关节镜下前交叉韧带重建手术研究现状

范冰洋 何海溶 袁凌伟 吴锦秋

1.甘肃中医药大学中医临床学院，甘肃兰州 730000；2.甘肃省中医院运动医学科，甘肃兰州 730000

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL），又称前十字韧带，暴力、运动损伤均可导致ACL 损伤、断裂[1]。资料表明[2]，每年ACL 损伤约占膝关节损伤的64%。在我国，ACL 损伤也随着运动损伤及交通事故的增多而逐步升高。由于其血供差，难以自愈，延误治疗会影响膝关节稳定，导致半月板、关节内软骨损伤及关节退变提前等[3]。关节镜下ACL 重建是治疗首选[4]，但临床上手术时机、手术方式、术中移植物及固定方式等方面的选择仍是讨论热点。本文就目前关节镜下ACL 重建手术研究现状作一综述，以供临床参考。

1 ACL 的解剖、生物力学及损伤机制

ACL 起自股骨外髁内侧面后部，向前下方斜行，止于胫骨髁间隆起前部的前外侧凹陷处，长度为31～35 mm，横截面积为31.3 mm2，最大载荷为（2 160±157）N，强度为（242±28）N/mm[5]。正常ACL 以集合纤维束的形式呈扇状展开，两端分别附着在股骨、胫骨上，并根据胫骨附着位置的不同，分为前内侧束及后外侧束，前内侧束在整个膝关节活动范围内的作用力相对恒定，屈曲位紧张、伸直位松弛以维持膝关节屈曲位的前后向稳定，限制胫骨的过度前移；后外侧束在伸直时最紧，屈曲时松弛以维持膝关节在屈曲位的旋转稳定性，限制在伸直时膝关节过伸。这种力差作用使得ACL 可以在不同位置对膝关节进行动态控制。Otsubo 等[6]认为，除了前内侧束及后外侧束之外，还有中间束，其在屈膝30°位时张力最高，并协助维持膝关节屈曲位的前后向稳定。等[7]认为，去除ACL 的表面纤维膜，ACL 从股骨止点至中间基质呈扁平的带状结构，前内侧束和后外侧束之间无明显的分界，但目前缺乏进一步的研究证实。ACL 损伤可分为接触性和非接触性损伤，前者与膝外翻伤有关，后者约占70%，多见于减速性向外侧成角的外翻和外旋间接应力[8]，与解剖结构变异、神经肌肉缺陷、生物力学异常、运动环境和激素状态等危险因素有关[9]。

2 ACL 重建手术适应证

ACL 重建手术适应证包括膝关节ACL 完全断裂，膝关节功能受限；合并后交叉韧带、内外侧副韧带损伤，膝关节明显前外侧或前内侧旋转不稳或出现内、外翻异常活动；带骨止点撕脱骨折有明显移位；伴半月板破裂，关节中等退变[10]。

3 ACL 重建手术时机

目前对已明确诊断为ACL 断裂的患者，建议尽早手术，其术后并发症、继发软骨损伤、移植物松弛及院内感染发生率较低[11-14]。Granan 等[15]对3 475 例患者进行回顾性分析发现，ACL 损伤后，重建手术每推迟1 个月，成人软骨损伤概率增加近1%，伴半月板撕裂者，概率增加近2 倍。Diermeier 等[16]在此基础上指出，继发损伤风险在年轻（＜12 岁）和骨骼发育不成熟的患者中更加明显。但ACL 损伤早期膝关节炎症反应剧烈，关节内积血，早期手术后易增加关节纤维化和关节粘连的风险，失败率及翻修率较高，因而早期手术尚存在争议[17-18]。除此之外，各学者对早期手术的定义不同，有3 周[11,18]、4 周[12,14]、6 周[13]，加之ACL 实际损伤累及范围不同，ACL 重建手术的最佳时机仍待进一步研究。

4 ACL 手术重建方式选择

4.1 等长单束重建、解剖单束及双束重建

传统重建方式以等长单束重建为主，保持膝关节屈伸活动时ACL 两止点之间的等长性及持续张力。骨道建立常选择后外侧束胫骨止点的稍后方构建胫骨骨道，屈膝90°位经胫骨骨道建立股骨骨道，曾一度成为手术的金标准。但随着研究深入，等长定位点的具体位置存在争议，并且等长重建ACL 不能提供足够的旋转稳定性，术后易致移植物松弛、断裂及关节退变提前等[3]。这可能与骨道位置有关，研究发现[19]，经胫骨骨道建立股骨骨道时，重建的ACL 往往过于垂直，无法避免髁间凹撞击，不能有效维持膝关节的旋转稳定性。Forsythe 等[20]利用动态三维模型对膝关节的屈伸活动分析后证实，在ACL 股骨附着处不存在绝对的等长点。部分学者提出[21-22]，单束重建中经前内侧入口与辅助前内侧入口创建股骨隧道效果更佳，更接近解剖位点，术后并发症和翻修率低，膝关节稳定性恢复更佳。

与等长重建比较，解剖重建更符合ACL 的解剖结构，能够恢复ACL 两侧止点的天然足迹、原有的尺寸及胶原走形，保证膝关节前后向稳定的同时，兼顾旋转稳定[16]。其胫骨骨道常通过ACL 残端中心制备，根据股骨端前内侧束足印区定位，医师在嵴后方制备股骨隧道。但单束重建只恢复了正常ACL 前内侧束大部分功能，仅在屈膝时限制胫骨前移，不能减少膝关节的旋转不稳和伸膝状态下的部分松弛。因此，双束重建ACL 逐渐成为热点。通过前内侧束和后外侧束交替紧张，共同分担负荷，避免应力集中导致移植物断裂，而且腱骨接触广泛，利于移植物重新塑形。但术中需分别建立前内侧束和后外侧束的胫骨、股骨骨道，导致双束重建手术难度大，肌腱长度要求高，骨道定位难及骨损失多，使得其与单束重建在膝关节功能和临床稳定性恢复方面差异无统计学意义（P ＞0.05），术后疼痛评分更高，易造成后外侧损伤及髌股内侧软骨损伤[23-24]，故双束重建应满足以下条件[25]：①胫骨止点前后径＞14 mm；②髁间窝的宽度＞14 mm；③无合并韧带损伤；④无晚期关节炎改变（Kellgren Lawrence分级＜3 级）；⑤无合并严重骨挫伤等。目前临床上仍以解剖单束重建为主，具体重建方式要由患者的年龄、损伤模式、活动量及对术后运动的要求来决定，切忌盲目“一刀切”。

4.2 保残重建与非保残重建

传统手术中为方便镜下操作、减少术后病变，常彻底清除韧带残端。但随着运动医学发展及手术器械的完善，保留残端的优势逐渐被发现，一者，残端血运丰富，保留有众多本体感受器，可加速腱骨愈合，利于本体感觉及关节稳定性的恢复[26]；二者，残端利于术中骨道定位，避免炎症介质溶解导致的骨隧道扩大，降低手术失败率及1 年内手术翻修率[27]。但保残端会引起膝关节腔内容积增加，引起髁间凹撞击，术后伸膝受限，并且其保留长度及如何固定尚存在争议，需大量临床研究证明。

5 ACL 手术移植物

5.1 移植物类型

根据供体来源移植物可分为自体、同种异体及人工合成三类。自体移植物最常用于ACL 重建，取材包括骨-髌腱-骨、腘绳肌、股四头肌及腓骨长肌等。腘绳肌移植物是目前最常用的移植物，其4 股半腱肌与股薄肌编织的移植物更接近ACL 的解剖结构，当直径＞8 mm 时，失败率会明显降低[28]。骨-髌腱-骨虽能实现骨性愈合，固定可靠，但术后易引起供区疼痛、髌腱断裂、髌骨骨折、股四头肌腱断裂及影响伸膝机制等，临床使用逐渐变少[29]。股四头肌和腓骨长肌一般仅在腘绳肌长度不够、多发韧带损伤或二次重建时使用[30-31]。同种异体移植物供体常来自捐献者或尸体，除了上述供区选择，还会取跟腱、胫前肌、腓肌及异体ACL 等，避免了供区损伤，但存在疾病传播、免疫排斥等风险，常作为自体移植物的替代方案[32]。人工合成移植物最常使用的是Lars 韧带，没有供区发病及传播疾病风险，但使用寿命有限、生物相容性差，未能实现真正的腱骨愈合，故不建议将其用于初次重建的患者[33]。临床医师在选择移植物时，应告知患者不同移植物的风险及益处，根据患者病情、年龄、运动情况及经济状况等多种因素来综合决定。

5.2 移植物固定方式

术中移植物的固定直接关系到重建手术的成败，更是术后腱骨愈合及早期康复的关键。目前，临床上常用的固定方式主要有皮质悬吊固定和界面螺钉固定、横穿针固定。前者属于间接固定，操作方式简单，初始强度最高，但术后可因“蹦极效应”及“雨刷效应”导致骨隧道入口磨损、扩大，不利于腱骨愈合[34]。界面螺钉固定、横穿针固定属于直接固定，其中界面螺钉固定又分为金属螺钉及可吸收材料螺钉，金属螺钉术后易脱落，易导致隧道扩大，翻修难度大；可吸收材料螺钉组织相容性好，并发症少，影像学检查没有金属伪影，利于术后康复评估，临床使用率高[35]。横穿针固定是通过横穿肌腱将肌腱固定在更接近ACL 生理止点的地方，与骨隧道有更充分的接触，减少术后微动，利于早期愈合，且操作简易，手术时间短[36]。但横穿针植入角度不佳易损伤血管神经，对临床医师技术要求较高，且肌腱移植物直径≥7 mm，隧道内长度≥2.5 cm，否则固定失败率会增加。除了上述方式之外，还有门钉固定、骨栓固定等方式，但临床使用少。目前临床中各种固定方式均有使用，但最佳固定方式尚无明确定论。

5.3 移植物韧带化进程

移植物在关节内会从肌腱样移植物逐渐向韧带样移植物转化，也被称为“韧带化”。移植物在关节内的愈合过程将经历3 个特征性阶段[37]：首先是早期愈合阶段，一般发生在术后4 周内，移植物组织没有可检测到的血运重建、中心移植物坏死和细胞减少；其次是增殖阶段，发生在术后4～12 周，是最密集的重塑和血运重建时间；最后是韧带化阶段，从术后12 周开始，移植物向完整ACL 的性质进行特征性重塑，整个过程十分漫长，术后4 年方可基本完成，但其超微结构特点与正常ACL 仍存在明显差异[38]。不同移植物植入人体后重塑及成熟时间和过程也有差异。自体ACL 重建术后8 周，移植物表面已出现大量血管，12～24 周之间再血管化进展迅速，24 周后速度减缓[39]。同种异体移植物与自体移植物的生物愈合途径类似，但速度往往要推迟半年以上[40]。目前临床上常常采用术中保留腘绳肌腱止点，联合骨髓间充质干细胞、富血小板血浆及生长因子治疗等促进移植物成熟。

6 小结

ACL 重建手术旨在恢复ACL 的生理解剖位置及生物力学，恢复膝关节稳定性及功能，但能否真正达到治疗目的，目前仍缺乏高质量的证据。遗憾的是，ACL 重建后只有65%的患者可恢复到伤前运动水平，只有55%的患者恢复到竞技水平。因此，怎样能最大程度的恢复膝关节的功能，让患者重返运动，仍是目前亟须解决的问题。尽管目前国内外学者对ACL 解剖结构、重建手术时机、手术方式及移植物等选择上未达成共识，但随着运动医学发展、手术方式的改进和对ACL 解剖学组织学认识的深入，关节镜技术将造福更多的患者。