一種新式防撕裂（rip-stop）的距腓前韌帶修復技術：生物力學和臨床研究

李宏 李宏云 薛嘯傲 華英匯 陳世益

復旦大學附屬華山醫(yī)院運動醫(yī)學科（上海 200040）

踝關節(jié)內(nèi)翻扭傷是骨科運動醫(yī)學比較常見的損傷，常常導致外側距腓前韌帶（anterior talofibular ligament，ATFL）撕裂[1，2]。如ATFL未能愈合，踝關節(jié)會逐漸發(fā)展為慢性外側踝關節(jié)不穩(wěn)定（chronic ankle instability，CAI），導致外踝疼痛和反復扭傷，需要外科手術進行ATFL修復[3]。傳統(tǒng)的開放下ATFL修復技術，如Brostr?m修復技術，將殘余ATFL組織及周圍軟組織重新縫合固定于腓骨止點，臨床效果較為滿意[4，5]。隨著關節(jié)鏡技術的發(fā)展應用，越來越多外科醫(yī)師采用關節(jié)鏡下修復ATFL，不僅微創(chuàng)，而且臨床效果優(yōu)異，患者能早期重返運動[6-10]。

此前在一項生物力學研究中，Waldrop等[11]研究單純縫線修復和縫線錨釘修復ATFL，兩個修復組中所有標本的失效部位都在韌帶-縫合界面處，在進行拉力測試時，縫線均切割ATFL殘端組織。這些結果表明，縫線簡單穿過ATFL組織時容易切割殘端組織，從而導致韌帶再撕裂。為了解決這個問題，避免縫合縫線切割肌腱或韌帶，研究人員在肩袖修復方面設計了各種“防撕裂（rip-stop，RS）技術”，在生物力學研究中獲得了良好的效果[12-16]。受此概念啟發(fā)，我們設計了一種新的“防撕裂”技術用于ATFL的修補。由此，本研究從生物力學及臨床結果方面評估驗證該種新式防撕裂的距腓前韌帶修復技術，探討其優(yōu)越性。

1 資料與方法

1.1 生物力學研究

使用12例新鮮冷凍的人體踝關節(jié)標本，隨機分為兩組：防撕裂組（實驗組）（n=6）和傳統(tǒng)修復組（對照組）（n=6）。尸體平均年齡66歲（55～77歲），兩組之間的年齡分布相似。組織在-20°C下儲存，使用前在室溫下解凍24小時。

所有手術操作均由一位在ATFL修復手術方面擁有豐富經(jīng)驗的資深運動醫(yī)學外科醫(yī)生執(zhí)行。在腓骨前方做一個3 cm長弧形切口，逐層分離暴露ATFL。傳統(tǒng)的ATFL修復技術如之前文獻介紹[17，18]，于腓骨止點剝離ATFL組織，在腓骨止點處植入一枚直徑2.9 mm的雙線縫合錨釘（DePuy Mitek，Raynham，MA）。其中縫線一端穿過ATFL后形成一個縫線環(huán)，并將該縫線自由端穿過該線環(huán)并拉緊套扎韌帶組織，然后縫線打結固定韌帶。另外一根縫線也采用相同的方法進行縫合固定。新型防撕裂技術如圖1所示，于腓骨止點剝離韌帶組織后，植入一枚直徑2.9 mm的雙線縫合錨釘（DePuy Mitek，Raynham，MA）。將來自錨釘?shù)耐桓p線的兩端同時從點“a”處穿出韌帶，縫線的一端再從“b”點穿入關節(jié)，然后該縫線纏繞錨釘線根部，從“c”點穿出，從而形成“防撕裂”結構，最后收緊縫合線兩端，打結固定。另外一根縫線也采用同樣的方法進行縫合。

圖1 踝關節(jié)距腓前韌帶“防撕裂”技術修復示意圖

標本制備完成后，清理切除踝關節(jié)周圍的所有韌帶及肌腱，僅暴露腓骨、ATFL及部分距骨。根據(jù)先前文獻報道[18]，采用MTS生物力學測試系統(tǒng)（CMT4204，中國）進行生物力學測試。腓骨及距骨骨塊采用專門工具夾持。采用10 N拉力預牽張5 s，然后以10 mm/min速率牽拉至失敗，測試最終失效載荷（N）和剛度（N/mm）。

1.2 臨床研究

1.2.1一般資料及分組

本研究經(jīng)本院倫理委員會審核通過，且告知所有患者簽署知情同意書。本研究納入2019年1月至2020年2月期間連續(xù)性收治入院行手術的單側慢性踝關節(jié)外側不穩(wěn)患者。其中納入標準為臨床診斷慢性外側踝關節(jié)不穩(wěn)患者、保守治療3個月后無效、踝關節(jié)外側仍有疼痛及不穩(wěn)癥狀。臨床診斷包括病史、體檢及磁共振成像（圖2）。排除標準包括：（1）嚴重的骨性畸形；（2）并發(fā)神經(jīng)肌肉疾病；（3）全身關節(jié)松弛；（4）韌帶殘端缺失無法行手術修復；（5）并發(fā)其它韌帶損傷，如跟腓韌帶或內(nèi)側三角韌帶損傷。

圖2 一例慢性踝關節(jié)不穩(wěn)患者磁共振成像。上層切面（A）及下層切面（B）均提示距腓前韌帶撕裂（白色箭頭）。

根據(jù)上述標準共有30例踝關節(jié)不穩(wěn)患者納入研究，按照隨機數(shù)字表法分為防撕裂修復組（實驗組，n=15例）及傳統(tǒng)修復組（對照組，n=15例）。兩組患者基本資料如表1所示，兩組在基本資料及術前功能評分方面均無顯著性差異。

表1 患者基本資料

1.2.2 手術技術

所有手術均由同一位主任醫(yī)師操作。所有患者采用全身麻醉，取仰臥位?；紓饶_踝置于手術床遠端稍稍伸出床緣，膝關節(jié)后方放三角形支架，使膝關節(jié)屈曲70～80度，以方便踝關節(jié)屈伸活動。采用關節(jié)鏡進行踝關節(jié)檢查，明確距腓前韌帶損傷（圖3）；探查并處理其余關節(jié)內(nèi)病變，如骨軟骨損傷、游離體等。

圖3 關節(jié)鏡下探查距腓前韌帶損傷（黑色箭頭）

對于傳統(tǒng)修復組（對照組），清理暴露ATFL后，采用射頻定位ATFL腓骨止點，于止點處植入一枚直徑2.9 mm雙線縫合錨釘（DePuy Mitek，Raynham，MA）。采用縫合鉤縫合ATFL韌帶引入一根縫線，然后打結固定。

對于防撕裂組（實驗組，如圖1），同樣地于腓骨止點植入一枚直徑2.9 mm雙線縫合錨釘（DePuy Mitek，Raynham，MA）（圖4A）。采用縫合鉤技術，將同一顏色兩條縫線從點“a”處穿過韌帶（圖4B）。其中一根縫線從“b”點穿回到關節(jié)內(nèi)（圖4C）。然后，該縫線包繞錨釘線根部，從“c”點穿出，形成“防撕裂”結構（圖4D）。該縫線穿過之前線環(huán)以形成第2個“防撕裂“結構（圖4E）。最后收緊縫線打結固定（圖4F）。另外一根縫線也采用同樣的方法進行縫合。

圖4 防撕裂技術修復距腓前韌帶

手術后，使用短腿石膏將腳踝固定在中立位置。術后第2天開始進行包括踝關節(jié)周圍肌肉群等長收縮在內(nèi)的康復訓練。術后2周，石膏更換為護踝，鼓勵患者進行被動活動，允許患者負重行走。

1.2.3 臨床評估

一位未參與手術的獨立醫(yī)師進行了術前和術后2年時踝關節(jié)功能評估。主觀功能評分包括美國骨科足踝協(xié)會（American Orthopedic Foot and Ankle Society，AOFAS）評分、Karlsson評分、Tegner活動評分和術后滿意度，并記錄患者重返運動的時間。體格檢查包括踝關節(jié)活動度（range of motion，ROM）和前抽屜試驗（anterior drawer test，ADT）結果。術后隨訪時復查磁共振成像評估距腓前韌帶。

1.3 統(tǒng)計學分析

使用Stata 10.0軟件（Stata Corp，USA）進行數(shù)據(jù)分析，并將數(shù)據(jù)報告為平均值和標準偏差。樣本量計算：臨床研究中，基于AOFAS評分進行樣本量分析（post hoc power analysis），如果在組間的AOFAS評分中觀察到至少10分的差異，則認為功能評分存在顯著差異，鑒于數(shù)據(jù)中AOFAS評分的標準差，每組中大于13名患者的樣本量即檢驗效能達到0.8[19]。連續(xù)性變量，當數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布時，采用獨立樣本t檢驗；若不滿足正態(tài)分布，則采用Wilcoxon秩和檢驗進行組間比較。分類變量（如性別、患側、并發(fā)癥等）采用Fisher精確檢驗。顯著性水平設定為P＜0.05。

2 結果

生物力學評估顯示，實驗組的最終失效載荷顯著高于對照組（50±11 N vs.28±4 N；P=0.001）。實驗組的剛度也顯著高于對照組（4±1 N/mm vs.2±2 N/mm；P=0.04）。對照組中所有樣本的失效機制發(fā)生在韌帶和縫線界面，可觀察到縫線切割韌帶。而實驗組中有4例失效發(fā)生在韌帶中間位置，有2例發(fā)生在距骨止點位置，均未發(fā)現(xiàn)縫線切割韌帶。

臨床研究方面，在術后2年時，所有患者均參與臨床隨訪，隨訪結果顯示實驗組和對照組在AOFAS評分（92±5分vs.90±4分；P=0.19）、Karlsson評分（94±7分vs.93±6分；P=0.67）及Tegner活動量表（5±1分vs.5±1分；P=0.60）方面均無顯著差異。與對照組相比，實驗組重返運動時間顯著早于對照組（3.6±0.6月vs.4.7±1.3月；P=0.01）。所有患者均無并發(fā)癥發(fā)生，活動度正常，ADT顯示陰性。實驗組的術后滿意度為100%，對照組術后滿意度為87%。術后復查磁共振成像顯示，兩組患者修復的距腓前韌帶走行良好，實驗組韌帶信號度較低，愈合更佳（圖5）。

圖5 術后磁共振圖像

3 討論

慢性踝關節(jié)不穩(wěn)有多種關節(jié)鏡下ATFL修復方式。在本研究中，我們提出了一種新的防撕裂技術并評估相關的生物力學優(yōu)勢，生物力學結果顯示，防撕裂修復技術的生物力學強度顯著優(yōu)于傳統(tǒng)修復技術。進一步的臨床隨訪結果提示，這種新技術具有優(yōu)異的臨床結果，并更早地促使患者重返運動。

慢性踝關節(jié)外側不穩(wěn)手術治療通常根據(jù)ATFL殘端情況分為直接修復技術和重建增強技術[4，20，21]。由于ATFL修復技術創(chuàng)傷相對較小，一般來說，只有在ATFL殘余組織不足或消失的情況下，需要使用肌腱或線帶進行增強重建，當ATFL殘余組織狀況良好時，盡量優(yōu)先考慮直接ATFL修復[4，22]。然而有時ATFL殘余組織比較松散或柔軟，傳統(tǒng)的直接縫合技術可能切割韌帶組織，無法牢靠固定韌帶。因此，我們借鑒在肩袖修復技術中的“防撕裂”概念，引入一種新的ATFL“防撕裂”技術。

與帶有環(huán)形纖維的肩袖肌腱不同，ATFL僅由單向纖維組成，因此在使用簡單的修復縫合時縫線容易切割韌帶[11]。本研究中，縫線從a、b和c點穿過韌帶，在關節(jié)側和關節(jié)囊側形成雙重“防撕裂”結構。該新技術有以下優(yōu)點：（1）縫合線可以牢牢抓住韌帶，同時避免切割韌帶；（2）3個點位穿過韌帶能夠最大程度縫合固定更多韌帶組織；（3）在最后一步通過抽動縫線可以起到類似“滑結”的作用，將ATFL韌帶向止點收緊，如果韌帶張力令人滿意，則打結固定。

此前有諸多生物力學實驗研究ATFL修復技術，Cottom等[23]采用單排錨釘修復ATFL，結果發(fā)現(xiàn)縫線容易切割韌帶組織。在一項踝關節(jié)外側韌帶復合體修復的生物力學研究中，Giza等[24]也觀察到大多數(shù)標本在韌帶-縫線界面處失敗。在本研究中，對照組所有樣本的失效機制發(fā)生在韌帶和縫線界面，而實驗組幾乎沒有縫線切割韌帶情況發(fā)生。這些結果表明，該防撕裂技術能更牢固地固定ATFL殘余組織并提供優(yōu)異的生物力學性能。

先前已有研究報道了關節(jié)鏡下ATFL修復術后短期及長期臨床結果。Cottom等[25]采用關節(jié)鏡下ATFL修復，AOFAS評分從術前41.2分提高到術后95.4分（平均隨訪12月）。Nery等[26]的一項調查關節(jié)鏡下踝關節(jié)外側副韌帶修復的研究中，平均術后隨訪9.8年，平均AOFAS評分為90分。在本研究中，平均隨訪2年，兩組患者均取得良好的功能，平均AOFAS評分為92分和90分。盡管兩組人群在功能評分方面未見顯著性差異，但防撕裂修復組的重返運動時間顯著早于對照組。我們推測該防撕裂技術固定韌帶更為牢固，術后韌帶更早發(fā)生愈合，患者更有信心重返運動。

本研究有幾點局限性：首先，生物力學研究采用開放下修復，而臨床研究采用關節(jié)鏡下修復，開放修復和關節(jié)鏡下修復是否存在差異并不確定[27，28]。此外，生物力學實驗中尸體標本年齡較大，韌帶組織質量可能相對較差，與臨床中遇到的情況可能存在不一致。最后，臨床研究部分，手術過程中我們并沒有縫合關節(jié)囊，是否連帶縫合關節(jié)囊目前存在一定爭議。

總之，生物力學研究發(fā)現(xiàn)該新式防撕裂ATFL修復技術能有效提高最大失效負荷和剛度；臨床研究結果表明該技術能取得優(yōu)異的臨床結果，促使患者早期重返運動。尤其是對于組織質量差的患者，該防撕裂修復技術具有良好的臨床實用性。