一種前交叉韌帶單隧道雙束重建分隔釘的研制

呂宏升，楊德育，王清鏗，楊愛武，林洪光，蘇在權，張春禮，尤瑞金

1.解放軍第180醫院 骨科， 福建 泉州36200；2.第四軍醫大學西京骨科醫院運動損傷科， 陜西 西安 710032

一種前交叉韌帶單隧道雙束重建分隔釘的研制

呂宏升1，楊德育1，王清鏗1，楊愛武1，林洪光1，蘇在權1，張春禮2，尤瑞金1

1.解放軍第180醫院 骨科， 福建 泉州36200；2.第四軍醫大學西京骨科醫院運動損傷科， 陜西 西安 710032

本文闡述了一種前交叉韌帶股骨端單隧道雙束重建分隔釘的研制過程。該分隔釘呈流線型，橫截面呈水滴狀，側方有突出的分束翅片，翅片尾端有防滑齒，相對側有抗旋防滑齒。采用分隔釘能使肌腱更靠近解剖止點受力區，盡可能增大肌腱在足印區的分布面積，更好的達到解剖重建的要求，配合帶袢鋼板使用，在保證良好固定力的同時，將肌腱重新分布于解剖功能位置。

前交叉韌帶；單隧道雙束重建；關節鏡技術；分隔釘

0 引言

前交叉韌帶撕裂關節鏡下重建手術現已成為骨科醫師的共識，但采用單束或是雙束重建，仍存在許多爭議。不少學者認為，雙束重建具有良好的生物力學優勢，尤其是可增加膝關節的旋轉穩定性[1-3]。但也有報道認為，雙束效果并不比單束效果好[4-6]。雙束重建目前常用的方法是采用雙隧道雙束重建，但雙隧道重建需要股骨端2個骨道，技術難度大，術中很難判斷正確的隧道中心點位置，術后并發癥較多。單隧道雙束重建是能夠滿足雙束韌帶定位的一種技術，目前以Femoral Intrafx為代表，通過一個股骨隧道，分隔肌腱后置入釘鞘，旋入擠壓螺釘進行固定[7]。但是采用該技術后，肌腱被擠壓遠離住院醫師嵴，不符合前交叉韌帶（Anterior Cruciate Ligament，ACL）的正常韌帶纖維分布。ACL股骨足跡位于住院醫師嵴下方廣泛區域，最低延伸到髁間窩外側壁下緣軟骨，可明顯區分前內側束（Anteromedial Bundle，AMB）和后外側束（Posterolateral Bundle，PLB），部分人兩束中間可見分叉嵴。ACL纖維呈現由足跡周邊向足跡中央集中的排列方式，ACL兩束的功能中心足印（纖維最密集處）則正好位于住院醫師嵴下的區域，且與住院醫師嵴平行走向，顯示住院醫師嵴為ACL兩束足跡的上界。

完全恢復ACL解剖足跡是臨床ACL重建的最高目標，重建時需使韌帶分布更靠近住院醫師嵴下功能中心，以更好滿足韌帶的生理功能。目前還沒有一種最佳的重建方式，研發新型有效的更符合交叉韌帶解剖足跡、功能要求的固定方式是非常有意義的。本研究闡述了一種前交叉韌帶股骨端單隧道雙束重建分隔釘的研制過程，報道如下。

1 分隔釘設計

1.1 設計要求

設計要求如下：① 結構簡單，手術操作方便；② 具有一定的抗旋轉、抗拔出能力；③ 容易制作，可以選擇多種材質；④ 術中可以隨便調整角度、方向，便于取出。

1.2 結構設計

該分隔釘采用Rhinoceros 5.0設計建模，根據ACL止點足印區的解剖結果，將分隔釘直徑設定為10 mm；根據韌帶重建時股骨隧道長度，將分隔釘高度設定為15.5～25.5 mm；分隔釘與手柄連接槽螺紋高度為8 mm，直徑4.0 mm，抗旋槽長6.5 mm，寬2.0 mm，高3.0 mm。分隔釘的結構圖，見圖1。手柄為組合式，包括外套管和連接內芯，內芯尾部加厚、加寬可供擊打，內芯頭端為螺紋且與分隔釘內連接槽螺紋相匹配；手柄外套管頂端有抗旋突起，與分隔釘抗旋槽相匹配。

圖1 分隔釘結構圖

2 應用方式

該分隔釘用于單隧道雙束ACL重建，按照常規單隧道韌帶重建手術方式，由于分隔釘直徑10 mm，可以將定位中心點前移至住院醫師嵴，便于手術操作。采用4.5 mm空心鉆打透至股骨外上髁與股骨干移行部，用10 mm空心鉆將隧道擴至所需深度，拉出牽引線，將endobutton鋼板和韌帶拉入隧道，翻袢固定。

手柄分隔釘組合圖，見圖2。將分隔釘和手柄連接好，自內側入路插入隧道，利用分束翅片將移植韌帶分成兩束，旋轉螺釘韌帶面平行于住院醫師嵴，保證移植韌帶最大限度位于ACL解剖止點足印區，將螺釘擊打入隧道，旋開手柄鎖緊裝置，拔出手柄完成操作。

圖2 手柄分隔釘組合圖

采用分隔釘能使肌腱更靠近解剖止點受力區，盡可能增大肌腱在足印區的分布面積，更好的達到解剖重建的要求，配合帶袢鋼板使用，可在保證良好固定力的同時，將肌腱重新分布于解剖功能位置。分隔釘的固定位置，見圖3。

圖3 分隔釘的固定位置

3 討論

3.1 設計優點

本文設計了用于ACL單隧道雙束重建股骨端分隔韌帶的分隔釘，采用該技術能將重建韌帶重新分布于ACL足跡功能區，完成解剖止點的重建，其優點如下：

（1）操作簡單，手術技術難度大大低于雙隧道雙束重建，同時也大大減少了雙隧道帶來的諸多風險，術中以住院醫師嵴為上界，以分叉嵴為中心定點，鉆制隧道，利用分隔釘將韌帶分成AM、PL束，置入分隔釘后保證重建韌帶可以更符合每個人獨特的解剖位置，達到真正的個體化重建。

（2）在分隔肌腱的同時，給予肌腱在隧道內口一定的擠壓力，增加了韌帶的有效固定力，同時也增加了腱骨愈合的能力，符合韌帶固定的理想要求。

（3）分隔釘和手柄由螺紋相連，尾部有抗旋槽固定連接，旋緊后成為一體，避免術中應力集中、斷釘等風險，調整方便，可自由旋轉，置入后仍可敲擊拔出，方便術中操作和二次取釘。

（4）配合帶袢鋼板，在保證重建韌帶固定力的同時給予肌腱擠壓力，增加了近端固定強度，在避免拔釘風險同時解決了“蹦極效應”、“雨刷效應”帶來隧道口擴大等問題。

3.2 設計不足

（1）分隔釘在隧道內占位比仍較大，雖然較Femoral Intrafx相比有所下降，但可通過將螺釘材料改為可吸收、可骨長入的材料而徹底解決。

（2）分隔釘位于韌帶和骨之間，存在韌帶分隔釘交界面，有可能造成韌帶磨損，可通過上述螺釘材料的改進或者韌帶愈合后取出分隔釘解決。

3.3 股骨隧道定點

Iwahshi等[8]通過對人膝關節進行三維重建，確定ACL重建等距點，從而評定等距點位置的變化對移植物功能性長度變化的影響。結果表明，偏移等距點6 mm以上時，膝關節活動0°～150°時移植物功能性長度變化顯著，且有明顯的統計學差異；而偏離等距點＜3 mm時，變化不明顯，且統計學上無明顯差異。所以，術中移植物骨隧道的定位對于手術成功與否以及療效至關重要。Aljaberi等[9]通過研究尸體膝關節證明，在固定某一股骨隧道的情況下，脛骨隧道內口的前后方向移位對移植物的等距特性無明顯影響，并指出這種結果與ACL限制胚骨平臺前移的功能有關。此外，Noyes等[10]發現膝關節屈曲運動過程中，胚骨險道位置相對于股骨隧道而言對移植物等距特性的影響非常小。目前大部分學者認為，股骨險道定位點越接近于ACL股骨附著區解剖足印點中心，術后膝關節功能就越正常[11]。本文研制的分隔釘以ACL解剖足印為基準，參照住院醫師嵴及足印中心定位，隧道中心點較傳統定點更靠近住院醫師嵴，操作更加方便。分隔釘設計為偏心擠壓分束，固定時調整分束翅片經過足印中心，可以將重建韌帶完全分布在足印內且以足印中心為界分為AM、PL束，最大限度模擬ACL止點解剖雙束重建。

3.4 單隧道雙束重建展望

ACL真正解剖重建是所有運動醫學醫師努力的目標，雙隧道雙束ACL重建模擬AM束和PL束，能夠在不同屈曲角度提供不同的張力，具有生理性雙束在屈伸過程交替緊張的功能，生物學研究也顯示其具有更好的膝關節旋轉穩定性[1-3]。但是雙隧道重建需要增加骨隧道，不僅增加了創傷、手術操作難度、手術時間，也大大增加了費用、手術風險和翻修困難，同時隧道融合、髁間窩撞擊等問題也使得這一術式的風險比較低。單隧道雙束ACL重建技術是在傳統單隧道單束的基礎上，通過改變隧道內口固定方式，將重建韌帶分為AM和PL束，手術操作難度與雙隧道雙束重建相比大大降低，風險基本等同傳統單隧道單束ACL重建，同時還可彌補單隧道單束在旋轉和側向不穩定方面的缺陷。Gadikota等[12]的生物力學研究顯示，單隧道雙束解剖重建ACL較單隧道單束重建更接近于正常ACL的生物力學特性。區永亮等[13]研究認為，單隧道雙束ACL重建時，將兩束韌帶分別在20 N的初始張力下屈膝20°進行固定，能夠恢復膝關節的前后及旋轉穩定性，從而可以更好地恢復原有的運動學功能。

綜上所述，本研究所設計的ACL單隧道雙束重建分隔釘能夠改進現有內固定產品的不足，在固定方式、操作技術上有所創新，基本解決了ACL止點解剖重建問題，使用方便，便于臨床推廣。

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Development of a Separate Nail for Single-Tunnel Double-Bundle Reconstruction of Anterior Cruciate Ligament

LV Hong-sheng1, YANG De-yu1, WANG Qing-keng1, YANG Ai-wu1, LIN Hong-guang1, SU Zai-quan1, ZHANG Chun-li2, YOU Rui-jin1
1. Department of Orthopedics, No. 180 Hospital of PLA, Quanzhou Fujian 36200, China; 2. Department of Sport Injury, Xijing Orthopedics Hospital, the Fourth Military Medical University, Xi'an Shaanxi 710032, China

This paper elaborated the development of a separate nail for single-tunnel double-bundle femoral-end reconstruction of ACL (Anterior Cruciate Ligament). The separate nail was streamlined and teardrop-shaped on the cross section and had protuberant splitting fn on the side. At the end of splitting fn, skid-proof gears were seen; while, on the opposite side, anti-rotation skid-proof gears were designed. By using the separate nail, the tendon was closer to stess zone of anatomic stop, and the distribution area of tendon in the foot-print zone could be expanded as much as possible so as to achieve the requirement of anatomic reconstruction more likely. The combination of separate nails and the endobutton made the tendon redistributed to the anatomy-functional position and at the same time guaranteed favorable fxed force.

anterior cruciate ligament; single-tunnel double-bundle reconstruction; arthroscopy; separate nails

R686.5

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.013

1674-1633(2016)07-0045-03

2016-02-20

2014年南京軍區第18分部醫學科技青年培育項目（18FB QN2014010）。

尤瑞金，副主任醫師。

通訊作者郵箱：13959729666@163.com