關節鏡下后交叉韌帶損傷重建技術研究進展

陸定貴 唐乾利 彭維波

【關鍵詞】 關節鏡;后交叉韌帶;重建

中圖分類號：R686?? 文獻標識碼：A?? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2018.01.027

膝關節交叉韌帶呈鉸鏈式鏈接脛骨的髁間隆起及股骨髁間窩，分為前交叉韌帶和后交叉韌帶（Posterior cruciate ligament，PCL）兩條，其中PCL起于股骨內側髁外側面，止于脛骨平臺斜坡下半部，是膝關節后向穩定的主要韌帶。PCL損傷后其限制作用遭到破壞，膝關節后向極不穩定。近年來，國內外學者報道多種關節鏡下后交叉韌帶重建的手術方法，短期內可取得良好的臨床效果，但仍存在很多問題，影響重建效果，如骨隧道定位、骨隧道內口對移植物剪切、移植物血管爬行長入、移植物撞擊等。本文就上述問題，從PCL止點解剖及生物力學、關節鏡下后交叉韌帶的止點顯露和制作、骨隧道夾角對移植物磨損、保留殘端對移植物愈合影響、重建移植材料、單束雙束重建技術、移植物固定技術等PCL重建過程中的關鍵技術進行綜述，以期提高關節鏡下膝關節PCL重建技術和臨床治療效果。

1 PCL的止點解剖和生物力學

PCL解剖結構復雜，由不同長度、不同止點的纖維束組成，為了研究其結構和功能，指導PCL重建，人為將PCL進行分束，分束主流觀點是PCL由前外與后內兩束組成。在尸體解剖標本上，PCL的前外束、后內束脛骨止點的縱軸寬度分別為10.64 mm、6.54 mm、5.85 mm，而股骨止點分別為11.01 mm、9.56 mm、9.47 mm[1]。前外束較粗大，在伸膝時松弛、屈膝時緊繃，后內束則相反，行走時兩束韌帶松弛與緊繃交替。在磁共振圖像上測量，PCL股骨止點占髁間窩頂線的24.8%，位于髁間窩下半部，脛骨止點占脛骨后緣斜坡長度的37.0%，位于斜坡下半部，脛骨止點中心與前交叉韌帶后緣垂直距離平均為19.3 mm，與血管叢距離9.6 mm，脛骨止點靠近腘窩血管[2]。磁共振測量常用于指導術中骨道定位和術后骨道位置評估。交叉韌帶含有豐富的機械感受器如Ruffini小體、Pacini小體，以及大量游離神經末梢結構。交叉韌帶損傷后，韌帶止點的微血管分布早期增高，而3個月后機械感受器、微血管均普遍萎縮、退變、紊亂[3]。在負重蹲起運動中，PCL所受張力在300～2700 N，其張力的峰值在60°～130°屈曲范圍內，PCL強度相當于前交叉韌帶的兩倍[4]。

2 關節鏡下后交叉韌帶止點顯露

關節鏡下PCL重建的手術入路包括前方入路、跨后縱隔入路（后內外側切口）、Tibial-Inlay技術等。Tibial-Inlay技術重建PCL為開放性手術，術中需改變體位，跟關節鏡的微創特點相反。關節鏡下操作主要采用前述兩個入路，前方入路重建PCL應用廣泛，操作簡便，容易掌握。但脛骨隧道內口定位困難，為了清晰顯露脛骨止點足印區，需要徹底清理后間室阻擋視野的組織，手術費時。而且，對于初學者經常會定位過高、偏前，有時術中需要反復X線透視來確定脛骨隧道。

關節鏡下單純前側入路能夠清楚顯露PCL股骨止點，但很難完全觀察到完整的脛骨止點，特別是前交叉韌帶完整的情況下顯露更加困難，由于前交叉韌帶阻擋，關節鏡器械從髁間窩進入髁間窩后室困難，且脛骨止點靠近神經血管叢，經過腘窩正中入路有損傷血管神經的風險。而經后內側、后外側顯露脛骨止點，鏡下視野清楚、無盲區，操作安全，止點定位準確。后內側入路技術解決了單純前側入路顯露不清的缺點，且避開腘窩神經血管叢，有效解決關節鏡下PCL重建手術脛骨隧道定位困難的問題，允許術中最大程度保護后關節囊及保留韌帶殘端[5]。后內側入路的進針點位于股骨內髁與脛骨近端之間，后邊界為半膜肌和腓腸肌內側頭，前邊界為內側副韌帶后方。建立后內側入路需注意保護隱神經及大隱靜脈，安全區域在股骨內后髁的關節間隙偏后上方。后外側入路在髂脛束與股二頭肌肌腱，股二頭肌肌腱后方為腓總神經。然而，完全后側正中入路的操作可能會導致腘窩神經血管叢損傷，且需要打開后縱隔，術中關節腔在等滲鹽水壓力灌注下，術后膝關節可能腫脹更明顯。因此，經后正中入路手術需慎重。

3 骨隧道夾角對移植物的影響

移植物磨損主要發生在骨隧道內口。脛骨、股骨側銳利的骨隧道邊緣以及重建后的移植韌帶與骨道形成銳利的夾角會造成移植物磨損，周期性的負荷下造成移植物撕裂，這種效應在脛骨側被稱為“killer turn（殺傷角）”，在股骨側被稱為“critical Corner或Acute Angle（銳角效應）”，這些效應對移植物主要起磨損、變細、撕裂等負作用，是導致重建韌帶失效最常見的原因[6]。理論上，通過改變骨隧道方向及骨隧道邊緣打磨處理可減弱銳角效應，稱為骨道技術。閆昌葆等[7]在動物標本研究中，移植物在骨隧道內方向與股骨髁間窩側壁分別呈80°、90°、100°夾角的負荷作用力，發現夾角為100°時，移植物所遭受的壓應力刺激最小，表明通過加大此夾角的角度可以減弱股骨側的銳角效應。人體標本模擬制作PCL脛骨骨道，夾角分別為30°、40°、50°，發現夾角與骨道出口面積呈負相關，而與負荷強度呈正相關，循環載荷下殺傷角效應更明顯，40°夾角的骨道為理想的脛骨骨道解剖定位，通過改變骨道與脛骨平臺夾角能起到減小“殺傷角”的作用[6]。也有學者在原止點低位制作骨隧道，以減輕殺手轉彎效應，取得良好臨床效果[8]。移植韌帶在骨隧道轉彎效應得到大家共識，如何減弱骨隧道夾角對移植物磨損是近年PCL重建技術研究熱點之一。

當循環負荷>150 N時，“殺傷角”對移植韌帶的影響比較明顯，可能因為關節滑液對暴露的韌帶有自溶作用，在韌帶愈合修復過程中，由于關節滑膜屏障未完全建立，關節滑液和細胞因子等滲入骨隧道引起骨溶解，同時康復鍛煉產生的微活動會影響移植韌帶腱-骨愈合，導致骨道加寬、移植韌帶松動[9]。另外，制作脛骨止點的隧道外口常常選擇在脛骨內側，若能通過脛骨近端的前外側建立脛骨骨道，能明顯減少移植韌帶與骨道的銳角效應，但脛骨近端前外側幾乎垂直于冠狀面，因此經前外側鉆孔建立脛骨隧道難度較大。在減弱銳角效應方面，脛骨前外側骨隧道明顯優于前內側，但建立脛骨前外側骨道對操作者技術要求高。

4 保留殘端對移植物愈合的影響

由于PCL有血運及滑膜覆蓋，除具有穩定膝關節的功能外，還有本體感覺的功能。膝關節韌帶的本體感覺包括運動覺、位置覺以及神經反射和肌張力的調節能力，是維持關節韌帶動態穩定的重要因素。PCL損傷后本體感覺的恢復有賴于本體感受器的殘留和再生，理論上盡可能多地保留殘端及其周圍滑膜組織有利于促進移植物的再血管化、韌帶化以及關節本體感覺恢復[10]。利用保留殘端技術能有效改善膝關節的功能及穩定性，此外殘留的纖維及滑膜對骨隧道有一定的封閉作用，減少關節液向骨隧道的滲漏，防止后期重建韌帶松弛。在恢復膝關節運動功能方面顯示了明顯的優勢，重建前后的膝關節位置感覺、本體感覺喚醒電位的變化、膝關節神經支配的重建與膝關節功能恢復有直接關系[11]。受損的PCL在移植修復后機械感受器數量及本體感覺會恢復一部分，但尚不能完全恢復到損傷前的狀態。

關節滑液影響移植物腱-骨愈合過程。交叉韌帶重建后，關節滑液可以通過腱-骨界面滲入骨隧道，使骨組織暴露于炎性因子而引發一系列炎癥反應，重建術后關節滑液基質蛋白水解酶、IL-6、NO等炎性因子分泌增多，刺激破骨細胞活性，使界面愈合延遲或隧道擴大，保留殘跡重建能更好地封閉隧道內口，減少關節滑液對隧道內口的刺激，有利于移植物腱-骨界面愈合[12]。動物實驗表明，保留殘跡的交叉韌帶重建技術可使腱-骨界面之間Sharpeys形成、排列及構建比較明顯，術后6個月移植物愈合界面形成更多成熟細胞[13]。保留殘跡重建技術術后6個月組織學結果顯示，保留殘跡移植物內Ⅲ型膠原含量、移植物血流量、移植物最大失效負荷均明顯增高，因此，保留殘跡的韌帶重建技術有利于移植物再血管化和血供恢復，促進移植物重塑和韌帶化過程，提高移植物生物力學特性[14]。對于保留殘跡或殘端重建，重建時存在的滑膜絮狀物及韌帶殘端，不利于暴露手術視野及進行操作定位，易引起手術定位偏差。但隨著近年來手術技術進步、定位器械改進，定位偏差發生率與非保留殘端重建無明顯差別。

5 重建移植材料

根據材料來源，臨床上分為自體肌腱、異體肌腱、人工韌帶3類。移植物與骨隧道愈合的方式主要為骨-骨愈合、腱-骨愈合界面。相比較同種異體肌腱及人工韌帶，自體肌腱取材方便、無排斥反應交叉感染，移植物塑性愈合能力強，費用低等優點，使其成為臨床中最常用的重建移植物。臨床上自體肌腱移植物髕骨-髕韌帶-脛骨（bone-patellar tendon-bone，B-PT-B）、腘繩肌腱使用最廣泛。B-PT-B兩端帶有骨塊，在隧道內可形成骨-骨愈合界面，也曾被視為交叉韌帶重建的“金標準”，但取材區破壞大，術后可能存在髕股關節退變加速、髕骨骨折、髕前疼痛、髕腱斷裂等并發癥。腘繩肌腱包括股薄肌、半腱肌、半膜肌，取腱常取股薄肌和半腱肌作為移植物。四股腘繩肌腱聯合移植物與寬為1 cm的B-PT-B生物力學等同，取材區對膝關節疼痛、活動功能影響較少[15]。腘繩肌腱愈合的界面為腱-骨愈合，愈合過程是纖維組織形成連接、新骨長入形成、局部纖維改建塑性的復雜過程。實驗證實骨-腱愈合時，術后108天肌腱周圍組織才基本與正常組織相同，比骨-骨愈合需要更長時間[16]。相比B-PT-B的骨-骨愈合，腱-骨愈合存在延遲愈合、甚至不愈合風險，且供體存在長短不一、粗細不等、韌帶折疊編織困難，需引起重視。其他自體移植物只有在B-PT-B、腘繩肌腱取材來源困難情況下才考慮。

同種異體移植物有B-PT-B異體、異體一端帶跟骨的跟腱、經前肌腱，取材范圍較廣泛，可以根據手術需要選擇數量及直徑大小。其最大的缺點是局部免疫排斥反應、延遲愈合、關節感染，大大限制其在臨床上的使用。與自體肌腱相比較，異體肌腱術后再斷裂的發生時間較早、移植物滑膜覆蓋、膝關節本體感覺恢復較差[17]。

人工韌帶一般分為永久型、加強型、支架型三種。人工韌帶具有使用方便、早期康復、無疾病傳播危險等明顯優勢。以聚對苯二甲酸乙二醇酯為原料設計的人工韌帶強度大、生物相容性好、生物力學性能高，以法國生產的LARS（ligament advanced reinforcement system）人工韌帶具有較好的短期和中期術后效果和較高的患者滿意度。該韌帶具備達4000 N的拉力強度，纖維平行排列、抗扭轉強度大、生物相容性高，與自體肌腱的對照研究顯示臨床療效更佳[18]。LARS韌帶重建交叉韌帶損傷患者膝關節更加穩定，運動功能恢復更快，特別適合應用在短期內需要取得成績的職業運動員[19]。但LARS韌帶費用昂貴，遠期仍有松動需要翻修手術的風險。

6 單束雙束重建技術

PCL的前外束和后內束在膝關節屈曲、伸直的運動過程中交替緊張和松弛，伸展時后內束起作用，而屈曲時前外束起作用， PCL雙束重建在此基礎上發展起來。傳統的單束重建將重點放在PCL的一部分，即后交叉韌帶的前外束，由于前外束占PCL實質部分2/3以上，單束重建能有效地恢復膝關節的損傷功能。雙束重建后交叉韌帶是近年提出的新概念，是指重建PCL的前外束和后內束，股骨側需要制備兩個隧道以容納兩束移植物。體外研究表明，雙束重建后交叉韌帶術后膝關節穩定性、韌帶張力變化及施加負荷后韌帶變形均優于單束重建，另外，雙束重建能提供更均勻的負荷分布，恢復膝關節屈伸活動范圍內的穩定性，減少移植物牽拉，術后松動率更低[20]。

相比單束重建，雙束重建時骨隧道需要二次定位，易損傷到關節內其他組織結構，另外，兩隧道內口邊緣的合適距離，需要臨床大規模病例資料研究，距離過大或過短有可能造成移植物松動或撕裂，從而影響整體治療效果[21]。在固定方式上，懸吊固定配合擠壓螺釘界面固定在單束移植物時經常使用。雙束的選擇則不大相同，需采取懸吊翻轉鋼板配合紐扣鋼板。這是因為雙束重建時，在膝關節某個角度，兩束緊張度不一致的客觀存在，導致兩束此消彼長的緊張度對對方互相牽制，紐扣鋼板可根據兩束不同的緊張度進行適當調整，在檢查膝關節屈伸緊張度、關節后移位程度后可進行適度的調節。雙束重建技術較單束重建復雜，處理不當并發癥較多。任何屈膝角度及初始張力下移植物固定對術后膝關節前后及旋轉穩定性產生較大影響。雙束韌帶在初始張力為20 N、屈膝20°時進行移植物固定，能夠使膝關節的前后及旋轉不穩定接近于正常膝關節，從而更好地恢復原有膝關節的運動功能。而在移植物初始張力為40 N、膝關節屈曲0°固定，屈膝明顯受限，在22 N、屈膝30°時固定雙束移植物，伸膝移植物張力偏大，膝關節過伸明顯受約束[11]。

雙束重建涉及另一個技術問題即單隧道雙束還是雙隧道雙束。雙隧道雙束手術時間更長、隧道定位易出現偏差、雙隧道連接的骨橋骨折風險大、手術失效翻修困難、費用昂貴;而單隧道雙束解剖重建PCL近年來開展較多[22]，它具有雙隧道雙束前后穩定、旋轉穩定的功能，克服雙隧道構建過程中骨折、隧道貫通而導致的固定困難，且彌補單隧道單束在旋轉、側向不穩定方面的缺陷。當然，雙束移植物增加髁間窩撞擊的風險，可能導致術后移植物磨損、松弛。

7 移植物固定技術

PCL重建股骨側按固定力學方式分為三類：擠壓固定、懸吊固定、膨脹固定。按骨道方式分為骨道內固定和骨道外固定。擠壓固定包括金屬、可吸收界面螺釘，根據移植物直徑大小鉆取相應直徑的股骨隧道，深度25～40 mm，將編織好的移植物拉入股骨隧道，沿隧道方向擰入界面螺釘即可。兩者對比固定股骨側移植物，術后隨訪3年證實可吸收界面螺釘與金屬界面螺釘在膝關節評分上無明顯區別[23]，擠壓螺釘也可在脛骨側固定。但擠壓界面螺釘會切割肌腱，有可能造成骨面與肌腱面接觸少，影響愈合，螺釘有松動風險，退出掉在關節腔造成游離體形成。懸吊固定屬于骨道內固定、間接固定，將干拌懸掛固定于骨隧道外口股骨骨皮質外側，內植物遠離關節面，常見有Endobutton帶袢鋼板、Tightrope帶袢鋼板，兩者均能提供堅強內固定，且無斷釘風險。懸吊固定的移植物在骨道內，橫向微動稱為“雨刷效應”，縱向移動稱為“蹦極效應”。兩種效應可引起股骨側隧道擴大，移植物松動。膨脹固定易造成骨隧道微骨折，限制其應用。

脛骨側固定方式以骨隧道外口固定較多見，常見有可吸收擠壓螺釘固定、騎縫釘固定、橫穿釘固定、移植物隧道外口編織打結固定等。移植物固定的方式方法多種多樣，目前臨床應用結果各有優缺點，尚不能認為何種固定效果最佳，應根據患者年齡、受區骨質條件、經濟承受能力、術者對固定方式熟練程度合理選用[24]。

8 結語

關節鏡下后交叉韌帶損傷重建涉及多方面的技術環節，一些關鍵的技術需要不斷完善及改進，需要臨床不斷實踐，摸索出一套成熟完善的技術系統，提高PCL診治水平及提高臨床治療滿意度。

參 考 文 獻

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