前交叉韧带重建后移植物失效的相关因素研究进展

袁 伟，王晓平，李春宝 战略支援部队特色医学中心 骨科，北京 000； 解放军总医院第一医学中心 骨科，北京 00853

前交叉韧带(anterior cruciate ligament，ACL)是膝关节内重要稳定结构之一，损伤后常影响膝关节稳定性，行ACL重建是主要治疗手段。ACL重建虽手术技术成熟，但失败率仍为5%～20%[1]。根据以往报道，引起ACL重建失败的相关因素很多，有些是患者客观条件决定的，如年龄、伤情严重程度、自身韧带松弛[2]、术后再次受伤等[3]；有些则与医生的术前决策、手术技术或术后康复指导等相关，这部分因素值得不断学习和改进。本文就ACL重建后移植物失效的相关因素进行了文 献回顾，现综述如下。

1 术前计划

1.1 移植物选择 根据取材部位不同，前交叉韧带移植物有骨-髌腱-骨(B-PT-B)、腘绳肌腱、股四头肌腱等。取髌腱中1/3的骨-髌腱-骨技术最早于1976年由法国医生Franke提出，之后被广泛应用。因该移植物具有易于获取、两端固定牢固、骨性愈合可靠等优点，成为前交叉韧带重建移植物“金标准”[4]。但选取B-PT-B存在一些供区问题，如髌骨骨折、继发性髌腱炎、屈曲挛缩、膝前痛等。若术前髌腱存在中重度腱病，会增加术后失败率[5]。另外移植物骨块在牵拉通过骨道时也会有一些困难，骨块过长增加手术操作难度，骨块过短又影响机械稳定性。Posner等[6]采用猪的标本进行力学试验，分别测试了不同骨块长度(10 mm，15 mm，20 mm)骨-髌腱-骨在骨道内的失效模式及载荷，证实了较小的骨块也可能增加移植物失败的风险。

由于骨-髌腱-骨移植物存在的这些问题，人们又将目光转向了腘绳肌腱。早在20世纪30年代就有学者开始尝试采用单根半腱肌或股薄肌腱进行ACL重建。1982年，Brant Lipscomb等[7]首次提出联合使用半腱肌与股薄肌腱进行韧带重建，之后腘绳肌腱也逐渐成为ACL移植物的重要选择。目前骨-髌腱-骨与腘绳肌腱都是常用的肌腱移植物。关于两种移植物的临床效果，一些文献认为采用骨-髌腱-骨可以更好地控制膝关节稳定，减少松弛，较其他移植物失败率更低[8]；采用腘绳肌腱则可以避免髌骨问题、伸直滞缺等，术后疼痛程度更轻，但两者的功能预后无明显差异[9-11]。关于腘绳肌腱的术中处理，目前主流方法是将其对折成4股，其直径过细时，在长度满足要求的情况下尽量将其折成5股或6股[12]。

也有学者采用其他部位肌腱如股四头肌腱、髂胫束[13]等，并报道了较为满意的临床效果[14-15]。Nyland等[16]的研究发现，股四头肌腱相比腘绳肌腱移植物具有更小的轴移松弛及失败率。但总体上除了骨髌腱骨与腘绳肌腱外，其他部位肌腱应用不多，其有效性、并发症、供区部位发病率等还需进一步研究。

当前ACL移植物主要为自体来源，另外也有同种异体及人工韧带可供选择[17]。可用于ACL重建的同种异体肌腱包括胫前肌腱、胫后肌腱、跟腱、腘绳肌腱和髌腱等。相比自体肌腱，同种异体肌腱的主要优点是避免供区损伤、节省手术时间、避免术中取腱意外或自体肌腱不理想等影响手术效果。潜在的问题包括愈合延迟、疾病传播、潜在的免疫反应、移植物处理技术带来的不利影响等[18]。不同的供应商提供的移植物也可能存在差异。Yao等[19]比较了1 046例采用自体或同种异体骨-髌腱-骨行ACL重建的病例，结果两组患者术后IKDC评分、Lysholm评分、Tegner评分差异不大，但同种异体移植物组失败率明显增高。一篇系统综述研究显示25岁以下患者采用自体移植物行ACL重建的移植物失败率为9.6%，而同种异体移植物失败率为25.0%[20]。Burrus等[21]比较了自体-同种异体肌腱混合移植物与纯自体腘绳肌腱重建ACL的失败率，结果显示，即使同种异体肌腱与自体肌腱混合使用，其移植物失败或结构损伤的比例仍高于纯自体腘绳肌腱组。目前绝大多数学者主张初次ACL重建采用自体肌腱移植物[22-23]；而同种异体肌腱则倾向于在自体肌腱供应不足的翻修或年龄偏大、运动较少的患者中采用[24]；还需注意供体的年龄不宜过大，以小于65岁为宜[25]；其辐照剂量应小于20 kGy，冻融循环不超过8次[26]。

人工韧带避免了自体移植物的供区问题，也消除了异体移植物相关的疾病传播等问题。目前人工韧带已获得了不错的短期临床结果，可使患者早期重返运动[27-28]。但长期效果不佳，存在诸多问题，如关节不稳定、断裂、翻修率高、异物反应以及由此导致的慢性滑膜炎等[29-31]。理想的人工韧带应具有良好的生物相容性(包括化学稳定性、聚合度、不具有吸水性，存在孔隙以利于成纤维细胞长入)和接近人体ACL的力学性能(包括刚度、延展性、耐磨性等)[32]。人工韧带目前尚不能实现上述目标，需要继续研究。

1.2 单双束重建 ACL的股骨止点大致呈新月形，其前界为髁间窝外侧嵴(住院医师嵴)[33]，后界为股骨外侧髁后方关节面边缘[34]。ACL体部，有学者认为是扁平一束[35]，也有人认为可分成两束、三束[36]。目前多数学者认可ACL分为两束，根据其胫骨止点位置分别称为前内侧束与后外侧束。ACL的胫骨止点呈椭圆形，后方较宽，止于胫骨髁间偏前，前内侧束内侧界为内侧平台的关节面边缘，后外侧束止于外侧半月板止点[37]。

解剖重建是ACL术后膝关节获得最佳生物力学特性和稳定性的关键环节[38-39]。鉴于ACL止点呈片状，单束重建难以再现此种片状止点，因而双束重建被部分专家推崇[40]。双束重建的设计初衷是通过模拟正常ACL双束并恢复ACL的片状止点，使重建后韧带尽可能重现正常ACL的结构及功能，弥补单束重建在控制动态旋转稳定性方面的不足[41]。但双束重建操作难度大，手术时间长，费用高，我国国人骨骼偏小，部分患者空间不足，给翻修带来很大困难[42]。目前许多研究已表明尽管双束重建在术后轴移稳定性、KT2000测量指标等方面可能优于单束重建，但在Tegner评分、Lysholm评分、IKDC主观评分等功能评分以及失败率方面，双束与单束重建无统计学差异[43-45]。故目前双束重建开展不多，仍以单束重建为主。

近年来，有学者认为前外侧复合体在控制膝关节旋转松弛方面具有重要意义，并且提出了ACL单束重建联合关节外肌腱固定术(lateral extraarticular tenodesis，LET)，通过研究证实此种联合术式在高失败风险的年轻患者中，较ACL单束重建在术后2年可显著减少移植物断裂和持续性旋转松弛[46-47]。另有一项对50例患者10年的随访研究也证实，对于ACL损伤患者常规行ACL重建联合LET，可改善旋转松弛而不增加并发症发生率[48]。也有文献认为，此种联合手术是ACL翻修的常见适应证，已有文献证实在ACL翻修中采取该联合手术中期效果良好[49]。

2 术中操作

2.1 骨道定位不准确 ACL胫骨止点易于观察，术中制作胫骨骨道时，辨认其前内侧束及后外侧束胫骨止点后，可取其中心位置作为胫骨隧道内口，此隧道内口出现位置不良的概率较小。相比之下，股骨隧道内口更易出现定位偏差[50]。对单束重建的股骨隧道内口的定位也经历过不同阶段，早期认为应定位于足印中心，后来发现定位在此处失败率较高，建议向前内侧束中心移动[51]。目前单束重建股骨隧道定位大多根据Pearle等[52]提出的I.D.E.A.L原则，定位于等长、解剖、低张力、直接纤维附着区，根据时钟法大致位于9点(左膝3点)位。定位股骨骨道有两种入路，经胫骨定位和经前内侧口定位。已有许多研究证实经胫骨定位股骨隧道内口偏高[53]，尤其根据I.D.E.A.L原则定位于9点时，经胫骨定位几乎难以完成。虽然有学者提出了改良的经胫骨定位技术[54]，但目前经内侧口定位已是主流操作方法[55]。该入路最大优点是操作灵活，骨道长度也可通过控制骨道方向来调整。但该口若过于偏内，会受到股骨内髁影响，甚至造成软骨损伤。

关于股骨隧道定位器，目前市面上常见的5～7 mm偏距股骨定位器是基于经胫骨定位技术发明的。Celentano等[56]研究发现7 mm偏距定位器经前内侧口定位时，其定位准确性并不理想。Domnick等[57]也比较了该型5.5 mm定位器经前内侧口定位的股骨骨道中心与ACL足印中心位置，认为该定位器不能通过前内侧入路实现ACL股骨止点的准确定位。相比之下，Peterse等[58]改良的经前内侧口专用定位器可实现股骨隧道的解剖定位。

2.2 骨道增宽 有研究认为移植物固定点远离关节，造成“蹦极效应”与“雨刷效应”，会引起骨道增宽[59]。因此建议采用隧道内固定方式，以减少移植物有效长度，增加刚度，使“蹦极效应”与“雨刷效应”影响最小化[60]。也有研究表明，细菌的存在与隧道增宽有关，尽管有时并不引起明显的感染症状[61]。Hiller等[62]对10例重建失败的前交叉韧带移植物和10例膝关节置换术中切取的ACL进行细菌比较发现，实验组8例样本中检测到细菌，涉及菌属明显多于对照组，这表明细菌的存在在当前的ACL重建中被严重低估了。慢性、低毒力细菌感染会产生慢性炎症环境，弱化移植物、破坏骨道。双束重建中，有研究发现后外束骨道增宽失效较前内束更多见[63]，甚至因骨道增宽会造成双骨道交通。

2.3 固定装置的影响 Glasbrenner等[64]比较了可调袢Ultrabutton(Smith and Nephew)、Tight Rope(Arthrex)和固定袢Graft Max(Commed Linvatec)、Flipp Tack(Karl Storz)与 Endobutton(Smith and Nephew)在循环载荷下袢环拉长情况，发现可调袢的袢环拉长显著高于其他组，可能会影响康复过程中的稳定性。Eysturoy等[65]将11 795例采用腘绳肌腱行ACL重建病例根据股骨固定方式分为4类：皮质外悬吊固定4 680例，皮质外可调节悬吊固定577例，隧道内横穿固定5 921例，界面螺钉617例，发现皮质悬吊固定在2年随访时的翻修风险明显高于其他类型的股骨固定，隧道内横穿固定的翻修风险明显降低。Persson等[66]比较了各种股骨和胫骨固定装置组合的翻修率，发现TransFixⅡ(Arthrex)和金属界面螺钉在术后2年的翻修率最低(1.5%)，而EndoButton和Biosure HA(施乐辉)翻修率最高(5.5%)；无论采用何种固定方式，所有腘绳肌腱固定组合的翻修率都很低，但明显高于骨髌腱骨移植物，骨髌腱骨翻修率为0.7%。

2.4 伴随损伤 膝关节中前交叉韧带与半月板的功能相辅相成[67-68]。Robb等[69]对123例ACL重建病例进行了2年随访，结果显示半月板完整者ACL存活率为94.5%，内侧或外侧半月板有损伤缺陷者ACL存活率为69%，因此内侧和外侧半月板撕裂是影响ACL重建生存率的重要预后因素，ACL重建术中应尽量修复所有半月板撕裂。Tomihara等[59]通过比较ACL初次重建与翻修，发现翻修组内侧半月板损伤及Ⅱ级以上软骨损伤的发生率均在80%以上，明显高于初次重建组，这也是翻修术后功能评分通常低于初次重建的重要原因。对于同时存在ACL损伤和半月板缺失者，特别是年轻、活动量大的人群，Saltzman等[70]建议同时行ACL重建和同种异体半月板移植。Samitier等[71]也证实同种异体半月板移植患者同时行ACL重建并不会使半月板移植的结果变差。侧副韧带也是膝关节的重要稳定结构，侧副韧带损伤将影响ACL重建后的效果Alm等[72]对111例ACL翻修术患者的2年随访研究显示，在ACL翻修后再次失败的病例中，术前膝关节内侧不稳是一个被低估的危险因素。

3 术后康复

目前ACL重建后康复过程中存在的主要问题是缺乏准许患者恢复正常体育运动的统一标准[73]，恢复运动后再损伤率发生较高，尤其是运动员[74]，不但术侧膝关节易受伤，对侧膝关节损伤发生率更高[75]。Barber-Westin和Noyes[76]对264项ACL重建研究进行了分析，结果显示105项(40%)未能提供ACL重建后恢复运动标准；在84项(32%)研究中，术后时间是唯一标准；在40项(15%)研究中给出了时间量和主观标准；只有35项(13%)研究指出了重返田径运动所需的客观标准，包括肌肉强度或大腿周径(28项研究)、一般膝关节检查(15项研究)、单腿跳测试(10项研究)、Lachman检查(1项研究)和问卷调查(1项研究)[76]。因此，对于希望在ACL重建后重返田径运动的患者，一般建议对其肌肉力量、稳定性、神经肌肉控制和功能进行量化评估。术后时间也是重要参考因素。Grindem等[77]针对运动员的研究发现，所有在ACL重建术后5个月内恢复运动的患者都遭受了膝关节再次受伤[77]。另外，心理因素也影响患者术后恢复，自我报告恐惧程度较高的患者在恢复运动后24个月内发生二次损伤的风险增加[78]。当前，建立一项评估患者是否可恢复正常运动的统一标准有现实意义，对运动员或运动水平高的人尤其重要。

4 结语

前交叉韧带重建是前交叉韧带损伤的常规治疗方案，总体效果令人满意，但也有部分患者术后恢复不理想，出现移植物失效等情况。移植物失效的因素是多方面的，术前良好的决策、术中精准熟练的操作以及术后对患者正确的康复指导对降低移植物失败率、提高手术满意度具有重要意义。