自体移植、同种异体移植、混合移植在关节镜下前交叉韧带重建中的效果研究

王林林，陈亚洲，刘培倦，陈俊勇

(南雄市人民医院，广东 南雄 512400)

前交叉韧带重建术(ACL)目前被认为是治疗前交叉韧带断裂患者的最佳方法。各种自体移植物、混合移植物和同种异体移植物用于重建断裂的前交叉韧带。自体肌腱移植临床应用较为广泛，因为它具有供区发病率低、早期愈合、无免疫反应和疾病传播风险等优点[1-2]。然而，一些患者可能肌腱直径较小，这会影响移植物的抗张强度[3]。在临床上，随着移植物直径的减小，这意味着临床结果不佳的可能性更高。同种异体肌腱移植已被证明是一种合理的替代自体小直径肌腱移植的方法。使用同种异体移植物重建前交叉韧带的主要优点是可获得所需的移植物直径，且无供区并发症[4]。另一种解决移植物直径不足的方法是混合移植物，它由自体肌腱和同种异体软组织组成。它使外科医生能够定制移植物的大小，而不需要额外获取自体移植物。然而，只有几项研究比较了自体肌腱移植和混合肌腱移植重建前交叉韧带的临床结果，而且同种异体肌腱增强型重建前交叉韧带是否有效仍存在争议。因此，目前尚不清楚三种类型的移植物中的哪一种是重建前交叉韧带的最佳选择，这些移植物包括自体肌腱移植物、混合移植物和同种异体软移植物。

1 资料与方法

1.1一般资料：回顾性分析我院2015年1月～2020年7月于我院行ACL重建并接受二次关节镜检查的患者，其中自体前交叉韧带重建36例，混合前交叉韧带重建35例，同种异体前交叉韧带重建38例，平均随访时间(22.3±6.8)个月。本次研究经过本院医学伦理委员会同意。纳入标准：①单束重建的原发性前交叉韧带撕裂；②直径≥8 mm的移植物，包括自体肌腱(股薄肌和半腱肌腱联合移植)、混合移植物(自体肌腱和γ照射的同种异体胫骨前肌联合移植)或γ照射的同种异体胫骨移植；③无手术史的单侧膝关节；④16岁以上的骨性成熟患者；⑤无体征的患者。排除标准：①ACL翻修重建；②多个膝关节韧带需要手术治疗；③严重半月板撕裂需要全切除；④患者不能遵守治疗方案，或不能完成至少12个月的随访。

1.2方法

1.2.1移植物准备与前交叉韧带重建：自体肌腱重建时，取半腱肌腱和股薄肌肌腱，制成4股或6股自体肌腱。如果自体肌腱的联合直径<8 mm，则使用γ照射的同种异体胫骨前肌作为增强物，以达到最小期望直径8 mm。同种异体移植组，γ照射后的同种异体胫前肌作2股或4股同种异体移植物。所有同种异体移植物的照射剂量均为2.5 mrad，由经认证的组织库(山西OsteoRad生物有限公司，中国太原)提供。

诊断性关节镜检查以确定前交叉韧带撕裂。合并的半月板损伤在前交叉韧带重建前根据需要进行处理。所有患者均接受解剖单束前交叉韧带重建，股骨和胫骨隧道位于股骨和胫骨前交叉韧带止点中心。隧道直径等于移植物肌腱直径。然后，移植物从胫骨到股骨被拉入两条隧道。股骨侧的肌腱带袢固定，胫骨侧用挤压螺钉固定。

1.2.2康复方案：所有患者均遵循相同的康复方案。术后立即用长铰链支架固定膝关节，最长达8周。术后立即开始股四头肌等长训练。术后2 d开始活动范围(ROM)训练，目标是在6周内恢复正常活动范围。前4周允许部分负重，8周开始完全负重。术后6个月允许患者跑步，术后9个月逐渐恢复运动。分别于术后1个月、术后3个月、术后6个月、术后9个月、术后12个月、术后24个月进行常规随访，并于术后末次随访时记录临床结果和关节镜复查结果。

1.3临床评估：主观功能评定包括Lysholm评分、主观国际膝关节内固定委员会(IKDC)评分和Tegner活动度评分。膝关节稳定性通过30磅时KT-1000关节测量仪的侧向差异来评估。FORCE(MEDMetric，加利福尼亚州圣地亚哥，美国)。手术并发症也被记录下来。

1.4二次关节镜检查评价：只有在前交叉韧带重建后至少18个月后移植物内出现线状、条纹状高信号或局限性高信号者建议行二次关节镜检查评价。并说明二次关节镜检查的目的和风险，并由所有患者提供知情同意。移植物失败被定义为韧带形成过程中的失败，导致松弛、无组织和不能存活的移植物。评估移植物愈合与滑膜覆盖率、移植物厚度和张力的关系。移植物的滑膜覆盖率被分级为“良好”(完全或超过80%覆盖)、“一般”(50%～80%覆盖)或“差”(小于50%或仅覆盖勉强覆盖)。在膝关节从伸展到屈曲的位置用探头评估移植物的张力。人工测量移植物的中部，并将其分级为“紧绷”(与正常前交叉韧带一样紧)、轻度松弛(略低于正常前交叉韧带)和松弛(完全撕裂或明显失去张力)。

1.5统计学方法：对三组的基线特征进行名义变量χ2检验比较，对连续变量进行方差分析(ANOVA)和最小显著性差异(LSD)检验。采用Kruskal-Wallis检验和Mann-WhitneyU检验，比较三组间滑膜覆盖率和移植物张力的差异。用方差分析和LSD检验分析KT-1000膝关节功能评分的比较和差异。经统计学处理，P<0.05为差异有统计学意义。以上使用SPSS软件进行数据分析。

2 结果

2.1各组基线资料比较：基线资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 各组基线资料的对比

2.2各组并发症比较：所有病例均未发生深静脉血栓形成、神经血管损伤、深部感染和固定失败。在混合移植物组中，1例胫骨切口区伤口不愈合的患者进行了清创。在自体移植组中，有1例因关节纤维化而严重关节活动度障碍的患者接受了外科关节松解术。

2.3各组膝关节功能和稳定性比较：在最终随访评估中，三组间Lysholm评分、主观IKDC评分和Tegner活动度评分差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 三组间Lysholm评分、主观IKDC评分和Tegner活动度评分

同种异体骨移植组的KT-1000值2.4±1.3，明显低于自体骨移植组的1.5±1.4和杂交组1.7±1.2(P=0.006和0.013)，而同种异体骨移植组的KT-1000值明显低于自体骨移植组和杂交组，差异有统计学意义(P=0.013)。此外，自体移植组和杂交组之间差异无统计学意义(P=0.748)。

2.4二次关节镜检查的结果：自体移植组有2例，混合移植组有2例，同种异体移植组有4例，经二次关节镜检查判定为移植失败。其中1例自体移植失败，1例混合移植失败，3例同种异体移植失败，均行前交叉韧带翻修重建。其他患者没有接受翻修手术，因为在日常活动中没有不稳定的感觉。在移植物的滑膜覆盖率方面，自体移植组的结果明显好于其他两组。自体移植组与同种异体移植组相比，差异无统计学意义(P=0.876)，而混合移植组与同种异体移植组之间差异无统计学意义(P=0.05)。在移植物张力方面，自体移植物和混合移植物组与同种异体移植物组相比差异有统计学意义(P<0.05)。自体移植组与同种异体移植组比较，差异有统计学意义(P=0.011)，混合移植组与同种异体移植组比较，差异有统计学意义(P=0.007)，但自体移植组与异体移植组之间差异无统计学意义(P=0.883)。见表3。

表3 三组间二次镜检的结果(例)

3 讨论

研究中最重要的发现是与混合移植物和γ照射的同种异体移植物相比，自体肌移植组的滑膜覆盖率明显更高。此外，混合移植物和同种异体移植物之间没有差异。在KT-1000测量膝关节松弛程度和关节镜下主观植骨张力方面，自体移植组和混合移植组均明显优于同种异体组。短期随访期间，三组间Lysholm评分、IKDC评分和Tegner活动度评分均无显著差异。

自体肌腱移植是重建前交叉韧带的常用方法，临床效果良好，供区发病率低[5-6]。然而，最近的文献表明，较小的移植物直径(特别是小于8 mm的移植物)会在生物力学上降低抗张强度，在临床上会导致较高的翻修风险和较差的患者报告的结果[7-8]。外科医生并没有获取更多的自体移植物，而是试图用同种异体移植物组织来增强自体移植物，以创造出一种混合移植物。然而，只有少数研究调查了混合式前交叉韧带重建术的临床结果，对其效果没有明确的共识。据报道[9]，与自体肌腱对照组相比，混合肌腱前交叉韧带移植物导致较差的临床评分和较高的失败率。相反，其他研究表明，混合移植物似乎是一种很好的治疗选择，与自体肌腱移植物相比，混合移植物的临床结果与之相当，甚至更好，失败率更低[10-11]。基于笔者的研究结果，没有发现混合移植物重建前交叉韧带的效果优于自体移植物，尽管扩大组的移植物大小明显大于自体移植物。这一结果的可能原因可能是，与未辐照或新鲜移植物相比，辐照移植物的抗张强度较低[12-13]。因此，尽管肌腱直径较大，但混合肌腱的实际功能抗拉强度可能小于同种肌腱。这也可以解释为什么γ照射的同种异体前交叉韧带重建组不能达到本研究中同种或增强腿筋组的膝关节稳定性。

有报道称，ACL移植物经历了一个由坏死、血运重建、细胞再生和胶原重塑组成的持续的韧带重塑过程[14]，而移植物韧带重塑的质量与移植物的长期存活率密切相关[15]。滑膜在移植物愈合中起着重要作用，并被认为影响移植物的存活。先前的研究报告，基于第二次关节镜评估，自体肌腱移植物比同种异体软组织移植物显示出更好的滑膜覆盖率[16-17]。本研究的结果与以前的研究一致，即自体移植物比同种异体移植物或混合移植物有更好的滑膜形成。因此，推荐一种具有有效直径的同种自体肌腱移植重建初次前交叉韧带是合理的。

笔者进行第二次关节镜检查发现，尽管自体移植组织是前交叉韧带混合移植物的主要成分，但混合组并没有表现出比同种异体移植物更好的滑膜形成。可能的解释是，混合植入物中的同种异体移植物部分与炎性反应增加、免疫反应增强和组织学结合减慢有关，这将减缓滑膜形成和移植物重塑过程。即使在术后大约2年，同种异体肌腱重建前交叉韧带的成熟度也可能低于自体肌腱[18-19]。因此，我们假设通过同种异体移植物增强来增加植入物大小和机械性能的优势将会被同种异体移植物造成的不良影响所削弱。此外，由于ACL移植物滑膜的相似，同种异体移植物和混合移植物之间的膝关节松弛程度的差异会随着时间的推移而减小。

据报道，初次前交叉韧带重建后，混合移植物和同种异体移植物的失败率高于自体移植物[20]。然而，没有发现三组之间移植失败的显著差异。有几个可能的因素导致了这一结果。首先，研究中，植骨失败被定义为基于关节镜检查的“生物失败”[21]，这不同于以往大多数研究中报道的症状性“临床失败”[22]。其次，这项研究只包括接受二次关节镜检查的患者。基于体格检查、磁共振成像但未经关节镜检查诊断为前交叉韧带再撕裂的患者不在分析之列。第三，由于康复方案的原因，一些患者在最后的随访中没有回到完全的竞技活动中。笔者假设失败率在长期随访中会增加，因为成熟度低的前交叉韧带移植物可能无法在剧烈运动中存活。

在短期随访中，患者报告的膝关节功能在自体肌腱移植、混合移植和同种异体移植重建前交叉韧带的结果之间没有差别。然而，自体肌腱移植物和混合移植物产生了类似的膝关节稳定性，而且它们的表现都优于同种异体移植物。关节镜检查显示，自体肌腱移植物比其他两种类型的移植物具有更好的滑膜覆盖率。