急性闭合性跟腱断裂预后与 III 型胶原比例的关系研究

苏柯 柳嘉伟 黄鑫 朱颖波 王晓宁

跟腱是人体中最坚韧的肌腱，但也是临床上较常发生断裂的肌腱之一，在肌腱断裂发生率中排第3 位[1]。随着大众运动意识的提升以及竞技体育的发展，其发病率不断提高，有研究表明，急性跟腱断裂的发病率已经达到 31.17 / 10 万，且还维持上升趋势[2]。

Meta 分析显示，非手术治疗的再断裂率、恢复时间均高于手术治疗[3-4]。而手术治疗的方式也很多，与常规开放手术相比，微创手术治疗跟腱断裂能降低感染风险、缩短恢复运动时间、提高美观程度[5-6]。我科在国外微创治疗跟腱断裂手术的基础上，自行改良研发了一套微创缝合跟腱的手术器械，并创立了临床路径，疗效已得到证实[7]。

但在治疗过程中发现，即使对病史类似的患者，由同一组医师进行手术，其术后功能恢复情况不尽相同，笔者认为这也许与患者本身跟腱的病理变化有关。研究报道，正常人的跟腱中以 I 型胶原为主，只有很少的 III 型胶原，其功能各不相同[12]，本研究对我科共收治的急性闭合性跟腱断裂患者 III型胶原比例的高低与其临床预后之间的关系进行探讨，现报告如下。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2015 年 1 月至 2016 年 10 月我科收治的跟腱断裂患者；( 2 ) 单侧急性闭合性跟腱断裂者；( 3 ) 断裂部位均在距离跟骨结节 4.5～6.0 cm 者。

2. 排除标准：( 1 ) 开放性跟腱断裂者；( 2 ) 止点型跟腱断裂者。

二、一般资料

本组共 41 例，其中男 39 例，女 2 例，年龄20～55 岁，平均 36.2 岁；左侧 23 例，右侧 18 例。手术时机：伤后到实施手术时间为 1～6 天，平均2.2 天。患者均签署知情同意书。

临床症状及体征有：( 1 ) 断端均可触及空虚感，但大部分患者由于局部血肿，无法看到明显局部凹陷；( 2 ) 均可主动跖屈伤踝，但抗跖屈阻力减弱并诱发疼痛；( 3 ) Thompson 征均为阳性；( 4 ) MRI检查显示跟腱缺乏连续性，无跟骨撕脱性骨折。

三、手术方法

患者麻醉后取俯卧位，上气压止血带。充分跖屈患足后于凹陷中点处做约 1 cm 横行切口 ( 图 1 )，外侧显露腓肠神经，横行切开腱周膜，术中见跟腱均为完全性断裂，部分可见连续性完整的跖肌腱，切取部分断端腱性组织 ( 为确保取材位置相同，均取靠近断端 0.3 cm 以内横断面跟腱 )，除常规送病理外，用 4% 多聚甲醛固定，蜡块包埋切片后行天狼猩红染色。多枚止血钳分别从腱周膜下牵出近端马尾状断端并维持张力拉紧，根据术前 MRI 间接标定的腓肠神经走行位置，确定安全穿刺点，在标准硬膜外穿刺针引导下分别从近端经皮 8 字穿入 1 根5 号 Ethicon MB66 不可吸收缝线，最后缝线两端从切口处穿出，牵拉缝线可见近端腱腹向远端滑动并呈张力性隆起，同法处理远端肌腱，切口处拉紧远近端缝线同时打结，直视下消除两断裂端间隙达紧密接触。用 4-0 Ethicon 抗生素可吸收线缝合腱周膜及皮内，不缝合皮肤，松止血带 3 min 后包扎。术后安装高分子短腿石膏管型，维持踝关节跖屈 20°～30° 位。

图1 a：定位；b：显露过程Fig.1 a: Positioning; b: Exposing process

天狼猩红染色操作步骤：( 1 ) 溶液配制：天狼猩红－饱和苦味酸液：0.5% 天狼猩红 10 ml，苦味酸饱和水溶液 90 ml。天青石蓝液：天青石蓝 B 1.25 g，铁明矾 1.25 g，蒸馏水 250 ml。溶解煮沸，冷却后过滤，加入甘油 30 ml，然后再加入浓硫酸0.5 ml ( 注意硫酸一定要后加入 )。( 2 ) 操作步骤：石蜡切片厚 4～6 µm，脱蜡至水。入天青石蓝液 5～10 min。蒸馏水冲洗 3 次。天狼猩红饱和苦味酸液15～30 min。直接用无水乙醇分化与脱水。二甲苯透明、光学树胶封固。

四、分组

取患者相同部位跟腱组织做天狼猩红切片染色后，低倍偏光镜下拍摄整个切片。将偏光镜调整至合适的位置，I 型胶原通常呈红色或橘色，而 III 型胶原则显示绿色，通过 Image-pro plus 软件处理，统计出 I 型胶原和 III 型胶原面积，并以二者之和为总数，计算出 III 型胶原所占比例 ( 图 2 )。

按照 III 型胶原所占比例将患者分为 4 个组：A 组 0%～25%，共 10 例；B 组 26%～50%，共14 例；C 组 51%～75%，共 12 例；D 组 76%～100%，共 5 例 ( 图 3 )。

五、术后康复训练

术后无须换药及拆线。笔者对患者实施了我科自行设计的运动康复治疗方案[8]，分为石膏 I 期、非负重 II 期、部分负重 III 期、完全负重 IV 期、运动恢复 V 期。

六、评定标准

疗效评定采用 Amer-Lindholm 评定法：( 1 )优：患者无不适，行走正常，提踵有力，肌力无明显异常，小腿围度减小＜1 cm，背伸或跖屈角度减小＜5°；( 2 ) 良：有轻度不适，行走稍有不正常，提踵稍无力，肌力较健侧减弱，小腿围度减小＜3 cm，背伸角度减小 5°～10°，跖屈角度减少 5°～15°；( 3 ) 差：患者有明显不适，跛行，不能提踵，肌力明显减弱，小腿围度减小＞3 cm，背伸角度减小＞10°，跖屈角度减少＞15°。

七、统计学处理

计量资料均以x-±s表示，预后评定优良率使用SPSS 20.0 统计软件，采用χ2分割法进行多个样本率间的多重比较，P＜0.05 为差异有统计学意义。

结 果

图2 天狼猩红染色 ( ×12.5 )，III 型胶原不同比例分组 a：0%～25%；b：26%～50%；c：51%～75%；d：76%～100%Fig.2 Sirius red staining ( ×12.5 ), type III collagen ratio of different groups a: 0% - 25%; b: 26% - 50%; c: 51% - 75%; d: 76% - 100%

对患者随访 12～18 个月，平均 16.8 个月。按照 Arner-Lindholm 评定法进行功能测评，各组患者终末随访时评定功能均达到优良水平 ( 图 4，患者 32 岁男性，左侧跟腱完全断裂，术后 14 个月，无主观不适，行走止常，提踵有力，肌力无明显异常，小腿围度减小＜1 cm，背伸或跖屈角度减小＜5° )。术后 6 个月随访功能评定：A 组共 10 例，优5 例，良 2 例，差 3 例，总体优良率 70%；B 组共14 例，优 11 例，良 3 例，总体优良率 100%；C 组共 12 例，优 10 例，良 2 例，总体优良率 100%；D 组共 5 例，优 1 例，良 2 例，差 2 例，总体优良率 60%。术后 6 个月功能较差的病例主要临床表现为：提踵无力、踝关节活动度小以及行走步态不良。

图4 患者，男，32 岁，左侧跟腱完全断裂，末次随访 a：踝关节背伸功能；b：踝关节跖屈功能；c：患肢单足提踵功能Fig.4 Male, 32 years old, complete rupture of the left Achilles tendon, the latest follow-up a: Ankle dorsum function; b: Ankle joint metatarsal flexion; c: Limb heel function

术后 6 个月随访功能评定，A 组与 D 组间优良率差异无统计学意义 (P＞0.05 )，A 组优良率明显低于 B 组、C 组，差异有统计学意义 (P＝0.018 )；B 组与 C 组间优良率差异无统计学意义 (P＞0.05 )；D 组优良率明显低于 B 组、C 组，差异有统计学意义 (P＝0.009 )。

讨 论

本组多为体育爱好者，其中还有职业运动员，以青年为主。为了更快地恢复运动，在患者充分知情的条件下，采用我科自行研制的微创手术方法治疗，并统一执行分期康复锻炼。

很多研究发现，正常的跟腱大体呈白色，有亮泽，质地坚韧并且有弹性；光镜下可以看到它由平行的腱纤维整齐排列组成，呈波浪状弯曲紧密排列，与牵引方向一致[9]。并且其胶原以 I 型胶原为主，能够抵抗较高的张力，III 型胶原很少，它的胶原纤维结构排列相对比较松散，抗拉力没有 I 型胶原强，但 III 型胶原的主要作用可能与修复有关[10-11]。Maffulli 等[12]发现在组织愈合过程中，III 型胶原可以转化为 I 型胶原，从而使肌腱获得所需的力学性能。而闭合性断裂的跟腱，大体标本色泽变黄，失去光泽，质地变硬，弹性变差；光镜下胶原纤维失去了平行排列的结构，局部出现不规则的卷曲、折叠等，甚至有些纤维之间会发生粘连[13]。但是在发生跟腱断裂时，胶原类型的改变究竟有没有规律，目前还没有可靠的文献报道。

在跟腱向下走行的过程中，跟腱的纤维以旋转的方式在内部形成可变的角度 ( 大约 90° )，因此最初位于后面的比目鱼肌的纤维主要嵌入跟腱的中间，而来自腓肠肌的纤维 ( 最初位于前面 ) 则嵌入侧面，跟腱纤维旋转在距其附着点 3～5 cm 处达到最大[14]。因此跟腱不同的位置其胶原比例自然会有差别。笔者对 41 例急性闭合性断裂的跟腱标本做天狼猩红染色后发现，III 型胶原的比例有很明显的变化，25% 以下的有 10 例 ( 占 23.8% )，26%～50%的有 14 例 ( 占 33.3% )，51%～75% 的有 12 例 ( 占28.5% )，75% 以上的有 5 例 ( 占 11.9% )。但试验纳入的患者损伤部位是基本统一的，其次取材是横断面离断取断段 0.3 cm 以内的标本，这从解剖学上来说不同个体同一位置肌肉构成比例基本相同，则本身胶原比例不会因肌肉的不同而有较大差异。胶原比例的变化应当是与自身损伤等原因有关。跟腱闭合断裂通常都经过了一个阶段的跟腱病变[15]，损伤与修复总是伴行过程，那么 III 型胶原自然会有不同程度的增长。

通过随访发现，1.5 年以上终末随访时，各组的患者功能均达到了优良水平，无差的病例，这证实笔者的手术方法与康复训练是行之有效的。但为何在康复中期，一部分患者恢复的速度很快，功能恢复程度也很高，而少部分患者的恢复速度总是滞后于预期？笔者认为这应当取决于不同个体自身跟腱病变程度。这提示不同的患者在康复锻炼的过程中，由于恢复速度不同，适用的功能锻炼时间点也应当有所差异，因为 1 个月的提前恢复可能并不能使日后的运动功能更好，而对于恢复慢的患者，过早或过激进的功能锻炼很可能会导致跟腱再断裂，再一次的断裂足以导致终生无法企及伤前的运动水平[16]。

III 型胶原比例过低，其修复功能得不到充分发挥，因此跟腱恢复速度可能会受限，从而导致功能较差。那是否在跟腱修复过程中，III 型胶原越多越好呢？本组 41 例中 III 型胶原比例最低和最高的两组，其优良率相比中间两组明显降低。笔者猜测，这可能首先与断裂前损伤程度有关，正常人体修复机能总要伴随着损伤，代表修复功能的 III 型胶原比例过高，可能提示本身损伤过重，因而恢复较慢；第二点是 III 型胶原本身排列松散，抗拉力较弱，如果 III 型胶原过多，则可能导致跟腱的生物学性能降低。

因此，III 型胶原比例趋于中间水平时，可能更利于患者术后功能的恢复。虽然其中的机制尚不明确，但可以在临床工作中给予一些提示，对于急性闭合性跟腱断裂的患者，术后做天狼猩红染色，分析胶原比例，根据 III 型胶原比例的高低，可以制订个体化的术后康复训练计划。特别是对于 III 型胶原过多或过少的患者，可以适当延迟其功能锻炼的时间，避免过于激进的康复训练。

本研究测定的是相同部位胶原比例变化，对跟腱不同部位的胶原比例有何差异以及对康复速度的关系还有待进一步研究。此外，除了胶原比例不同，其微观病理学改变也正在研究过程中。