骨隧道内放置不同长度自体肌腱重建前交叉韧带的组织学研究

袁 锋， 张屹峰， 刘 铮， 赵 利， 朱莹佳， 尹 峰

(同济大学附属东方医院关节与骨病专科，上海 200120)

前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)是膝关节内维持稳定性的重要结构，一旦发生损伤，如果未能及时处理，会进一步发生膝关节的其他损伤或磨损。因此，为了更好地恢复膝关节的功能，对其损伤的ACL，一般建议尽快进行重建手术。近年来，ACL重建手术已经成为ACL损伤的治疗常规,尤其是自体肌腱重建前交叉韧带[1-5]，得到广泛应用。

由于自体肌腱长度有限，重建时在保证肌腱折叠后强度最大的情况下，同时也要保证骨隧道内肌腱的长度足够。这就需要研究骨隧道内肌腱放置的最优长度。自体肌腱重建ACL后的组织学变化，国内已经有所报道，但放置不同肌腱长度在骨隧道内的组织学变化，尚缺乏相关报道。本实验采用犬的自体肌腱重建ACL，放置不同长度的肌腱于骨隧道内，研究其腱骨交界处组织学变化。

1 材料与方法

1.1 实验动物

成年正常比格犬57只，体质量13～16kg。取3只作为对照组，腱骨愈合处劈开，送组织学检测，作为对照组。其余54只比格犬的双膝采用自体肌腱重建前交叉韧带制备模型，按照放入骨隧道内肌腱的不同长度分为6组： 5、9、13、17、21、25mm组。

1.2 实验方法

1.2.1 取自体屈肌腱 按照犬的体质量10mg/kg肌内注射氯胺酮、30mg/kg静注戊巴比妥钠术前麻醉。常规消毒铺无菌巾，取踝关节后内侧切口约2cm 进入，钝性分离皮下组织，可显露出跟腱，沿跟腱深部探查，可发现屈肌腱，先切断远端，采用血管钳夹住断端，用力向远端拉出，将其近端分离到适当长度，然后用刀片切下。将取下的肌腱平放于肌腱操作台，采用剥离子或刀柄刮除多余的肌肉部分，用可吸收缝线编织，然后采用湿纱布包裹以保持湿润。

1.2.2 前交叉韧带的切断及重建 采用髌骨内侧入路约8cm进入，钝性分离皮下组织，髌骨内侧组织全部切开后，将髌骨翻转至外侧，可显露ACL，用刀片将其切除。然后采用电钻打胫骨和股骨隧道，用标准带微孔导针，将牵引线贯穿胫骨隧道和股骨隧道，将前面编织好的肌腱经过胫骨隧道和股骨隧道，从大腿的外上方拉出。分别在胫骨、股骨隧道附近约1cm处，用螺丝刀打入不锈钢螺丝钉，首先固定股骨端的肌腱，然后在屈膝60°的状态下，尽量把肌腱拉紧，将肌腱固定于胫骨端。

1.3 取材方法

用过量3%的戊巴比妥钠处死实验组、对照组各3只比格犬,取双侧膝关节标本。将膝关节标本中除ACL外，其他软组织均予以剔除，仅包括股骨-ACL-胫骨复合体，置于-80℃冰箱中保存。处理标本前将其解冻后将腱骨交界处劈开取材。

1.4 组织学检测方法

对照组取标本后即刻，实验组术后1.5、3、6个月分别取标本进行组织学测试，标本脱钙石蜡包埋后，常规做H-E染色和甲苯胺蓝染色。

2 结 果

2.1 肉眼观察

术后6个月,仍然可见骨隧道内的肌腱组织，重建的肌腱与周围骨质愈合紧密，见图1。

图1 术后6个月腱骨愈合肉眼观察Fig.1 Tendon bone healing at 6 months after operation

2.2 组织学观察

2.2.1 对照组观察 组织学染色显示，正常比格犬的ACL标本纤维为致密胶原组织,成束状波状排列，纤维内可见成串状排列的细胞，细胞形态为短杆状。甲苯胺蓝染色短杆状细胞周围有异染。ACL的腱骨交界处可见层次清晰的韧带、纤维软骨、钙化软骨和骨，纤维软骨和钙化软骨之间分布有潮线，见图2。

图2 正常ACL的腱骨交界Fig.2 Normal ACL tendon bone junctionA： 正常ACL止点H-E染色；B： 正常ACL止点甲苯胺蓝染色

2.2.2 实验组观察 术后1.5个月，腱性部分出现较多细胞，呈不规则排列。17、21、25mm组(A组)见散在的Sharpey纤维与骨组织连接，中间有软骨细胞，出现了甲苯胺蓝异染的软骨细胞；5、9、13mm(B组)组无明显的Sharpey纤维，见图3。

图3 术后1.5个月腱骨交界处Fig.3 Tendon bone junction at 1.5 months after operation

术后3个月，17、21、25mm组(A组)Sharpey纤维连接更加紧密；而5、9、13mm组(B组)Sharpey纤维仅有少量存在，见图4。

图4 术后3个月腱骨交界处Fig.4 Tendon bone junction at 3 months after operation

术后6个月，17、21、25mm组(A组)腱骨交界处出现了正常前交叉韧带止点的相似结构；5、9、13mm组(B组)未见类似正常前交叉韧带止点结构，Sharpey纤维较前有所增多，见图5。

图5 术后6个月腱骨交界处Fig.5 Tendon bone junction at 6 months after operation

3 讨 论

ACL是膝关节内比较重要的组织，ACL损伤容易导致膝关节不稳，从而引起膝关节的进一步损伤，如半月板损伤或者软骨磨损。因此ACL损伤需要进行关节镜下重建手术，已经成为诊疗常规[6-8]，其中最常用的术式是关节镜下自体腘绳肌腱重建ACL。

采用自体腘绳肌腱重建ACL一般需要取自体的一定长度的肌腱，折叠成一定的股数，通过挤压固定或者悬吊固定将肌腱固定于骨隧道内来重建撕裂的前交叉韧带，初始阶段移植物的强度仅仅靠挤压固定或者悬吊固定所产生的力量，而最终随着肌腱坏死后韧带化，挤压固定或者悬吊固定将会失效，最终需要重建的移植物和骨隧道的愈合，因此，前交叉韧带重建术后腱骨愈合就成为重建术后愈合的关键指标[9-12]。

有关ACL重建后腱骨愈合的组织学方面的研究，国内外已经有很多报道[13-15]，但是，放置不同肌腱长度于骨隧道内的组织学影响如何，目前尚缺乏相关报道。因为ACL重建后，需要一个非常严格积极的康复计划，在具体的阶段实施什么样的康复计划非常重要，如果康复计划过于激进，而腱骨愈合还没完成，容易导致重建的ACL松动，如果腱骨愈合已经完成，而康复计划过于保守，容易导致膝关节的功能受限。腱骨愈合对于临床上康复计划的制定非常重要，对于患者膝关节功能的康复也非常重要[16]。

由于自体腘绳肌腱长度有限，所以一方面需要让移植物强度最大，也就是要折叠最大的股数，另一方面又要保证腱骨愈合的质量，也就是腱骨的接触面一定要达到一定的程度，这样才有利于进一步的腱骨愈合。那么，重建ACL时，骨隧道内应该放置多长肌腱才能达到又快又好的组织学愈合，是需要用肌腱填满骨隧道，还是达到一定的肌腱长度就能达到最佳的组织学愈合，尚缺乏相关报道。本实验主要探讨ACL重建时骨隧道内应该放置多少长度的肌腱，从而达到采用最大的折叠股数，也就是最短的肌腱，达到最佳的腱骨愈合。

韧带止点有间接止点和直接止点两种类型。正常的ACL止点是典型的直接止点。它的特点是骨软骨与韧带的直接连接，主要包括韧带纤维、纤维软骨、钙化软骨和骨组织。间接止点是指在移植肌腱与骨隧道之间的以Sharpey纤维连接。

ACL重建术后，需要经历坏死后韧带化，经过漫长的过程，最后成为类似于ACL的替代韧带[17-19]。本实验根据骨隧道内放置不同肌腱研究腱骨愈合的组织学表现,术后1.5个月，17、21、25mm组见部分散在的Sharpey纤维与骨组织相连，出现了甲苯胺蓝异染的软骨细胞,5、9、13mm组未出现明显的Sharpey纤维。说明术后1.5个月，17、21、25mm组腱骨愈合较佳。术后3个月，17、21、25mm组Sharpey纤维更多更紧密，而5、9、13mm组Sharpey纤维仅有少量存在。说明17、21、25mm组能够取得更好更快的腱骨愈合效果。术后6个月，17、21、25mm组腱骨交界处类似正常ACL直接止点的结构： 韧带、纤维软骨、钙化软骨和骨组织。但纤维软骨和钙化软骨之间的潮线结构尚不清晰。5、9、13mm组仅见部分Sharpey纤维，未出现明显的正常前交叉韧带止点结构，说明术后6个月，17、21、25mm组已经基本完成腱骨愈合，而5、9、13mm组尚未完成腱骨愈合。

本实验结果表明，采用自体肌腱重建ACL，要达到最快最佳的腱骨愈合，并非骨隧道中肌腱放置的长度越长越好，而是有一个最佳长度，骨隧道内放置等于17mm或以上，腱骨交界处组织学变化没有明显差异。而放置17mm以下的，腱骨愈合情况明显较17mm以上组差。估计可能腱骨接触面不够，腱骨交界处的微动影响腱骨愈合。所以，采用自体肌腱重建ACL，骨隧道内放置肌腱长度并不是越长越好(有的甚至填满骨隧道)，而是有一个最适长度，超过最适长度效果一样，短于最适长度影响愈合。本实验重建ACL时，骨隧道内只需放置到最适长度就够了，不需要为了追求骨隧道内肌腱的长度而减少肌腱折叠的股数，影响重建韧带的总体强度，因为腱骨愈合非常重要，且肌腱股数增加，能够增加总体移植物的强度[20-23]。