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运动医学分会---膝关节交叉韧带损伤的临床治疗进展

来源: 发布日期:2011-10-27 17:31:32浏览:8081次

 

敖英芳

北京大学第三医院运动医学研究所(100083

Clinical Research Progresses of Cruciate Ligament Treatment

AO Yingfang

Institute of Sports MedicineThird HospitalPeking University100083.

E-mail: yingfang ao@vip.sina.com

AbstractObjective: To introduce the clinical research progresses of cruciate ligament treatment. Method: To introduce the progresses of cruciate ligament reconstruction with our clinical research results and related literatures. Results: The incidence of articular cartilage injury following the cruciate ligament rupture raised significantly and the rupture of cruciate ligament could also induce menisci injuries. Cruciate ligament ruptrure could result in multi-instability and the ruptured anterior cruciate ligament would influence the intact side, which would lead to secondary bilateral ACL injury. The longer the course of cruciate ligament rupture was the more serious the lesion of the cartilage was. Clinical investigation results indicated that articular cartilage injuries in the cruciate ligament deficient knee were mainly resulted from instability. So the cruciate ligament should be reconstructed as soon as possible to restore the stability and regain the knee joint function. Now the grafts of anterior and posterior cruciate ligament reconstruction are mostly autografts. The fixation methods of the graft were markedly improved which leaded to firmer fixation, earlier rehabilitation and better clinical results. Now 2-route 4-tunnel ACL reconstruction method, which aimed at improving the outcome by mimicking the natural anatomy of anterior cruciate ligament, and its satisfying outcome were reported by us, but the long-term clinical outcome should be followed up. There were many reasons for the failure of cruciate ligament reconstruction. Among these reasons mal-position of the bone tunnel was the major factor. Conclusion: Now the clinical treatment level has been improved markedly. With the modern technique and the modern equipment better and better clinical outcomes have been obtained in cruciate ligament reconstruction.

膝关节交叉韧带是膝关节重要的稳定结构,断裂后可导致膝关节不稳并会引起膝关节继发损害而严重影响膝关节功能。目前,交叉韧带重建已成为治疗交叉韧带缺失膝关节的有效方法。国内外有关交叉韧带损伤修复与重建的临床与基础研究已较广泛和深入,但仍有许多新的课题有待于研究。本文结合我研究所近几年的主要研究工作和相关的进展[1]予以先容,讨论有关交叉韧带损伤修复与重建治疗中的主要问题。

一、交叉韧带断裂继发关节主要内结构损害

交叉韧带是膝关节非常重要的稳定结构,分为前、后交叉韧带。两根交叉韧带是各自独立的两个韧带,但又相互协同保证膝关节的稳定性与功能,前交叉韧带(Anterior Cruciate Ligament,ACL)的主要作用是限制胫骨前移,同时还是第二线限制旋转及内外翻的结构;后交叉韧带(Posterior Cruciate Ligament, PCL)的主要作用是限制胫骨后移,又是控制膝关节旋转的轴心。交叉韧带有神经感受装置,在本体感觉方面也起着重要的作用。交叉韧带断裂后膝关节丧失了重要的前或后向稳定结构,必然会带来胫骨的过度向前或向后的移动,同时由于本体感觉的丧失,导致和加重了膝关节的反复扭伤。随着时间推移,由于关节不稳、反复扭伤,会使得半月板及软骨的损伤逐渐增多。前瞻性临床研究应用关节镜观察ACL断裂后膝关节软骨损伤的病理改变、发生部位、损害程度等, 发现陈旧性ACL断裂后膝关节软骨损伤发生率(75%)明显高于急性损伤(26%),病程一年内者软骨损伤发生率为60%,一年以上为79.6%,且重度软骨损伤发生率(44.9%)明显高于病程一年内者(4.76%)。更大样本量病例临床资料进一步研究ACL断裂与继发膝关节软骨损伤的关系,也证明这一点。后交叉韧带断裂亦将继发关节软骨损伤,后向不稳及髌股关节压力增高是继发损伤的主要原因。研究表明交叉韧带断裂后膝关节软骨损伤发生率明显增高,继发关节软骨损伤主要由韧带断裂后关节不稳所致,关节软骨损伤程度会随病程延长而加重,骨关节炎明显加重,进行膝关节置换的年龄明显提前[2-6]。实验研究亦表明ACLPCP切断后可继发膝关节软骨损伤,待关节软骨出现退变后再进行韧带重建,对其退变缓解作用不明显,然而断裂后即刻重建交叉韧带可以有效阻止与延缓关节软骨退变。表明ACL/PCL断裂后应尽早手术修复重建,尽快恢复关节的稳定性,改善功能,预防、延缓、减轻软骨退变与骨关节炎的发生。

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二、交叉韧带断裂导致膝关节多向不稳并影响到对侧膝关节

交叉韧带损伤后还可产生多方不稳而影响膝关节功能。损伤后除主要产生明显的膝关节前向不稳外,还可以出现前内侧不稳、侧方不稳、过伸不稳,从而严重影响膝关节功能;同时由于本体感觉功能障碍,保证膝关节稳定的防御性神经肌肉反射功能丧失、肌肉萎缩,导致膝关节的反复扭伤,导致关节退变和骨关节病的早期发生,进一步加重膝关节损害。最近的临床观察还发现,伤侧膝关节可以影响到对侧膝关节,由于两侧膝关节稳定性的平衡与协调关系紊乱,对侧膝关节易发生损伤[7]

三、早期修复与重建韧带的观点

目前,就有关交叉韧带损伤的治疗已提出早期手术重建交叉韧带的观点,以尽早恢复膝关节的稳定性,阻止、延缓、减轻关节内继发损伤,同时早期手术可以在早期处理合并损伤,最有效的治疗与保护关节内结构,在损伤修复的最佳时间内处理合并损伤,从而保证膝关节的整体稳定性与功能。这些在实验与临床研究的基础上建立的理论、观点与临床处理原则已逐渐被人们所接受并应用于临床治疗中。尤其随着关节镜下微创手术重建的实现,韧带损伤早期修复与重建的理论已彻底改变了传统对交叉韧带损伤治疗的观念。随着关节镜技术的提高和高新技术、设备引入,关节镜下微创重建交叉韧带的临床治疗与研究,使得膝关节韧带重建学不断发展,成为膝关节微创修复与重建外科中的重要组成部分。而关节镜微创修复与重建外科作为整体微创外科中的一个重要组成部分,代表着21世纪膝关节微创外科的发展方向。

四、重建韧带移植物的应用与择选

重建后的交叉韧带要经历重新塑形改建与止点重建的过程。由于重建韧带经塑形改建后其生物力学强度要失去原强度的50%,因此,人们一直在不断寻求更为理想的韧带替代移植物。以往,鉴于自体髌腱中1/3具有良好的抗拉抗张强度,加之移植物取材时两端可带有骨块,利于直接固定,为骨-髌腱(中1/3-(B-T-B)移植重建交叉韧带提供了良好的生物学基础,一度成为重建ACL/PCL的最佳移植物。但由于取材所引起的局部变化不同程度影响到临床效果,人们试图寻找其他的移植物,以克服B-T-B法的不足。此后,由于半腱肌腱和股薄肌腱重建交叉韧带手术快捷、康复快、对关节局部的影响较小,以此做为移植物重建交叉韧带成为学者们继B-T-B后又一研究的热点。实验研究与临床观察表明,利用半腱肌腱和股薄肌腱四股合一或八股合一进行重建,明显提高了重建韧带的整体强度,重建韧带经塑形改建完全可以达到甚至高于正常交叉韧带的断裂强度,同时避免了应用髌腱取材后对膝前的影响,同时利用微孔钢板固定股骨端,应用Intra-Fix固定胫骨端,改进了传统固定方法,使固定更加牢靠,又便于全镜下完成手术,术后康复快,功能恢复好。尽管如此,利用半腱肌腱和股薄肌腱重建后对膝关节屈膝力量及内旋力量的影响、隐神经损伤所致的胫前皮肤感觉障碍、骨道的增宽与扩大、临床重建后再观察发现的多股肌腱分束存在的状态乃至最终能否塑形改建成为一体化的韧带以及较B-T-B法重建有较高的术后感染率等问题有待于今后进一步研究解决。

目前,自体移植物重建交叉韧带在临床上应用较为广泛,但存在自体移植物供区病损、翻修手术移植物来源缺乏等问题。因此,人们也在研究同种异体肌腱移植重建。现在,异体移植物重建交叉韧带在国际上正逐渐开展,有关临床报道不断增多。国内也已开展相关工作并取得较好的临床疗效[8]。目前,同种异体移植物的种类较多,常用的有B-T-B、跟腱、阔筋膜、半腱肌腱和股薄肌腱等,其中B-T-B、半腱肌腱和股薄肌腱最为常用。最近应用胫前肌腱重建的临床研究又显示出良好的临床效果。然而,同自体移植物重建相比,同种异体移植物的愈合时间较自体移植物的长(异体移植物完全成熟一般需18-24个月)。疾病传播仍是人们最关心的问题,低剂量的辐射不能完全消除病毒传播的风险,高剂量的辐射将严重降低移植物的生物力学强度。免疫反应是引起移植物延迟愈合及失败的另一原因。这些问题仍有待于进一步研究。但不论怎样,同种异体移植重建交叉韧带经过近20年的研究和发展,取得了很大的进展。

人工韧带的研究与临床应用亦是人们一直关注的问题。人工韧带重建交叉韧带在20世纪80-90年代曾经得到广泛的临床应用。后来由于人工韧带在关节内发生降解和变性,强度下降,长期效果不能肯定,组织相容性尚未完全解决,可能导致关节内渗出和滑膜炎等原因,导致其临床应用明显减少。然而人们对人工韧带并没有因此而停止探索,仍在研究并有新型人工韧带引入临床应用中[9]。理想的人工韧带应具备与正常人交叉韧带相同的生物力学特性,要提供足够的拉抗强度和固定强度,同时应具有较好的抗蠕变、抗弯曲磨损能力,要有较长的使用寿命。因此,要求人工韧带应具有适当的刚性和弹性,更要具有良好的组织相容性,尤其在膝关节内的特殊内环境中。目前,用于重建前交叉韧带的人工韧带基本上可分为:永久型(permanent)、增强型(LAD)和支架型(scaffold)三种类型。永久型人工韧带的应用笔者没有经验;增强型人工韧Kennedy LAD是最具代表性和最广泛使用的,笔者在国外学习工作期间,参加了应用Kennedy LAD辅助自体髌腱(中1/3)重建ACL的临床研究,并观察到良好的近期临床效果。支架型(scaffold)人工韧带的设计是希翼它能允许和刺激宿主胶原纤维的长入,并按正常韧带的方向排列,逐渐获得正常韧带的结构和抗拉强度,最终形成一条新的韧带。Leeds-Keio人工韧带是支架型人工韧带的最主要代表。笔者应用Leeds-Keio人工韧带辅助自体骨-髌腱(中1/3)-骨重建前交叉韧32例,术后随访79年(平均8年),Lysholm功能评分由术前平均67分提高到术后平均87分,Noyes功能评分由术前平均147分提高到术后平均230分,主观评价对手术的满意度平均为86%7099%);手术后康复快,运动员可早期恢复运动训练与比赛[10-11]。临床上人工韧带的应用经过一段低迷阶段后,又有高韧性生物聚酯纤维制作的LARS人工韧带引入临床应用,显示近期效果较为满意。目前的观点是:人工韧带重建交叉韧带的实验结果和短期临床效果令人鼓舞,远期疗效有待于进一步观察,仍有许多问题有待于研究解决,其韧带与骨面的磨损和应力疲劳是人工韧带重建失败的主要机制。今后随着生物材料技术的发展和对交叉韧带研究的不断深入,深信这些问题会得以解决,人工韧带是今后韧带重建领域的重要发展方向之一,将来会有理想的人工韧带被研发、应用于临床。

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五、双束重建交叉韧带

传统而又经典的交叉韧带重建是单束重建。ACL重建技术主要侧重于ACL前内束(AMB)重建,作为重建标准而广泛应用,并取得能够使运动员恢复训练与运动比赛再取得世界冠军成绩的良好临床效果;PCL重建亦是如此。随着剖解与生物力学研究的发展,人们在单束重建的基础上,开始了交叉韧带双束重建的研究[12-14]。并将其称为“剖解重建技术”, ACL重建前内束(AMB)和后外束(PLB),PCL重建前外束(ALB)和后内束(PMB)。剖解与尸体上的对比研究表现出单束重建与双束重建的生物力学变化与差异,双束重建具有更好的稳定性,更接近正常交叉韧带剖解,临床研究近期观察结果也显示出较单束重建具有较好稳定性的优势。但亦有学者通过研究,认为双束重建与单束重建在关节稳定性与本体感觉方面相比未体现出优势。国内相关研究较晚,临床应用与研究报道不多,主要为近期临床随访观察结果的报告,也认为双束重建优于单束重建。笔者单位实验室研究表明双束重建较单束重建显现出生物力学方面的优势,双束重建能够更好地改善膝关节的稳定性。大家在单束重建2600例的基础上已进行双束重建300余例,对比研究表明,单、双束重建均可取得良好临床效果,双束重建对膝关节整体稳定性的改善有一定益处。然而,有关单束重建与双束重建疗效的比较,更有待于国内学者根据国人膝关节的剖解与韧带的生物力学特性进行深入的临床研究和长期的随访观察结果。不论怎样,双束重建的研究表明人们在不断更新着观念、改进着技术,在不断模拟正常的ACL/PCL结构、向着“剖解与生物学重建”的方向发展。

六、翻修手术

交叉韧带重建后失败要进行翻修手术是人们关注的又一问题,国外已有文献报告[15-16]国内相关研究不多,但已出现翻修病例,大家要予以重视。交叉韧带重建手术失败的原因基本上有术前、术中、术后三种因素,可涉及到伤后手术重建前的处理与治疗复合损伤和整体损伤程度、术时合并损伤的处理、重建方法的选择、手术技术、移植物的选择与固定;术后处理与康复,重建韧带的塑形改建与止点形成以及并发症等多方面。因此,交叉韧带重建后翻修可谓一个综合性问题,临床上要加以认真研究。根据笔者单位收治交叉韧带重建后翻修病例的的临床研究,重建失败与翻修的原因主要与手术及技术相关的因素居多,主要是骨道的位置不正确、移植物的固定不正确,没有起到固定作用。此外,移植物的选择不当、同种异体肌腱术后骨道明显扩大与韧带吸取、术后关节感染以及膝关节粘连等也是导致重建失败的重要因素。研究表明交叉韧带重建后的生物学改变是一个复杂的过程,因此,术后失败的原因除技术性原因外,还有许多复杂的生物学因素的影响,这些均需要深入研究加以解决和预防。

七、其他相关技术进步与进展

目前,临床基础研究在促进重建韧带的塑形改建止点形成以及生物力学变化方面取得了许多的进展,并不断引导临床实践。临床治疗方面不断有新的方法引入临床应用,例如固定方法中的IntraFix.TransFix等,使韧带移植物固定更加牢固,利于早期康复;计算机导航技术应用与交叉韧带重建,使骨道定位定点更加准确;同时,射频技术的应用以及半月板快速缝合方法的使用,使交叉韧带重建手术中半月板损伤的处理更为快捷;加之术后合理有效的早期康复程序的应用,整体提高了韧带重建的临床效果。此外,基因治疗韧带损伤,组织工程韧带的研究与应用等将会开辟韧带损伤临床治疗的新领域。然而,要真正完成由分布着毛细血管和神经末梢的许多微型韧带组成的结构非常复杂的交叉韧带的剖解修复与生物学重建,取得更好的效果,尚需要不懈的研究与探索。

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