富血小板血漿對前交叉韌帶重建術(shù)后移植物成熟度影響的臨床研究

陳榮進(jìn) 王衛(wèi)明，2 向先祥 曲振安 馬霄君 黃詩博

1 遵義醫(yī)科大學(xué)（貴州遵義563003）

2 大連大學(xué)附屬新華醫(yī)院（遼寧大連116000）

3 大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院（遼寧大連116001）

關(guān)于前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷的治療，目前多在關(guān)節(jié)鏡下行ACL重建術(shù)，以恢復(fù)膝關(guān)節(jié)功能和穩(wěn)定性。ACL重建術(shù)中一般采用自體髕腱或腘繩肌肌腱作為移植物，移植物的成熟及韌帶化與手術(shù)的成功密切相關(guān)[1]。根據(jù)移植物信號強(qiáng)度計算的MRI 信噪比（signal/noise quotient，SNQ）是評價移植物成熟度的較好指標(biāo)[2-3]，研究發(fā)現(xiàn)移植物SNQ 值越小，其含水量越少，移植物成熟度越高[4-5]。

促使ACL 移植物成熟是臨床亟待解決的問題，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、骨髓間質(zhì)干細(xì)胞（bone mesenchymalstem cells，BMSCs）等[6-8]都可提高移植物成熟度，但VEGF、TGF-β等生長因子有制取不便、半衰期短等不足，BMSCs 取材和制備過程繁瑣、手術(shù)耗時長、花費較高，限制臨床的應(yīng)用。而富血小板血漿（plateletrich plasma，PRP）是自體血經(jīng)離心后的血小板濃縮物，含有大量生長因子[9]，具有促進(jìn)組織愈合與細(xì)胞再生的作用，有動物實驗報道PRP 應(yīng)用于ACL 重建術(shù)中可促進(jìn)移植物的成熟[10-11]，但臨床試驗的相關(guān)文獻(xiàn)報道有限。為此，本研究通過在ACL 重建術(shù)中使用自體PRP注射于移植物內(nèi)及關(guān)節(jié)腔，觀察術(shù)后移植物MRI SNQ值的變化情況，以評價PRP對移植物成熟度的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年8月至2018年10月在我院行ACL 重建術(shù)的40 例患者，其中男26 例，女14 例，年齡18～50歲，平均36.0± 13.03歲；左膝18例，右膝22例。根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組，試驗組（使用PRP）20例，對照組（使用生理鹽水）20例。本研究通過大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）術(shù)前據(jù)影像學(xué)及體格檢查診斷ACL 斷裂；（2）年齡在18 歲到50 歲；（3）初次接受膝關(guān)節(jié)單側(cè)ACL重建術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）患側(cè)膝關(guān)節(jié)嚴(yán)重骨關(guān)節(jié)炎（Kellgren-Lawrence≥Ⅲ級）；（2）MRI 檢查或關(guān)節(jié)鏡下探查發(fā)現(xiàn)有半月板損傷需行半月板縫合術(shù)；（3）關(guān)節(jié)鏡下探查軟骨損傷嚴(yán)重（Outerbridge 分級≥Ⅲ級）；（4）合并多發(fā)的韌帶損傷及患側(cè)膝關(guān)節(jié)感染。

1.2 PRP制備

采用RegenPRP 制備套裝（Regen ACR-C ，REGEN LAB SA ）制取自體PRP 5 ml 備用（圖1）。

圖1 制備的PRP液體及編織完成的自體腘繩肌腱

1.3 手術(shù)方法

患者全麻或硬膜外麻醉后，取仰臥位，健膝截石位，患膝自然下垂。取前內(nèi)、前外關(guān)節(jié)鏡入路進(jìn)鏡探查證實ACL斷裂后，經(jīng)脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)約2 cm縱行切開皮膚，長度約3 cm，切取半腱肌肌腱、股薄肌肌腱編織制備移植腱并測量其直徑。實驗組用細(xì)針注射器注射1 ml PRP 于移植物脛骨端，注射1 ml PRP 于移植物股骨端（圖2A），對照組注射同等量生理鹽水。根據(jù)移植物直徑分別于ACL脛骨及股骨解剖足印區(qū)鉆取脛骨及股骨隧道。股骨端予懸吊鈦板（強(qiáng)生，美國）固定，脛骨端予可吸收界面螺釘（強(qiáng)生，美國）固定。充分吸凈關(guān)節(jié)腔內(nèi)液體，實驗組關(guān)節(jié)鏡注視下注射3 ml PRP在關(guān)節(jié)腔內(nèi)移植物表面（圖2B、C），對照組注射同等量的生理鹽水，縫合切口。

圖2 PRP注射方法

1.4 術(shù)后康復(fù)

實驗組和對照組術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練方案相同，術(shù)后膝關(guān)節(jié)支具固定2 個月，術(shù)后當(dāng)日麻醉恢復(fù)后即可在床上進(jìn)行直腿抬高及踝泵練習(xí)，術(shù)后第2 天開始屈膝活動，術(shù)后10～12 周屈膝活動度可達(dá)到正常。術(shù)后根據(jù)患者耐受情況行負(fù)重活動，循序漸進(jìn)，量力而行。術(shù)后4 至6月可恢復(fù)慢跑、游泳等運動，術(shù)后9 至12月可恢復(fù)競技性運動。

1.5 MRI評價

患者術(shù)后3、6、12月行3.0 T MRI 檢查（MAGNETOM，Verio，Siemens，Germany）。掃描系列：TR/TE 3000/41 ms；視野：15 cm*15 cm；矩陣：240*320；層厚為3.0 mm。所有圖像導(dǎo)入西門子軟件包（NUMARIS/4，Syngo MR B17；Siemens），在矢狀面斜向抑脂成像中間層面圖像中分析數(shù)據(jù)，選取移植物股骨端、中段、移植物脛骨端、股四頭肌肌腱、背景（大約在髕腱前2 cm處）區(qū)域測定信號強(qiáng)度，興趣區(qū)域為0.1 cm2，選取的位點區(qū)域面積相同（如圖3）。然后對ACL 移植物各位點信號強(qiáng)度進(jìn)行量化，各移植物位點SNQ 的計算公式如下：SNQ 值=（ACL 移植物的信號強(qiáng)度－股四頭肌肌腱信號強(qiáng)度）/背景信號強(qiáng)度[12，13]。兩名醫(yī)師參與移植物MRI測量。每名醫(yī)師對每個區(qū)域數(shù)值測量分兩次進(jìn)行，每次測量間隔兩周，以消除記憶影響，取兩次結(jié)果平均值進(jìn)行計算。通過測量結(jié)果計算觀察者內(nèi)和觀察者間的可信程度。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

圖3 測量移植物各位點SNQ值

本研究為前瞻性研究，檢驗效能設(shè)為90%，顯著性水準(zhǔn)設(shè)為0.05。兩組患者的樣本量相同，經(jīng)計算各需要20例。采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。以P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。性別、患側(cè)別等采用卡方檢驗。兩組間年齡、末次隨訪時間、IKDC 評分、Lysholm評分及SNQ值等比較采用獨立樣本t檢驗，組內(nèi)SNQ值、IKDC評分、Lysholm評分采用重復(fù)測量方差分析和兩兩比較q檢驗，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。利用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（intraclass correlation coefficient，ICC）研究觀察者間和觀察者內(nèi)的可信度，ICC＞0.75時可信度高，ICC＜0.4時可信度低，ICC在0.4～0.75時可信度中等。

2 結(jié)果

2.1 一般結(jié)果

所有患者均獲得隨訪，40 例患者均未出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)感染、血管神經(jīng)損傷、膝關(guān)節(jié)僵硬等并發(fā)癥。兩組患者年齡、性別、左右患膝、隨訪時間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

表1 患者一般資料

2.2 SNQ值

觀察者內(nèi)ICC 為0.831，觀察者間ICC 為0.845，表明運用此MRI 測量方法可信度較高，可以采用此方法。兩組移植物股骨端、中段、脛骨端SNQ值術(shù)后6月較術(shù)后3月與12月更高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）（表2～4）。實驗組與對照組術(shù)后3、6、12月移植物股骨端SNQ 值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2；實驗組與對照組術(shù)后3、6、12月移植物中段SNQ 值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表3；實驗組與對照組術(shù)后3、6、12月移植物脛骨端SNQ 值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表4。實驗組移植物脛骨端、股骨端SNQ 值術(shù)后3、6、12月組內(nèi)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），移植物脛骨端SNQ 值低于股骨端，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表5；對照組移植物脛骨端、股骨端SNQ值術(shù)后3、6、12月組內(nèi)差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），移植物脛骨端SNQ 值低于股骨端，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表6。實驗組與對照組ACL重建術(shù)后移植物信號強(qiáng)度隨時間變化的MRI表現(xiàn)見圖4。

表2 移植物股骨端SNQ值

表3 移植物中段SNQ值

表4 移植物脛骨端SNQ值

表5 實驗組移植物脛骨端與股骨端SNQ值

表6 對照組移植物脛骨端與股骨端SNQ值

圖4 ACL重建術(shù)后移植物信號強(qiáng)度隨時間的變化情況

2.3 膝關(guān)節(jié)Lysholm評分

實驗組與對照組Lysholm 評分術(shù)前差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），術(shù)后3月差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），術(shù)后6月、12月差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（見表7）。

表7 膝關(guān)節(jié)Lysholm評分

2.4 膝關(guān)節(jié)IKDC評分

實驗組與對照組IKDC 評分術(shù)前差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），術(shù)后3月差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），術(shù)后6月、12月差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）（見表8）。

表8 膝關(guān)節(jié)IKDC評分

3 討論

3.1 ACL重建術(shù)中應(yīng)用PRP可以促進(jìn)移植物成熟

本研究中將提取的PRP 對移植物進(jìn)行預(yù)處理，即兩端腱內(nèi)注射PRP 及關(guān)節(jié)內(nèi)部分PRP 浸潤，使PRP 充分滲透至腱纖維中，再進(jìn)行移植物固定，保證了隧道內(nèi)的移植物具有較高的PRP濃度，移植物固定完畢后，吸凈關(guān)節(jié)內(nèi)灌注液后將剩余的PRP 注射至移植物表面，在移植物表面形成薄層覆蓋，保證了關(guān)節(jié)內(nèi)較高的PRP 濃度，為移植物的愈合提供一個較好的生物學(xué)環(huán)境，實驗組移植物中段、脛骨端SNQ 值低于對照組，表明PRP 可更好地促進(jìn)移植物的成熟，與Radice 等[14]研究結(jié)果一致。分析其原因可能為：（1）術(shù)中使PRP液體精準(zhǔn)定位于移植物周圍，其富含的生長因子和細(xì)胞因子在移植物上進(jìn)行轉(zhuǎn)化和再生，加快組織愈合過程，促進(jìn)移植物更好更快成熟；（2）PRP 中血小板經(jīng)活化后通過α顆粒釋放出多種生長因子，包括轉(zhuǎn)化生長因子β 1、血小板類生長因子和血管內(nèi)皮生長因子等促進(jìn)移植物的血管再生及細(xì)胞增殖、加速韌帶的成熟，刺激成纖維細(xì)胞生長、遷移和生物合成活性[15-17]。本研究發(fā)現(xiàn)實驗組移植物股骨端SNQ 值與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義，實驗組與對照組股骨側(cè)SNQ值高于脛骨側(cè)，移植物股骨端的成熟度較脛骨端稍差，韌帶化并未因PRP 的注射而獲得改善，有研究表明移植物股骨隧道內(nèi)部分與關(guān)節(jié)內(nèi)部分較大的彎曲角度會影響移植物的成熟[18]。另外我們考慮局部轉(zhuǎn)折處較大的應(yīng)力會影響PRP在移植肌腱內(nèi)的分布，影響PRP 對移植物的作用。我們在以后的研究中會進(jìn)一步分析移植物的應(yīng)力分布對PRP的使用帶來的影響。

3.2 MRI SNQ 值是評估ACL 重建術(shù)后移植物成熟度較好的指標(biāo)

既往Seijas等[19]將移植物的MRI分為低信號、輕度高信號、中度高信號、重度高信號和彌漫性高信號五級來評估移植物成熟度，但MRI 分級評估移植物誤差較大。Weiler等[12]以羊為實驗?zāi)Ｐ托凶泽w跟腱ACL 重建術(shù)，術(shù)后6周、12周、24周、1年及2年行MRI檢查，測量移植物的信號強(qiáng)度變化，計算SNQ值，結(jié)果顯示SNQ數(shù)值與移植物最大失效負(fù)荷、拉伸強(qiáng)度和剛度等呈負(fù)相關(guān)，同時表明MRI上的信號變化，可很好地提示移植物血管化及韌帶化過程。本研究利用MRI工作站將移植物上興趣區(qū)域信號強(qiáng)度計算成SNQ 值，定量測量PRP應(yīng)用于ACL 重建術(shù)后移植物的成熟度，最大程度地減少既往采用MRI分級和間接測量帶來的誤差。有學(xué)者把移植物成熟分為早期、塑形改建、成熟期三個階段[20-21]，術(shù)后3至6月內(nèi)移植物處于塑形改建期，移植物正在進(jìn)行細(xì)胞再生和血運重建等過程，此時含水量也最高[22]。本研究結(jié)果顯示移植物SNQ值術(shù)后6月時較術(shù)后3月與12月更高，進(jìn)一步證實SNQ值能較好地反映移植物成熟度。

3.3 PRP促進(jìn)移植物成熟的臨床意義

本研究中實驗組移植物成熟度較好，術(shù)后3月時實驗組IKDC 評分、Lysholm 評分優(yōu)于對照組，表明將PRP 應(yīng)用于ACL 重建術(shù)中促進(jìn)移植物成熟，可在術(shù)后早期提高患者膝關(guān)節(jié)功能。有研究表明移植物成熟度及成熟時間會影響患者術(shù)后臨床效果[23-25]，成熟時間越早、成熟度越好，回歸運動時間越早。在隨訪過程中，我們發(fā)現(xiàn)相同時間內(nèi)，實驗組移植物成熟度較好，表明PRP 可縮短移植物重塑時間，這有利于患者進(jìn)行較為積極的康復(fù)訓(xùn)練。

本研究不足之處：病例數(shù)量較少；隨訪時間短；自體PRP 血小板及生長因子濃度具有個體差異，尚需定量分析血小板及生長因子濃度對移植物成熟度的影響。

綜上所述，本研究通過MRI SNQ 值及膝關(guān)節(jié)功能評分來評估自體腘繩肌腱重建ACL術(shù)后移植物的成熟度，結(jié)果顯示實驗組移植物中段及脛骨端與對照組對比有顯著性差異，實驗組膝關(guān)節(jié)功能評分較對照組更高，表明富血小板血漿能促進(jìn)前交叉韌帶重建術(shù)后移植物的成熟，能改善術(shù)后早期膝關(guān)節(jié)功能。