同种异体膝交叉韧带重建材料及特点

徐立军，毕树雄(综述)，刘巧玲，卫小春(审校)

(山西医科大学第二医院骨科，太原030001)

膝关节是人体最复杂的关节，膝交叉韧带断裂是发生率较高的运动创伤。交叉韧带损伤后可导致膝关节不稳和继发性损伤，日久会引起半月板损伤和退行性关节炎，严重影响患者的日常生活。由于膝交叉韧带断裂后自身愈合能力差，人们很早就放弃了单纯使用韧带缝合修复的方法，而多使用移植物重建。移植物的选择是影响手术成功与否的重要因素之一，也是近20年膝关节韧带重建的研究热点之一。近年来随着膝韧带损伤发生率的升高和损伤的复杂化，取自身组织移植有时难以满足临床需要，而人工和组织工程韧带发展又不成熟。因此，同种异体韧带或肌腱移植物越来越受到关注。

1 同种异体肌腱移植的概述

1.1 免疫问题 肌腱组织是血供少、细胞少的致密结缔组织，有相对较低的抗原性［1］。其抗原性主要来源于肌腱细胞表面的组织相容性复合体Ⅰ型抗原，该抗原可激活受者体内发生T细胞介导的细胞免疫反应。T细胞被组织相容性复合体抗原激活并在细胞表面表达特定分子，转化为CD4+T细胞和CD8+T细胞，即辅助T细胞和细胞毒T细胞，参与组织免疫反应。

1.2 来源及选择 目前临床常用的同种异体肌腱移植物有同种异体髌韧带、跟腱、胫前肌腱、腓骨长肌腱、半腱肌腱、足趾屈肌腱和阔筋膜等，以前两者应用最为广泛。供体的来源主要为健康尸体志愿捐献者以及创伤截肢无条件再植的废弃肢体。合格供体应具备阴性病史和阴性的感染监控资料，经微生物学、血清学(包括人类免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒)检测和病理组织检查等均为阴性。

2 同种异体肌腱的保存和处理方法

同种异体肌腱的制备过程包括对移植物的获取、加工和消毒处理，其目的是减轻异体肌腱的抗原性，避免疾病的传播，以及便于贮存和运输。

降低异体肌腱抗原性方法:①物理方法，如X线、γ线照射等。②化学方法，如用药物浸泡肌腱，可选择性地去除供体源性抗原递呈细胞，从而降低供体的免疫原性，这些在文献中都有大量报道［2］。但以上方法对组织都有较大的损伤，特别是经化学处理的肌腱其细胞坏死后产生的碎片及炎性物质可导致针对移植物的排斥反应和炎性反应［3］。③近来有研究发现［4，5］，通过冷冻方法处理移植肌腱不仅可以起到降低其抗原性的作用，而且其生物力学及组织学特性能得到较好的保持，移植后的肌腱再生良好，质地及力学性能等同于自体肌腱。深低温冷冻能够有效地杀灭细菌和部分病毒，同时破坏了携带组织相容性蛋白的细胞，从而有效降低了异体移植组织的抗原性，而又不影响异体移植物的力学特性。有研究表明，经深低温冷冻处理后肌腱表面的淋巴细胞抗原与淋巴细胞转化试验及巨噬细胞吞噬功能试验结果均与自体肌腱无统计学差异［6］。

但是，单纯通过冷冻处理并不能消灭诸如人类免疫缺陷病毒这样的病毒，有报道称异体肌腱移植术后人类免疫缺陷病毒的发生率为1/160万［7］。因此，疾病传播与感染则是制约同种异体移植的重要因素之一。移植物还需用γ线照射进行二次消毒。如何既能有效杀灭病毒，又不破坏移植物的结构是需要研究的重点。有研究显示［8］，射线照射对造成移植物强度丢失的影响具有剂量依赖效应，但采用射线的最佳剂量目前仍不清楚。

目前常用γ线照射处理，但射线可影响韧带的抗张力强度并改变韧带的组织形态学特征，有剂量依赖效应。有研究表明，使用剂量为3 Mrad的γ线照射即出现明显的破坏效应。因此，推荐使用2.5 Mrad剂量［9］，但用低于5 Mrad的照射剂量已被证明对杀死人类免疫缺陷病毒及肝炎病毒都是不足的［10］。由于低剂量不能完全消除病毒传播的危险，而高剂量对于移植物的力学特性又有损害，因此许多学者建议在无菌条件下采集移植物，这样可以避免二次消毒，但组织库并不推荐这种做法［11］。而关于术后感染的报道不一，近年来，有同种异体B-PT-B移植后发生化脓性关节炎的报道［12］，甚至有植入前细菌培养阳性率达13%～25%的报道［13］。为避免因用异体材料引起疾病传播，应严格挑选供体，以确保所用的异体材料是健康的。

3 同种异体肌腱移植后的组织学演化

异体移植物与自体移植物在关节内的演化过程相似，都要经过移植组织细胞坏死、宿主细胞坏死、再血管化及胶原重塑过程。异体肌腱的强度在移植早期是下降的，3周后肌腱断端水肿、软化，在术后24周时发现断端间的肉芽组织已被新生的胶原纤维替代［14］，其抗拉能力大幅度提高。因此，应避免早期负重，以免影响膝关节的长期稳定性和功能恢复。

关于异体肌腱移植后的机械强度是否低于自体肌腱移植，在临床工作中一直是一个有争议的问题。一项研究采用用新鲜自体肌腱、冷冻自体肌腱及未冷冻的异体肌腱移植重建鼠的髌腱，观察移植肌腱的强度，结果发现冷冻的自体肌腱和未冷冻的异体肌腱强度均低于新鲜自体肌腱［15］。史占雷等［16］研究发现，在异体肌腱植入体内6个月时，自体肌腱的抗张强度优于异体肌腱，但在术后18个月，两者最终的机械强度无明显差别。

4 同种异体肌腱的适应证和优缺点

4.1 适应证 目前认为，对于多发韧带损伤、自体组织供给不足、韧带翻修重建手术、中老年或运动量较少的患者，同种异体组织是自体移植物的良好替代物［17-20］。

4.2 同种异体肌腱应用优缺点 应用异体组织重建具有的潜在优势有:①避免了取自体组织引起的供区并发症［21］。②具有切口小、创伤小、手术时间短及外观美观等优点［17］。③可根据需要随意取材［22］。切取时可根据手术及固定的需要适当增加骨块的长度和厚度，有利于术中操作和提高固定强度。异体移植物来源相对丰富，术中如发生异体髌腱断裂还可另取备用髌腱。④术后发生关节纤维化者也相对较少。⑤由于手术对伸屈膝装置损伤小，出现肌肉萎缩不明显，术后康复速度也较快［23］。

应用异体移植物也存在一定风险，最大的风险是疾病传播，包括病毒性和细菌性疾病。另外，还可发生免疫排斥反应、延迟愈合、骨隧道扩大、重塑及生物转化缓慢、容易松弛、移植物在消毒制备过程中力学特性发生改变、术后创伤性撕裂发生率高、缺乏长期疗效结果、价格较高等不足。

5 同种异体肌腱的临床疗效

1986年，Shino等［24］最先报道了在临床应用异体腱性材料重建前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)的结果。1985～1991 年，Fahey 等［25］对566例患者进行了异体B-PT-B移植物重建膝的ACL手术，平均4年的随访结果肯定了使用异体B-PT-B的效果。Harner等［26］做了用自体移植与异体移植重建ACL的对比研究，随访3～5年，无明显临床差别。近年随着膝交叉韧带损伤发生率的升高，同种异体组织移植在交叉韧带重建中的应用逐渐增多。自2001年以来，国内也渐渐出现临床应用同种异体材料重建ACL的临床报道，其近期效果满意，未见有明显免疫排斥反应［27，28］。

5.1 异体B-PT-B的应用 Peterson等［29］对用自体和异体B-PT-B重建ACL术后平均63个月的随访比较结果显示，膝关节功能满意，两者无显著性差异。有文献报道，用自体和异体B-PT-B重建ACL，术后63个月的随访比较结果显示，两组患者膝关节功能恢复满意，差异无统计学意义［30］。Malinin 等［30］报道使用自体组织移植或同种异体髌腱移植重建ACL，随访2年的结果显示，两组间总评分、关节松弛度及主观评价方面均无明显差异，疗效良好。

5.2 同种异体跟腱的应用 跟腱有足够的强度和长度，尤其对修复多发性韧带损伤、ACL重建后翻修和年龄偏大的患者具有较大的优势［31，32］。邵德成等［33］用同种异体跟腱重建后交叉韧带17例，平均随访25个月，疗效良好。常青等［34］用同种异体跟腱重建交叉韧带10年的随访优良率为81.8%。

5.3 同种异体胫前肌腱的应用 郑小飞等［35］用同种异体胫前肌腱重建交叉韧带208例，疗效满意，结果表明三折异体胫前肌腱的长度和直径与骨隧道十分匹配，并且强度也可达到ACL的2倍，可获得良好的初始稳定性。异体肌腱的韧度和弹性强于异体骨-韧带，用挤压界面螺钉这种机械固定更加牢固，在一定程度上抵消了骨-腱愈合上的劣势。

其他，如刘彩龙等［36］用同种异体半腱肌腱重建ACL，随访26个月疗效满意。刘泉等［37］报道用异体的ACL进行重建ACL损伤也取得了很好的临床效果。

6 结语

交叉韧带损伤后进行韧带重建目前仍以用自体肌腱移植为主，但其来源有限且术后可能发生相应的供区并发症，有关人工肌腱应用研究尚未成熟。用同种异体组织移植并发症少，疗效与移植自体相当，具备安全性，因此将会受到越来越多的关注。当然同种异体移植也有不足之处，还需国内外学者对异体肌腱的获取、保存、处理、临床应用和预后等方面做大量的研究工作，提供更多的理论支持与应用经验，使同种异体膝交叉韧带重建技术更加完善。

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