前交叉韌帶重建術(shù)后移植物愈合的臨床研究

鄭曉熙 王成 龔熹

1中山市石岐蘇華贊醫(yī)院（廣東中山 528400）

2北京大學(xué)第三醫(yī)院運動醫(yī)學(xué)研究所（北京 100191）

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）是膝關(guān)節(jié)重要的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，ACL斷裂是最常見的膝關(guān)節(jié)運動損傷疾病之一，相關(guān)文獻報道也較多，其中既有關(guān)于ACL解剖功能、損傷機制的探討，也有關(guān)于不同手術(shù)方式、康復(fù)方案選擇的研究，然而，關(guān)于ACL重建術(shù)后韌帶移植物愈合過程的報道相對少見。

使用自體或者異體肌腱重建前交叉韌帶是目前治療前交叉韌帶斷裂的標準術(shù)式，術(shù)后植入體內(nèi)的肌腱移植物如何轉(zhuǎn)歸、何時能夠最終愈合成為韌帶樣組織，這點對于術(shù)后患者的康復(fù)過程制定及患者最終預(yù)后均具有重大指導(dǎo)意義?？梢哉f成功的ACL重建，不僅是物理學(xué)上的韌帶重建，更重要的在于韌帶自身生物學(xué)上的愈合情況，包括肌腱纖維韌帶化和神經(jīng)長入、血管化的過程。近年來，一些研究在術(shù)后使用核磁（MRI）評估ACL移植物愈合情況，尤其2001年后逐漸使用信噪比（signal to noise quotient，SNQ）數(shù)值進行ACL韌帶移植物愈合情況的評估。

本研究對自體腘繩肌腱ACL重建術(shù)后患者進行2年期的隨訪，以MRI影像學(xué)資料評估ACL移植物的愈合過程，探討性別、年齡、體重、身高、體重指數(shù)（BMI）、關(guān)節(jié)松弛度評分（Beighton評分）和ACL斷裂病程時長，以及重建術(shù)后時間對韌帶移植物愈合情況的影響。

1 材料與方法

1.1 研究對象

2014年1月1日至2014年12月31日期間，同一術(shù)者的、采用四股自體腘繩肌腱、解剖重建ACL手術(shù)的全部患者。除外標準有：①ACL再斷裂行翻修重建手術(shù)的患者；②合并后交叉韌帶重建手術(shù)的患者；③合并側(cè)副韌帶修補或重建手術(shù)的患者。

1.2 評價指標

記錄患者的性別、年齡、體重、身高、體重指數(shù)（BMI）、關(guān)節(jié)松弛度評分（Beighton評分），以及ACL斷裂病程時長。術(shù)后定期進行臨床隨訪（術(shù)后3、6、12和24個月），除進行臨床查體（前抽屜試驗、Lachman試驗和軸移試驗）外，術(shù)后6、12和24個月隨訪時行膝關(guān)節(jié)KT2000檢查和MRI檢查，以評估韌帶移植物的愈合情況。

1.3 手術(shù)方式

采用腰麻和（或）硬膜外麻醉，術(shù)中常規(guī)使用止血帶。韌帶移植物為四股自體半腱肌腱和股薄肌腱。常規(guī)關(guān)節(jié)鏡前內(nèi)、前外入路探查，確認前交叉韌帶斷裂，處理合并損傷。經(jīng)前內(nèi)入路定位并制作股骨骨道，股骨骨道定位在左膝2點、右膝10點位的ACL殘端中上部分，以選定的空心鉆頭及4.5 mm的細鉆頭制作股骨骨道。以ACL脛骨定位器定位并制作脛骨骨道，使骨道中心點位于ACL殘端中心為宜。骨道制作完成后自脛骨骨道外口帶入韌帶移植物，股骨止點以Endo button翻轉(zhuǎn)鈕扣固定，脛骨端于屈膝20度位拉緊移植物遠端，以Intrafix或擠壓螺釘固定。

1.4 康復(fù)過程

術(shù)后夾板固定膝關(guān)節(jié)于伸直位，術(shù)后當(dāng)天開始肌肉的靜力練習(xí)。術(shù)后1日拄拐下地行走，2～4周完全負重行走。術(shù)后3天開始被動屈膝練習(xí)，1～2周時屈膝角度達90度，6周達120度，8～10周屈膝達正常。3個月去除夾板保護，術(shù)后4～6個月逐漸恢復(fù)娛樂體育活動，10～12個月恢復(fù)運動，參加專項訓(xùn)練和比賽。

1.5 核磁測量

術(shù)后6個月、1年和2年復(fù)查時，行膝關(guān)節(jié)MRI檢查。使用美國GE公司的Optima 1.5T磁共振成像儀，矢狀位掃描層厚3.5 mm，層間隔0.7 mm。在冠狀位定位片下，平行于ACL移植物掃描，確保能取得完整的移植物走行，掃描取得斜矢狀位的質(zhì)子密度加權(quán)像（PD，長TR，短TE）。選取可見到完整ACL移植物影像的層面，使用GE公司自帶的數(shù)碼測量工具，分別測量韌帶移植物近端、中部和遠端（GP、GM和GD），以及髕骨上極股四頭肌腱（QT）和髕腱前方2 cm處背景（BG）的信號強度。測量選取的點為面積約15 mm2的圓點，取其平均數(shù)值（圖1）。

圖1 在核磁T2壓脂像矢狀位片上，分別測量韌帶移植物近端、中部和遠端的信號強度（GP、GM和GD），以及髕骨上極股四頭肌腱信號強度（QT）和髕腱前方2 cm處背景信號強度（BG）

測量得到的數(shù)據(jù)結(jié)果套入公式：（韌帶移植物信號強度－股四頭肌腱信號強度）/髕腱前方背景的信號強度，分別計算得出韌帶移植物近端、中部和遠端的信噪比（SNQ），以此作為韌帶愈合情況的評估指標。

1.6 統(tǒng)計分析

使用SPSS統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，P＜0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。①以U檢驗分別對韌帶移植物近端、中部和遠端的SNQ數(shù)值進行統(tǒng)計學(xué)分析，探討ACL重建術(shù)后時間對韌帶移植物不同部位愈合情況的影響。②對性別、年齡、體重、身高、BMI、Beighton評分、ACL斷裂病程等數(shù)據(jù)進行t檢驗和相關(guān)性分析，了解其對ACL韌帶移植物愈合情況的影響。

2 結(jié)果

2014年1月至2014年12月期間，同一術(shù)者共計行關(guān)節(jié)鏡下ACL重建手術(shù)156例。除外ACL翻修4例、合并后交叉韌帶手術(shù)3例、合并側(cè)副韌帶手術(shù)3例，符合入組條件的患者共計146例。另外，隨訪期間因外傷導(dǎo)致ACL再斷裂3例，因各種原因患者失訪（包括隨訪未行MRI檢查）56例，最終入組87例患者，一般情況詳見表1。

表1 患者一般情況

全部入組患者均定期進行臨床隨訪，無1例患者出現(xiàn)術(shù)后感染、再斷裂等嚴重并發(fā)癥，前抽屜試驗、Lachman試驗和軸移試驗均陰性，術(shù)后2年隨訪的KT2000結(jié)果為1.5±1.2 mm。重建術(shù)后6個月、1年和2年隨訪時，核磁影像上韌帶移植物的信號隨時間出現(xiàn)不同變化（圖2），測量所得的韌帶近端、中部和遠端的SNQ數(shù)值詳見表2，結(jié)果顯示，韌帶移植物近端的SNQ數(shù)值隨著時間的延長逐漸降低，術(shù)后2年與術(shù)后6個月、1年的數(shù)值之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；韌帶移植物中部的SNQ數(shù)值術(shù)后也呈下降趨勢，尤其2年時下降最為顯著，但差異尚未達到統(tǒng)計學(xué)意義；韌帶移植物遠端的SNQ數(shù)值在6個月、1年和2年這3個時間點上無顯著差異（表2）。

對患者一般資料進行統(tǒng)計學(xué)分析（表3），結(jié)果顯示：性別、年齡、體重、身高、BMI、Beighton評分和斷裂病程等各個因素對韌帶移植物近端、中部和遠端組織的愈合過程均無顯著影響（P＞0.05）。

圖2 ACL重建術(shù)后韌帶移植物信號強度隨時間的變化情況（男性患者，28歲，右膝ACL重建術(shù)后6月、1年和2年的核磁影像）。

表2 韌帶移植物近端、中部和遠端的信噪比（SNQ）隨時間的變化

表3 患者一般情況對韌帶移植物愈合的影響分析（P值）

3 討論

ACL斷裂是常見的運動損傷，目前較為普遍采用的手術(shù)方式為：以自體腘繩肌腱進行ACL解剖重建。盡管這一手術(shù)方式已經(jīng)日趨成熟，但關(guān)于術(shù)后肌腱移植物在人體內(nèi)愈合轉(zhuǎn)歸的研究文獻報道并不是很多。而這點對于患者術(shù)后康復(fù)進程的制定，以及能否及何時重返運動場都至關(guān)重要。

肌腱和韌帶從組織學(xué)上講結(jié)構(gòu)比較相似，均屬于致密結(jié)締組織，是由膠原纖維（Ⅰ型和Ⅲ型）、蛋白多糖和細胞構(gòu)成的，但是在超微結(jié)構(gòu)上兩者還是有一定差異的。那么，當(dāng)自體腘繩肌腱移植入體內(nèi)后，它會發(fā)生怎樣的轉(zhuǎn)歸，何時能最終轉(zhuǎn)化為韌帶組織呢？大量動物試驗，包括用狗、羊、兔子、猴子進行的ACL重建手術(shù)，均證實了植入體內(nèi)的肌腱會有“韌帶化”這一過程[1-7]。多數(shù)研究者將肌腱在體內(nèi)的“韌帶化”過程分為3個階段，分別為早期、塑型期和成熟期[8，9]。然而，鑒于人體體內(nèi)試驗的特殊性，活檢進行組織學(xué)研究的試驗非常有限[10-14]。

核磁因為具有無創(chuàng)、便利等優(yōu)點，通過核磁進行“韌帶化”的研究成為ACL重建術(shù)后評估肌腱移植物愈合及韌帶化過程的首選[15-18]。Weiler等[18]為活體羊進行自體跟腱ACL重建手術(shù)，術(shù)后6、12、24、52和104周行MRI檢查，測量韌帶移植物的信號強度變化，計算SNQ值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)SNQ數(shù)值與移植物的最大失效負荷（maximum load tofailure）、拉伸強度（tensile strength）和剛度（stiffness）等呈負的線性關(guān)系。同時這種核磁上的高信號改變，提示移植物的血運改變以及血管化過程。Weiler等[18]通過測量發(fā)現(xiàn)，羊在ACL重建術(shù)后6周和12周時，核磁顯示韌帶移植物信號顯著增強，而這時韌帶的抗拉強度僅為初始強度的6.8%和15.9%；而到24、52和104周時，韌帶的SNQ值與正常ACL已無統(tǒng)計學(xué)差異，這時的抗拉強度提升到了25.4%、63.8%和58.5%。

本研究發(fā)現(xiàn)，重建的前交叉韌帶移植物隨著時間的延長，SNQ數(shù)值逐漸降低，這也說明了移植物隨著術(shù)后時間的延長逐漸愈合（韌帶化）的過程。通過表2中的數(shù)值我們可以發(fā)現(xiàn)，韌帶移植物近端和中部組織的SNQ數(shù)值，術(shù)后2年時明顯降低，尤其近端組織SNQ數(shù)值的變化，2年和半年、1年比較具有顯著性差異。也就是說，在核磁影像中，術(shù)后半年、1年至2年的過程中，韌帶信號強度呈現(xiàn)從高信號逐漸向低信號過渡的變化過程（SNQ數(shù)值逐漸降低），2年時變化最為顯著。這也說明了人體腘繩肌腱重建ACL術(shù)后半年和1年時，韌帶處于初期愈合和再塑型期，直至術(shù)后2年，才真正進入到韌帶化的成熟期。這點對于指導(dǎo)患者術(shù)后康復(fù)動作，尤其重返體育運動時間的選擇至關(guān)重要。從本研究所得結(jié)果，我們建議運動員重返賽場的時間為術(shù)后2年，以減少由于過早參加對抗性體育運動，而導(dǎo)致重建韌帶再斷裂的發(fā)生。

另外，對于韌帶化過程的具體時間節(jié)點，文獻中只有有限的幾篇對重建韌帶取活檢的研究文章。其中動物試驗發(fā)現(xiàn)[5-7]，4～8周肌腱移植物開始進行再血管化（再塑型期），此時的韌帶移植物相對脆弱，這一進程一直持續(xù)到術(shù)后3～6個月，進入移植物韌帶化的成熟期階段，此時移植物的強度才逐漸接近正常韌帶。而對于人類而言[8，10-14]，這一進程似乎要更加緩慢些。自體髕腱移植物的再塑型期被認為在術(shù)后3～6月才開始，10～12個月完成并進入成熟期；而自體腘繩肌腱則要更晚一些，再塑型期發(fā)生于術(shù)后12～24個月，移植物的成熟則要等到術(shù)后2～4年才能夠最終完成。

結(jié)合文獻與本研究結(jié)果，我們認為自體腘繩肌腱重建前交叉韌帶術(shù)后，肌腱移植物的愈合過程是相對緩慢的，6～12個月處于初期愈合期，12～24個月處于再塑型期，2～4年才能夠真正進入成熟期。因而，半年以內(nèi)（甚至1年以內(nèi)），只能進行專項康復(fù)鍛煉，不建議參加體育運動，1～2年期間可以參加娛樂體育運動，2～4年韌帶真正成熟后，具備較強抗拉強度時，才能參加對抗性體育運動（競技體育）。當(dāng)然，這一韌帶化過程會因人而異，建議術(shù)后半年、1年、2年和4年定期復(fù)查核磁，根據(jù)核磁影像調(diào)整患者運動水平和強度，真正做到個體化康復(fù)。

最后，探討一下影響韌帶化進程的因素。除了時間因素的影響外，我們還研究了性別、年齡、體重、身高、BMI、Beighton評分和斷裂病程等各個因素，結(jié)果顯示以上因素對韌帶移植物的愈合過程均無顯著影響（P＞0.05）。有文獻報道，韌帶保殘重建對于改善術(shù)后移植物愈合過程，尤其對于移植物的再血管化具有促進作用[19，20]。Figueroa等[21]通過系統(tǒng)性文獻綜述，發(fā)現(xiàn)富血小板血漿（PRP）對于促進韌帶移植物的成熟具有顯著作用。另外，還有研究指出過早參加體育運動項目對于韌帶成熟過程不利[22]。

本文的不足之處在于，缺乏術(shù)后更早期（3月）和4年以上隨訪的核磁影像測量結(jié)果，這點會在將來的研究中補足，以利于我們能夠更加完整地研究術(shù)后韌帶化過程。

4 總結(jié)

本研究通過核磁影像來評估自體腘繩肌腱重建前交叉韌帶術(shù)后移植物的愈合過程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)韌帶移植物近端和中部的SNQ值隨時間延長逐漸減小，尤其近端的SNQ值2年與6個月、1年對比有顯著性差異。因此，我們認為ACL重建術(shù)后韌帶移植物的愈合情況隨時間延長而改善，尤其術(shù)后2年時最為顯著。另外，性別、年齡、體重、身高、BMI、Beighton評分和ACL斷裂時長等因素對韌帶移植物的愈合過程無顯著影響。