距腓前韧带的组织学研究及临床应用

吴小川　宋卫东　郑翠环　李　德　彭岳文　周世雄

（1.广东省中山市三乡医院，广东 中山 528400;

2.中山大学附属孙逸仙纪念医院，广东 广州 510000;

3.广东医学院，广东 东莞 523000）お

摘 要：目的:观察踝关节外侧距腓前韧带（ATFL）的组织学特点，结合韧带损伤及修复机制，为踝关节扭伤及慢性踝关节不稳征的诊治提供形态学资料。方法:对12具新鲜冷冻尸体小腿（包踝关节）标本采用明胶等灌注及大体解剖，并对新鲜ATFL标本运用解剖、透明、组织切片等方法行组织学观察。结果:所测ATFL长（24.3±4.5）mm、宽（4.6±0.3）mm、厚（2.6±0.3）mm，呈扁平四边体状，由规则致密的胶原纤维束及成纤维细胞等构成，大多数纤维束走行与ATFL纵轴一致。ATFL可分为距骨、腓骨附着区及中间区共3段。相对于中间区韧带，两端的骨附着区含有相对丰富的血管网。结论:距腓前韧带对维持踝关节稳定意义重大，研究韧带的组织构形对于韧带损伤及慢性踝关节失稳征的治疗有重要的临床意义。

关键词：踝关节;距腓前韧带;解剖学和组织学

中图分类号：R274.32文献标识码：A文章编号：1673-2197（2009）03-0010-03

踝关节损伤属于最常见的运动性损伤类型，大约占所有运动损伤的25%^[1]，而距腓前韧带（ATFL）被公认为是踝关节最易损伤的韧带。尽管近年来骨科医师对踝关节，尤其是距腓前韧带损伤后治疗的研究逐渐增多，但大部分文献都集中于研究其外科手术治疗，且具一定争议。而实际上，绝大多数距腓前韧带损伤的病例可以通过非手术治疗方法获得痊愈。这也侧面反映出人们对距腓前韧带的结构了解尚少，所以有必要对其解剖和组织学形态进一步研究。通过对大体标本进行观察测量，应用显微外科技术对距腓前韧带进行解剖，将韧带纤维行组织学检查等开展研究，以期更深入地了解距腓前韧带的解剖结构，为临床工作提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料

低温冷冻保存的新鲜踝关节标本12具，来源于正常、健康的成年人，其中男8具，女4具，年龄25~52岁，标本无关节退行性变及韧带损伤迹象。

1.2 方法

1.2.1 大体标本解剖

配制成分为30%明胶+10%朱砂+10%淀粉组成的填充剂，并使其温度保持在40°C左右，使用纱布过滤后缓慢向已分离好的动脉插管灌注，灌注采用压力瓶装置，缓慢打气加压并维持在3.5个大气压，选择经由国动脉插管。当观察到皮肤表浅动脉充盈良好后结束灌注，待其自然凝固。切开踝关节外侧，观察ATFL的起点及止点，用游标卡尺分别测量其长度、宽度及高度。

1.2.2 显微外科观察

将ATFL自距骨及腓骨附着处完整剥离，于10%甲醛液中固定6h，然后流水冲洗2h，再放置入5%硝酸溶液中3d，流水冲洗24h，酒精由低浓度到高浓度逐级脱水，甲苯中透明后再透蜡，制成蜡块，按胶原纤维走行方向及横断面分别连续切片4um厚，经染色﹑封片后进行显微观察。

1.3 统计学分析

计量资料以x±s表示。数据采用SPSS13．0版软件完成。

2 结果

2.1 距腓前韧带形态学观察及解剖测量

距腓前韧带起于外踝尖前上约1cm处，行向前内下方，与水平面约呈25°角，功能是限制距骨向前的移动及内翻。韧带远端包绕并止于距骨外侧关节面的前外角，并与韧带中段明显形成一处转角（140°±8°）。韧带可分为距骨、腓骨附着区及中间区共3段，段间无明显界限。大体观察很难发现韧带有纤维分束的痕迹。韧带近端血运主要来源于由胫前动脉及腓动脉穿支降支发出的分支，该分支又发出2～3条动脉短支，供应距腓前韧带的近侧端，远端血供则由外踝前动脉及腓动脉穿支降支共同滋养。此外韧带两端的止点处还接受来自骨和骨膜的血管。踝关节处于中立位时，距腓前韧带的长度、厚度和宽度见表1。

2.2 显微解剖观察

显微镜下可见距腓前韧带的纤维束排列紧密，大多数纤维束走行与ATFL纵轴一致，但非完全平行排列，个别呈纵斜形排列，直径约0.5～0.8mm，长度不等，胶原纤维在各阶段排列整齐、染色正常。纤维束间有结缔组织紧密包绕，难以分离；在韧带的两端骨附着区，纤维排列比较分散，而中间区的韧带纤维束排列紧凑，呈扁平四边体状。整个韧带纤维保持着较好的一体性，未发现韧带有明显纤维分束的痕迹。切片示：韧带表面有滑膜包裹，滑膜下胶原纤维排列紧密，成纤维细胞呈梭形，核长且着色深，沿纤维的长轴成行排列于胶原纤维之间。滑膜内有血管走行，相对于中间区韧带，两端的骨附着区含有相对丰富的血管网，血管网眼形态不规则，据切片推测血管走行大多平行于韧带，管间有较多交通支形成复杂的立体网状结构。韧带的两端骨附着区部分出现钙化，并可见散在的纤维软骨细胞。

3 讨论

3.1 距腓前韧带的大体形态及临床意义

距腓前韧带的大体形态呈两端较宽、中段稍窄的扁平四边体状，这种结构是与其功能相适应的。距骨﹑腓骨附着处相对较宽，纤维分散呈扇形覆盖附着于骨面，使附着区面积增加，附着更加牢固。当踝关节处于中立位时，距腓前韧带的走行方向差不多与腓骨的纵轴线垂直，这种结构有效地限制了距骨的前移。但实际上韧带与水平面约呈25°角，这一角度说明在足内翻时韧带同样起着重要的对抗作用。此外，韧带远端包绕并止于距骨外侧关节面的前外角，并与韧带中段明显形成一处转角（140°±8°），而且韧带转角处及其远侧端包括距骨附着区基本全部紧贴于距骨骨面，笔者认为当踝关节发生内翻及距骨前移时，此种结构可有效分散距腓前韧带距骨附着区所受的张力，减少距骨附着区发生撕裂或断裂的可能性。KUMAI^[2]关于距腓前韧带组织学及免疫组化的实验也验证了韧带的腓骨附着区比距骨附着区更容易撕裂。

3.2 韧带损伤及自身修复机制的临床意义

大多数学者主张对首次的踝关节扭伤进行非手术治疗，而对于陈旧性损伤所致的慢性踝关节不稳，众多学者仍主张首先采用保守治疗，仅仅是对踝关节功能有特殊要求的少数运动员及常于同一部位反复的扭伤﹑保守治疗无效并明显影响生活质量的患者，才进行外科手术治疗。绝大多数单纯急性踝关节韧带损伤均能采用非手术方法治疗，其方式包括前期冷敷消肿止痛、加压包扎并固定（石膏、弹性支具、绷带固定等），以及辅以口服药物治疗，后期主要以理疗、中药外敷并配合功能锻炼等，总体报道优良率在80%~90%左右。而外科手术治疗方面目前文献报道的手术方式多达80种以上，包括韧带的解剖修复（如BROSTROM手术及改良方式）、韧带重建（WATSON-JONES手术及改良方式、EVANS手术等）、替代物重建（如碳纤维替代）等。在手术治疗上，虽术式繁多，但几乎没有一种术式进行过解剖和生物力学的系统深入的研究，而且现有的手术方式缺乏长期的对照随访研究资料。HAZANAS等报道80例急性踝关节韧带损伤病例，分为保守功能治疗组和手术修复组，经比较两组病例的愈合周期、需要康复的时间、治疗的满意度及功能恢复优良率等，结果显示：两组间功能恢复优良率无明显差异，但在其它方面功能治疗均优于手术治疗。为了比较远期疗效，KAIKKONEN等随访了100例应用一期外科手术治疗的外侧踝关节损伤病例的结果（随访时间6~10年），发现手术组优良率仅为65%；因此作者认为对急性外侧踝关节韧带损伤早期当首选功能治疗。此外，手术明显加重了患者的经济负担，增加了治疗风险，并可能引起一系列手术及术后的并发症。

事实上，外踝关节及距腓前韧带损伤虽是骨伤科门诊较为常见的病种，但初次损伤往往得不到骨科医生和患者的足够重视及系统的保守治疗和康复指导。大量患者因为没有接受正规治疗，以致受伤后期出现踝关节不稳、反复扭伤，更甚者出现创伤性骨关节炎等后遗症，以致非手术治疗不可。因此，搞清楚距腓前韧带解剖和组织学形态及损伤后自身修复机制对韧带急性损伤及慢性踝关节失稳征的治疗有重要的临床意义。从组织学角度出发，韧带组织受到损伤的同时，修复过程即开始，韧带在损伤处主要以瘢痕组织的形式发生愈合，与一般的结缔组织相似。因此，当外踝关节韧带损伤，尤其是当距腓前韧带损伤断裂后，需使患足固定于中立及外翻位，以利于距腓前韧带的愈合及修复。然而有研究表明，制动对韧带的结构特性和材料特性都产生明显影响，制动后韧带刚度降低，强度下降，能量吸收减少，应变加大，弹性模量减少。此外，关节制动会导致韧带在超微结构及生物化学组成等多方面均发生明显的改变，韧带内细胞的溶酶体及粗面内质网数量增多，基质中胶原纤维的排列也明显紊乱，总密度明显下降，严重影响其生物力学特性，尤其是长时间制动，对肢体功能是十分不利的。因此，笔者认为，从微观角度出发，半限制性支具固定患踝及开展适时适度的功能锻炼，可以有效解决这一矛盾。这一观点也符合当前外踝关节韧带损伤的主流治疗方向——功能治疗。但事实上，距腓前韧带损伤后功能治疗的方法相当复杂，因为缺乏解剖和组织学的系统深入研究，以及治疗效果的随访，所以具体的治疗方法还存在争议。有限的研究大多只关注于其生物力学的稳定作用，而对于韧带自身修复及愈合的研究却鲜有报道。例如，血供对韧带愈合的影响。Bray等观察了兔ACL和MCL损伤后血流变化情况，分别于伤后2、6和16周观察韧带血流量和容量的变化。结果可见，相同程度损伤后，ACL的血容量增加近2倍，但血流量却未相应增加，而MCL损伤后，血容量增加了6倍，血流量增加约8倍，非常明显，由于ACL在伤后未能形成充足的血流供应，这极大影响了其愈合能力。

以往的血液供应的问题多集中在大体解剖上，而对于韧带本身的血供却鲜有报道。本研究发现距腓前韧带近端血运主要来源于由胫前动脉及腓动脉穿支降支发出的分支，该分支又发出2-3条动脉短支，供应距腓前韧带的近侧端，远端血供则由外踝前动脉及腓动脉穿支降支共同滋养。韧带的滑膜内有血管走行，相对于中间区韧带，两端的骨附着区含有相对丰富的血管网，血管网眼形态不规则，据切片推测血管走行大多平行于韧带，管间有较多交通支形成复杂的立体网状结构。这说明距腓前韧带内也存在复杂的血管系统。韧带损伤后，韧带内血管随之受损或断裂，韧带内的血管必然出现再生，以提供营养，帮助韧带的愈合，这说明韧带内的血管作用必不可少。但有关距腓前韧带损伤后其自身血管反应愈合机制等方面的问题，仍需进一步研究。

距腓前韧带对于踝关节的稳定作用不仅体现在生物力学上，而且，距腓前韧带也具有本体感觉功能，可以诱发神经反射，稳定踝关节。韧带内部存在神经感受器，这些感受器阈值高低不同、适应性快慢不一。故尽管针对距腓前韧带损伤有不少修复、重建韧带损伤的手术方法，但结果往往令人失望，术后常出现功能性失衡、感觉缺失、发生肌无力综合征等后遗症。FRANK认为这种综合征原因在于受伤关节的关节囊和韧带发生传入神经阻滞。因此，在治疗中减少外科手术对关节本体感觉的破坏，积极地进行功能治疗，对于加强受损韧带中的神经感受器的恢复尤为重要。由于种种原因，本实验现有阶段未观察到神经感受器的情况。目前，踝关节不稳的本体感觉的恢复已成为运动康复医学研究的热点之一。

韧带愈合能力的差异还可能与其本身的特性、周围环境和功能上的差别等诸多因素有关。有研究表明，韧带愈合后所形成的瘢痕组织与一般的结缔组织相似，但不是真正意义上的韧带组织再生。愈合后的韧带在细胞及胶原纤维数量、构成比例及排列形态、生化组成和生物力学等方面均与正常韧带有较大的差异，这不但需要韧带经过相当长的时间进行不断的修整和塑形，也要借助于更科学的治疗方法。大量的临床观察和基础研究，加深了人们对韧带结构、功能和愈合过程的认识。但在许多方面，如生长因子在愈合过程中的作用、生化干预的影响等还有很多问题需要进一步的研究和探讨。

参考文献：

［1］ HOCKENBURY RT， SAMMARCO GJ. Evaluation and treatment of ankle sprains： Clinical recommendations for a positive outcome［J］. Phys Sports Med 2001，29（2）：57-64.［2］ KUMAI T. The functional anatomy of the human anterior talofibular ligament in relation to ankle sprains［J］. J Anat, 2002, 5：457-465（P12090392）.

（责任编辑：陈涌涛）