肩袖补片在巨大肩袖撕裂修补中的应用进展

决浩，华英汇

肩袖撕裂可以造成肩关节疼痛、活动障碍，影响患者日常生活，其发生率随着年龄增加而升高，60 岁以上人群中，肩袖撕裂发生率可高达54%[1]。巨大肩袖撕裂是指大于5 cm 的肩袖撕裂或者包含两根及以上肌腱断裂的肩袖撕裂，多需要手术治疗。再撕裂是巨大肩袖修补术后面临的主要问题，发生率为14.3%～87%[2-3]。肩袖补片能够为细胞浸润、生长提供支架，减少修复部位的受力从而促进组织愈合，减少术后再撕裂的发生[4]。随着组织工程学的不断进步，肩袖补片的研究与应用正逐渐成为巨大肩袖撕裂修补中的热门领域，本文对肩袖补片在巨大肩袖撕裂修补的应用及未来发展方向进行综述。

1 补片治疗机制

巨大肩袖撕裂严重破坏肩关节的正常生物力学机制，增大盂肱关节在任意外展体位的旋转活动范围，甚至可能导致肱骨头上移，最终导致严重退行性盂肱关节炎，也被称为肩袖撕裂关节病[5]。补片治疗巨大肩袖撕裂的方式包括增强修补、桥接替代法和上关节囊重建。如果撕裂的肩袖边缘能回到正常的肌腱附着点，则可以使用补片对固定点进行覆盖增强修补，以增强肌腱的固定和促进腱骨的愈合[6]。如果肌腱缺损或回缩严重，无法在无张力或微张力条件下回到正常的足印区，称为不可修补的巨大肩袖撕裂，此时可选择桥接替代进行修补：将补片两端分别固定在肌腱末端和肱骨头上，达到代替肩袖功能、促进腱骨愈合的目的[2]。增强修补和桥接替代都可以为细胞浸润和生长提供支架，从而促进组织再生，提供生物力学的支持以减少受损肩袖组织的应力，并且为肩袖愈合提供良好环境，防止再撕裂的发生[4]。上关节囊重建主要用于不可修补的巨大肩袖撕裂，通过将补片两端分别固定在肱骨大结节外侧和关节盂上结节，起到限制肱骨头上移、恢复肩关节生物力学结构的目的，该技术并不对受损肩袖组织进行修补，因此不在本文论述范围[7]。

2 生物材料补片

2.1 自体补片 自体补片具有花费少、取材方便、无免疫排斥反应等优点。阔筋膜是常用的自体来源补片，具有可以方便加工为任意尺寸的补片，术中易于缝合固定，促进腱骨愈合等特点，其组织学特性决定了阔筋膜补片可以很快重塑为与正常肌腱类似肌腱样组织。临床研究证实阔筋膜用于巨大肩袖撕裂修补可以缓解患者疼痛，增加关节活动度，维持良好的生物力学结构，从而获得较好的临床效果[8]。Tempelaere 等[9]用股四头肌腱进行修补也获得了较好的功能恢复，但是术后有70%的患者出现了膝关节疼痛与不稳定感、交锁、髌骨外侧缘永久麻痹等供区并发症。骨膜瓣也曾作为自体补片被用于肩袖撕裂的修补，但由于术后再撕裂率与传统修补方式没有差异并且有更大的创伤，因此已不被推荐使用[10]。Mori等[11]研究发现，患者的冈下肌或冈上肌存在高度脂肪浸润组利用自体补片增强修补后临床ASES评分、肌肉力量都不如低脂肪浸润组，再撕裂发生率也高于低脂肪浸润组。有研究发现肩袖肌肉中的纤维脂肪祖细胞在脂肪浸润、肌肉萎缩、肩袖撕裂中发挥重要作用，其在肩袖撕裂补片修复的作用值得进一步探索[12]。自体材料取材方便、无免疫反应风险；补片修补效果明确，但是存在供区反应问题。目前使用的微创阔筋膜取材术相较于传统的开放式取材，可以有效减少供区反应及髋关节功能不良的发生率，未来应聚焦于如何通过优化取材方式减少供区反应[13-14]。

2.2 异体补片 异体补片主要指人脱细胞膜，即脱细胞处理人真皮组织，是目前最广泛应用于补片增强修补的材料[15]。来源于人体组织库的皮肤经过脱细胞、冻干处理，原有的细胞外基质成分得以保留，具有很好的生物相容性，并且生物力学改变小，其可降解的特性也可以更好地促进原位细胞的生长浸润，维持肌腱-腱骨-骨界面特性[3]。Wong 等[2]进行的一项随机对照实验显示，利用脱细胞膜进行桥接替代治疗患者术后2 年WORC评分有提高，与常规修补相比，其组织愈合更好，且关节镜手术过程更简单。在桥接时应用9 根缝线对补片进行固定，进一步降低补片和肩袖组织的张力，从而降低术后再撕裂的发生率。Awad 等[16]对使用脱细胞膜进行桥接替代的肩袖撕裂患者进行5 年随访，证实了脱细胞膜应用于桥接替代的安全性及中长期有效性。Namdari 等[17]发现在复杂巨大肩袖撕裂及肩袖撕裂翻修手术中，利用脱细胞膜进行增强修补可以改善巨大肩袖撕裂手术患者术后关节功能，降低术后再撕裂的发生率。但是Amit 等[18]研究显示，脱细胞膜补片增强修补虽然可以有效改善巨大肩袖撕裂患者术后的关节功能评分，且术后MRI 显示增强修补组肩袖组织的脂肪浸润较少，但与常规修补方式差异无统计学意义。Dandu 等[19]利用一种脱矿质的松质骨基质和一层矿化骨组成的双相异体同种异体移植物对冈上肌撕裂进行增强修补，该补片可以促进软组织和骨向内生长，以增强肌腱-骨界面的整合，改善附着点的愈合和整体肩袖修复，但是该种补片的中长期效果有待进一步检验。尽管异体补片在加工中经历了脱细胞工序，但部分患者仍会因排异反应导致手术失败[20]。

2.3 异种补片 目前临床应用的异种补片主要是猪真皮脱细胞膜和牛胶原补片，具有较为确切的效果。猪小肠黏膜下层（SIS），虽然经过FDA 的批准，但目前已不被推荐和应用于临床。

3 人工合成补片

3.1 不可降解人工补片 不可降解人工补片主要以聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚四氟乙烯（PTFE）等为材料，具有来源广泛、合成技术成熟、力学强度好、可长期维持肩关节力学结构等优点。Ciampi 等[21]在一项比较人工合成的PP 材质补片和牛胶原补片的增强修补效果中发现，人工补片在3 年的随访中有效改善了关节功能、肌肉力量，并且降低了再撕裂的发生率。Shepherd 等[22]在一项10 年的随访研究中发现用PTFE补片桥接替代治疗可以长期缓解疼痛，改善关节活动度，并且补片可以长期保持在原位。Sandhu 等[23]针对PTFE 补片桥接替代治疗肩袖撕裂患者的随访研究显示，尽管术后2 年有较好的结构完整性和临床预后，但在术后4 年时出现了补片-肌腱的断裂。有研究应用PET 补片进行肩袖桥接替代的患者在17 ～20 年的长期随访中发现，其肩袖撕裂关节病的发病率和不进行补片修补一侧差异无统计学意义，这提示人工补片在长期疗效上并不能阻止肩袖病变的发生[24]。但需要注意的是该研究纳入的患者接受补片治疗年代较为久远，且采用的是开放式修补，而近期研究为关节镜下的修补，因此手术方式的改变以及补片材料的进步带来的长期效果仍需要进一步观察。此外，补片修补部位的应力会从肌腱组织集中到补片上，这在一定程度上可以预防术后再撕裂的发生，但也会减少应力对肌腱新生的诱导，同时影响肌腱细胞、骨细胞的浸润，对腱骨愈合产生负面效果，不可降解补片的长期存在会加重这一影响，此外体内异物长期存在也可能带来未知风险[4]。

3.2 可降解人工补片 可降解人工补片包括利用胶原、丝蛋白等天然材料合成补片，聚合材料合成的聚乳酸（PLA）、聚四羟基丁酸（P4HB）等补片，其除了具有来源不受限、力学强度好等优点，可降解的特点可以让肌腱组织细胞更好地浸润，减少异物对正常腱骨结构的干扰以及异物在体内对人体的长期影响[25]。Proctor 等[26]利用PLA 补片对巨大肩袖撕裂患者进行增强修补，在术后12 及42 个月的随访中MRI 图像显示肩袖形态良好，肩关节功能也得到较大改善。Burkhard 等[27]利用P4HB 材料补片进行肩袖增强修补，术后1 年患者MRI 图像显示肩袖形态良好，再撕裂发生率仅6.7%，且无任何并发症。Cai 等[28]利用一种具有3D 结构的胶原蛋白支架对巨大肩袖撕裂增强修补，在12 个月的随访中胶原支架组的UCLA 评分及Constant 评分均优于对照组，术后再撕裂率低于对照组，同时患者腱骨界面的活检标本显示在胶原组中有更多的成骨及排列更加整齐的胶原纤维。这提示该胶原支架可以促进腱骨愈合。可降解人工补片的主要局限在于降解速度，若降解速度过快则无法起到稳定的力学支持效果；而降解速度过慢则会影响组织细胞的浸润，进而影响腱骨愈合[29]。此外局部降解产物浓度过高也会对腱骨愈合产生影响，同时还需要考虑降解产物对于人体的毒性。

4 组合补片

组合补片是将生物材料与人工材料结合制成的补片，该类补片既有生物补片生物相容性好、促进腱骨愈合的优点，又有人工补片力学强度好、性质稳定的优点，但目前临床应用较少。Cheesman 等[30]利用一种生物复合补片对巨大肩袖撕裂进行增强修补，该支架由高度多孔的I 型胶原蛋白和PLLA 微丝组成，胶原蛋白允许宿主组织的诱导、成熟和重塑，PLLA 则提供力学强度支持，以防止缝合肌腱拉穿，这些特性有助于增强移植物的愈合结合和修复，同时降低天然缝合肌腱失效的风险。Mc Carron 等[31]研发了一种利用PLLA对阔筋膜进行加强的复合补片，在动物实验及尸体研究中发现增强修补后加强筋膜补片可以提供机械增强，最大限度减少肌腱收缩，并降低肩袖修复失败的发生率。部分细胞实验和动物实验也证实了胶原/PLA、胶原/蚕丝在肩袖修补中的作用，但缺乏进一步的临床验证[32]。

Ding 等[33]在上关节囊重建中创建了一种“三明治”技术，在折叠的两层阔筋膜中添加一层PET 补片，在增加阔筋膜力学强度的同时减少PET 补片磨损，该技术可为增强修补及桥接替代中补片的应用提供思路，但需考虑供区反应及成本。Bi 等[34]使用阔筋膜自体桥接修复结合人工韧带内支架加固技术取得了良好的功能效果，首先利用人工韧带作为阔筋膜贴片的“内部支撑”保护装置进行上囊膜重建，然后利用自体阔筋膜进行撕裂冈上肌的桥接修复，随访2 年移植物愈合率高。上述方法为巨大肩袖撕裂治疗中多种方法联合使用提供了参考，但是其长期效果及不同方法中的材料选择需要进一步验证。

5 总结与展望

补片在巨大肩袖撕裂修补中有明确的优势，可以降低术后再撕裂的发生率，改善肩关节疼痛症状，促进肩关节功能恢复，在不同种类材料中，人脱细胞膜的应用目前来看效果最好，而人工补片和异种脱细胞膜也有较好的疗效[3，35-36]。未来除了补片材料本身，补片修补巨大肩袖撕裂的指征、手术方式等也需要进一步规范，缩短手术时间、降低手术难度、提高修补效果的手术器械需要被开发。补片修补的短期效果已经被多项临床研究证实，更多评估补片修补长期效果的临床研究有待进行。同时现阶段的肩袖损伤动物模型与临床巨大肩袖撕裂仍存在一定差距，更好模拟巨大肩袖撕裂发病机制、病理生理的动物实验模型有待探索。相信随着材料学、组织工程学各学科的不断进步，医工交叉的不断深入，补片尤其是人工合成补片将在包括肩袖损伤在内的运动创伤修复领域发挥越来越关键的作用。

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