術(shù)（40例）的前瞻性臨床研究發(fā)現(xiàn)，隨訪2年兩組的軸移試驗(yàn)、Lachman試驗(yàn)均為陰性，IKDC評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但Lysholm評(píng)分橢圓形骨道組患者更優(yōu)。Petersen等[18]使用橢圓形擴(kuò)鉆順行建立股骨、脛骨橢圓形骨道重建ACL24例，術(shù)中、術(shù)后均未出現(xiàn)骨道破裂、血管神經(jīng)損傷等明顯并發(fā)癥，術(shù)后三維CT證實(shí)相對(duì)于圓形骨道，橢圓形骨道更接近ACL止點(diǎn)的解剖形態(tài)。Hayashi等[20]在使用倒打錘逆行建立股骨脛骨雙矩形骨道重建ACL的技術(shù)時(shí)認(rèn)為手術(shù)過(guò)程中有可能會(huì)出現(xiàn)骨道破裂，但他們?cè)谛g(shù)中尚未出現(xiàn)此類并發(fā)癥。Nakase等[19]報(bào)道使用擴(kuò)鉆建立圓矩形股骨骨道時(shí)出現(xiàn)1例（1/50）骨道后壁部分破裂，但無(wú)血管、神經(jīng)損傷等嚴(yán)重術(shù)中并發(fā)癥。Shino等[16]在2004～2008年使用BPTB股骨、脛骨雙矩形骨道技術(shù)翻修重建ACL31例，隨訪18例，平均隨訪38個(gè)月，其中1例在術(shù)后28個(gè)月再次斷裂，剩余17例患者中，15例膝關(guān)節(jié)可完全屈曲，2例屈曲欠5°；11例患者IKDC評(píng)分為正常，6例接近正常；KT-1000值為（1.0±1.5）mm。Suzuki等[25]進(jìn)一步研究證實(shí)，通過(guò)評(píng)估矩形骨道重建ACL術(shù)后4周、8周的CT表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)術(shù)后8周BPTB骨塊與股骨骨道基本愈合。趙逢源等[26]通過(guò)使用橢圓形骨道擴(kuò)張器在兔子膝關(guān)節(jié)行橢圓形骨道重建ACL證實(shí)了橢圓形骨道重建ACL的可行性，進(jìn)一步通過(guò)術(shù)后的膝關(guān)節(jié)三維CT掃描發(fā)現(xiàn)ACL橢圓形骨道重建后移植物與骨道匹配度良好，無(wú)明顯空隙。進(jìn)一步的關(guān)于使用橢圓形骨道技術(shù)重建前交叉韌帶的45例臨床研究中，移植物均可通過(guò)橢圓形骨道，術(shù)中未出現(xiàn)骨隧道破裂、血管神經(jīng)損傷等并發(fā)癥，術(shù)后三維CT證實(shí)了橢圓形骨道重建后入口處形態(tài)更接近解剖形態(tài)，且骨道定位在解剖止點(diǎn)范圍內(nèi)[27]。最新的臨床研究通過(guò)對(duì)比橢圓形骨道（20例）與圓形骨道（20例）重建ACL術(shù)后1年移植物的MRI信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)橢圓骨道技術(shù)比圓形骨道技術(shù)移植物信噪比低，證實(shí)橢圓形骨道技術(shù)重建的移植物成熟度優(yōu)于圓形骨道技術(shù)重建的移植物[28]。

綜上所述，非圓形骨道更能滿足ACL為扁平帶狀結(jié)構(gòu)解剖重建的要求。目前的基礎(chǔ)和臨床研究已證實(shí)非圓形骨道技術(shù)的可行性，但是目前仍缺乏大量的臨床數(shù)據(jù)證明橢圓形或矩形骨道ACL重建技術(shù)優(yōu)于傳統(tǒng)圓形骨道重建技術(shù)，這有待于進(jìn)一步的研究。