医源世界
首页医源资料库在线期刊中国矫形外科杂志2009年第17卷第18期

自体腘绳肌腱重建前交叉韧带固定方法研究现状与进展

来源:中国矫形外科杂志
摘要:【摘要】前交叉韧带损伤常用治疗方法为自体腘绳肌腱移植重建术。移植物的固定对于重建早期的稳定性及腱-骨愈合具有重要作用。目前移植物的固定方法多种多样。通常可分为直接固定和间接固定或可分为骨道内固定与非骨道内固定。...

点击显示 收起

【摘要】  前交叉韧带损伤常用治疗方法为自体腘绳肌腱移植重建术。移植物的固定对于重建早期的稳定性及腱-骨愈合具有重要作用。目前移植物的固定方法多种多样。通常可分为直接固定和间接固定或可分为骨道内固定与非骨道内固定。不同固定方法有不同的固定力学特点,其腱-骨愈合亦不同。目前在临床常用的有界面螺钉、内置纽扣、横穿钉及肌腱结固定等。各种固定方法的临床应用结果均各有优缺点,并不能认为何种固定效果最佳。

【关键词】  自体腘绳肌; 前交叉韧带; 重建

Anterior cruciate ligament reconstruction with harmstring tendon transplantation∥ZHANG Shaozhan, HUANG Changming. Orthopedic Center, the 174th hospital of PLA, Xiamen 361003, China

  Abstract:The reconstruction with harmstring tendons is the commonly therapic method for the anterior cruciate ligament (ACL) injury. The graftimplant fixation is important for the initial biomechanics stability and the grafttunnel healing. The methods of fixation are variable, which can be classified by direct fixation and indirect fixation or by intunnel fixation and nonintunnel fixation. The interface screw, endobutton, cross pin and tendon knot are most commonly used in clinic. No fixation method is superior to all others, for every method has advantages and disadvantages respectively.

  Key words:harmstring tendon; anterior curciate ligament; reconstruction

  自体腘绳肌腱移植是重建前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)的常用选择,移植物的固定方式是影响手术疗效的重要环节。本文着重对自体腘绳肌腱重建ACL的固定方法及选择进行综述。

  1 移植物固定的目的与重要性

  ACL重建移植物的固定对于重建近期的术后早期活动中力学特性、后期移植物与骨道融合均有重要作用。固定肌腱的首要目的是限制其在隧道内的移动,为腱-骨愈合提供良好条件。

  重建ACL的重要生物力学特征是强度和钢度。强度以使移植物发生永久移位或变形的负荷,钢度以使移植物发生一定量的可复性变形或移位所需的负荷。重建ACL的早期生物力学特性由3个方面决定:移植物的特性、固定部位的骨密度及腱-骨之间固定装置的生物力学特性。常见移植物双股腘绳肌腱的强度及钢度均大于正常ACL,已可完全满足ACL重建要求。而固定部位的骨密度是客观无法改变的,所以固定装置的生物力学特性对于重建ACL的生物力学的重要性不言而喻。

  而移植物的不同固定物因其所提供的力学稳定性不同,对于移植物与骨道之间的融合周期及质量具有直接的影响。目前研究认为,移植物在骨道内微动与应力表现为2种方式:(1)与骨道轴向平行方向的“蹦极效应”(“橡皮筋效应”);(2)与骨道轴向垂直的“钟摆效应”(“雨刷效应”)。这种微动影响移植物与骨道的愈合,因而不同固定物提供的力学稳定性对于移植物骨道之间融合具有重要作用。

  2 固定方法的分类

  根据固定物固定位置与移植物及骨道的相互关系,可分为直接固定和间接固定。直接固定是指固定物固定作用直接位于腱-骨交界的方法,即固定较接近于隧道内口,使固定节段类似于正常ACL,如界面螺钉固定、RigidFix固定、骑缝钉固定等方法。间接固定是指固定物固定位置位于腱-骨交界之外的方法,如:纽扣钢板固定、TransFix固定与栓桩固定。通常认为:直接固定较靠近关节面,可减少“蹦极效应”与“雨刷效应”,从而减少其对骨与移植物愈合的不利作用,减少骨道扩大效应。直接固定还可降低肌腱蠕变程度,并有使移植物与隧道压配紧密防止关节液流入隧道而增强腱骨愈合的作用[1]。

  根据固定物固定位置与重建ACL止点距离的关系,可分为骨道内固定和非骨道内固定。骨道内固定有界面螺钉固定、肌腱结固定等,其固定更接近于重建ACL的止点;非骨道内固定有纽扣固定、门形钉固定、栓桩固定等。一般认为,骨道内固定有更大的强度与钢度,并使固定点接近重建ACL止点,提高了重建后膝关节的早期稳定性,减少“蹦极效应”与“雨刷效应”,从而减少骨道扩大。

  因而目前通常认为隧道内固定及直接固定似乎更有利于膝关节稳定性及减轻后期骨道扩大[2]。大多数临床观察表明固定的位置距ACL止点越远,术后骨隧道扩大发生率越高;固定点接近于重建ACL止点的关节其稳定性明显好于固定点远离重建ACL止点的关节。但有不同的意见,认为骨道扩大并不能以靠近关节线固定移植物来避免。而Phillips等在膝关节标本上的实验指出,可吸收界面钉在接近关节面部分较远离关节面时,其抗拉出力量及膝关节稳定性更低[3]。

  3 移植物与骨道愈合方式

  正常ACL的起止点具有典型的肌腱末端结构,从韧带到骨依次为韧带纤维、纤维软骨、钙化软骨和骨。腘绳肌腱重建ACL需在腱性组织与骨道之间形成一个新的连接。这种连接过程就是肌腱末端结构再生的过程。移植物固定的远期 效果最终很大程度上由腱-骨愈合质量决定。根据移植物固定方法的不同,肌腱末端结构的再生表现为不同类型需要不同的愈合时间。腱性组织与骨道连接目前已知有直接连接与间接连接2种方式。在肌腱与骨隧道之间产生Sharpey纤维,再生末端结构的组织学层次为肌腱纤维、Sharpey纤维、纤维软骨、钙化软骨、骨,这种骨-腱愈合方式称作间接连接。在肌腱与骨隧道之间少有Sharpey纤维产生,再生末端结构的组织学层次为肌腱纤维、纤维软骨、钙化软骨、骨,这种愈合方式称为直接连接。现有实验表明在界面螺钉挤压固定中,腱-骨愈合方式为直接连接,而在悬吊固定中,腱-骨愈合为间接连接方式。

  Weiler等在羊模型上利用自体肌腱移植可吸收界面螺钉固定重建ACL,术后6周发现骨隧道内腱-骨界面仅有部分纤维组织存在,9~12周腱-骨之间通过成熟的纤维软骨连接,24周在骨隧道入口处可见到大量规则排列的韧带长入区域,该区域含有钙化的软骨,与正常前交叉韧带的附着区域结构极为相似,表现为直接连接。目前认为在对于界面螺钉挤压固定获得的骨-腱连接多为直接连接[4]。

  Tomita等在犬的模型中采用缝线栓系法固定自体屈肌腱重建ACL,术后观察12周,发现在肌腱与骨隧道之间有类似Sharpey纤维的胶原纤维。而目前临床翻修的悬吊固定的一些病例表现为间接愈合,且愈合质量明显不佳。有报道,在术后翻修的病例中发现腱-骨愈合情况均不理想,在腱-骨之间发现纤维肉芽组织,无胶原纤维形成,同时可见大量编织骨形成,没有骨组织长入肌腱。但报道的翻修例数相对较少且均是翻修病例。究竟何种愈合方式更有利,目前尚无不同固定方法的移植物与骨道愈合情况的实验对比研究,结果尚有待进一步确定。

  4 几种常见的固定方式

  4.1 界面螺钉

  界面螺钉可用于股骨侧,亦可用于胫骨侧。对于股骨侧固定还可于关节镜监视下于股骨隧道内口拧入,使固定点更接近于ACL的解剖止点。力学研究表明:界面钉固定腘绳肌腱时,其纵向及横向移位均小于皮质外固定。其注意点是扩骨道时需较移植物直径大1 mm,螺钉直径较骨道直径小1 mm。扩骨道过小,拧入螺钉可造成骨道破裂。界面螺钉有金属螺钉与可吸收螺钉(常用材料为聚乙烯左旋丙交酯(PolyLLactide Acid,PLLA)2种。其对于肌腱移植物的固定强度及临床效果均相似。金属螺钉的螺纹锋利,对于肌腱移植物的损伤更大,更倾向于使用可吸收螺钉,但有报道指出,可吸收螺钉可致骨溶解、骨坏死、加大骨道扩大及脱落至关节腔内。可吸收螺钉的吸收时间目前仍不完全清楚,Macarini、Drogset等以MRI检查来观察可吸收螺钉的吸收情况,提示分别在术后3年完全溶解或是术后2年内大约2/3吸收[5,6],但他们皆是以腱-髌骨-腱重建ACL的病例作为观察对象。而Srensen等在腘绳肌重建ACL病例中通过PET检查发现界面钉至少需7个月才完全吸收[7]。肌腱端编织缝合后再行界面螺钉固定可提高其抗拉强度[8],腘绳肌腱编织缝合与无编织缝合的界面挤压螺钉固定的实验表明,前者在最大载荷、抗拉刚度等方面均强于后者。其主要原因考虑在于界面螺钉对于肌腱的切割作用及光滑的肌腱与隧道之间的磨擦系数过小所致。肌腱编织后增强了肌腱合力防止螺钉的切割增加磨擦阻力。但编织线是否影响肌腱与隧道的愈合还有待于进一步的研究。

  螺钉的几何形状对于肌腱的固定效果已被关注,有动物标本力学实验表明,锥形钉力学上明显优于非锥形钉[9]。改进螺钉的长度与直径对于增强移植物的固定也具有作用。Namkoong等的研究指出增大螺钉直径较骨隧道直径大3 mm,可增强固定效果[10]。但有人在动物实验中指出,螺钉直径较骨道直径小1 mm相对于螺钉直径较骨道直径大1 mm其固定效果更好。另有研究指出增加螺钉长度可能较增大螺钉直径更能提高固定强度。

  由于界面螺钉是偏心固定,所以可能存在定位点偏距的差异。值得一提的是,Intrafix固定方法不同于以往的界面螺钉将肌腱挤压至骨道一边,而是从多股肌腱中心呈放射状向周围挤压扩张,使各个方向的张力均匀,属于解剖固定,在关节活动时可减少微动。Hayes等研究表明,固定位于四股腘绳肌腱中央较固定位于肌腱周围力学上要强,在最大抗拉试验中,中央固定大部分为肌腱断裂,少部分为腱-骨交界处滑脱,而周围固定所有均为腱-骨交界处滑脱[11]。目前认为,Intrafix优点为:(1)固定确实;(2)对移植物固定力量均匀;(3)钉鞘上的去旋转螺纹可限制螺钉过度进入损伤关节面。

  4.2 Endobutton固定

  Endobutton目前用于股骨侧,是公认的经典的ACL腘绳肌腱重建股骨侧固定方法,可提供较界面钉更强的固定。Endobutton的优点是:(1)不需要切开大腿软组织;(2)其固定点在皮质骨上,不需考虑骨质疏松的影响;(3)可以缩短对于腘绳肌腱的长度要求;(4)相对于界面螺钉,其对于股骨隧道后壁完整性要求不高。

  Endobutton固定,移植物固定点远离ACL正常解剖止点,移植物在骨道内微动、关节液浸泡,使骨道扩大,影响肌腱与骨道愈合,肌腱与Endobutton之间通过编织带悬吊连接处产生切应力,容易损伤肌腱。注意肌腱与Endobutton之间通过编织带悬吊连接,若编织带过长,腱与骨道间有效接触面积减少,也会影响腱-骨愈合,故通常应保证骨道内腱性组织应有20 mm。

  4.3 横穿钉固定(Cross Pin)

  横杆悬挂内固定(TransFix Ⅱ)法。该方法由Clark、Wolf于1998年提出,设计巧妙,经过多年努力,目前手法技术及器械已非常完善。其方法:常规建立胫骨隧道,股骨隧道按移植物直径设定,深为35~40 mm,选用与隧道内径相当的隧道导钩经胫骨隧道插入股骨隧道内,安放横杆定位器,钻入横杆导针,引入牵引导丝,将移植腱固定于导丝,拉紧导丝两端,将移植物经胫骨隧道、关节腔拉入股骨隧道内,选用横形固定杆沿横行导针拧入穿过肌腱反折处悬挂固定肌腱。一般认为其用于固定ACL移植物股骨侧止点具有安全可靠牢固的特点。Harilainen等人通过比较横杆固定与界面螺钉固定股骨侧移植物,术后2年的关节稳定性与肌力无明显差异。其优点明显:由于隧道的直径与移植物直径相当,当悬挂的横杆穿过肌腱返折处时,在有限的骨道内将肌腱挤压贴附于隧道顶端周围,增加了肌腱与骨道的接触面和摩擦贴附力,有利于骨道与肌腱的愈合。与界面螺钉相比,其避免了界面螺钉对肌腱的切割作用。而相对于Endobutton固定,则避免了移植物在骨道内发生的“橡皮筋效应”、“雨刷效应”等不良情况。目前有钛质横杆产品,亦有生物可吸收横杆产品。

  另有一种双横栓式固定(Rigidfix)方法。该方法与Transfix操作过程相类似,但不是悬挂固定,而是需有2根横穿钉垂直交叉穿过以固定重建ACL股骨端止点,固定的力量较Transfix更强,术后随访其关节稳定性较生物可吸收界面钉好。其优点为:(1)较单横杆式或是内扣式固定系统更接近于关节线,而且可减少肌腱在横栓上滑动,从而减少“雨刷效应”; (2)肌腱与隧道直径匹配更紧密挤压以防止微动和关节液的进入,从而使骨道扩大的幅度大大下降;(3)不会造成界面挤压螺钉所致的隧道后壁崩裂;(4)移植物与骨道有360°接触,促进腱-骨愈合[12]。注意点是:(1)Rigidfix交叉钉导钉方向应与股骨下端后方骨面平行,以避免损伤腘窝血管神经;(2)在植入交叉钉之前,注意在关节镜下监测针位置应位于隧道中央;(3)交叉钉方向应与折叠面成90°度角以利于交叉钉固定确切。目前亦有生物可吸收材料。该方法亦有人用于胫骨侧固定。

  4.4 肌腱结嵌压法

  为腘绳肌腱重建ACL股骨侧止点固定方法,即在双股腘绳肌腱中间打结,嵌入瓶颈状的股骨隧道内固定。其优点为:(1)无需内因定物,减少费用;(2)使固定点接近于正常ACL止点;(3)股骨隧道小,有利于将来翻修;(4)生物内固定,有利腱-骨愈合[13,14]。对该法固定在猪深低温保存膝关节模型上的力学研究表明,其最大载荷强度强于界面钉固定骨-腱-骨,可满足ACL重建的固定力学需求。而有关肌腱结嵌压法的动物组织学研究亦表明:术后8周,肌腱内有炎性反应区,部分界面内出现少量纤维连接,术后12周腱骨界面纤维连接增多,出现腱-骨直接连接的4层结构[15]。为避免术后移植物位移,需注意:(1)移植物充分预张;(2)肌腱结需完全拉紧并固定避免滑动;(3)肌腱结需切实拉入嵌到“瓶颈处”。在新鲜尸体标本上的试验,亦表明肌腱结嵌入法在力学上与Endobutton及其他固定方法相当[15]。

  另有肌腱结骨栓法,即在肌腱结法固定中,于肌腱结中嵌入自体骨栓,注意缝合捆扎固定避免骨栓脱落,可避免因骨质疏松或是成型后瓶状隧道内口较肌腱结相对过大所造成的肌腱结滑脱。

  4.5 其他

  例如,还有Endopearl用于加强固定股骨端,其作用相当于埋植于股骨髁内的锚。U形钉、短刺状垫圈等也可用于股骨端[17]。在胫骨侧还有门形钉内固定、骨桥固定、栓桩法等。还有在重建移植物的同一端采取2种固定方式联合固定以互为补充,提高重建后的稳定性[18],但同时亦增加了术后膝部疼痛的风险。

  5 结 语

  总之,腘绳肌重建ACL中移植物固定的方式方法多种多样,目前的临床应用结果均各有优缺点,并不能认为何种固定效果最佳。但目前对于股骨端与胫骨端所用固定物有常用的不同搭配方式,如:股骨端采用Endobutton+胫骨端采用界面螺钉;或是股骨、胫骨两端均用界面螺钉;或是股骨端采用横行钉+胫骨端采用界面螺钉等。腘绳肌重建ACL中移植物固定方式的选择应根据年龄、受区骨质条件、患者经济承受能力以及术者对固定方法的熟练程度决定。

【参考文献】
    [1] 狄正林,章军辉,何志勇,等.关节镜下应用Endopearl和Intrafix固定腘绳肌肌腱重建交叉韧带[J].中国骨与关节损伤杂志,2007, 22:95-97.

  [2] Fauno P, Kaalund S. Tunnel widening after hamstring anterior cruciate ligament reconstruction is influenced by the type of graft fixation used: a prospective randomized study[J]. Arthroscopy, 2005, 11:1337-1341.

  [3] Phillips BB, Cain EL, Dlabach JA, et al. Correlation of interference screw insertion torque with depth of placement in the tibial tunnel using a quadrupled semitendinosusgracilis graft in anterior cruciate ligament reconstruction[J]. Arthroscopy, 2004, 10: 1026-1029.

  [4] Hunt P, Rehm O, Weiler A. Soft tissue graft interference fit fixation: observations on graft insertion site healing and tunnel remodeling 2 years after ACL reconstruction in sheep[J]. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2006,12: 1245-1251.

  [5] Macarini L, Murrone M, Marini S, et al. MRI in ACL reconstructive surgery with PDLLA bioabsorbable interference screws: evaluation of degradation and osteointegration processes of bioabsorbable screws[J]. Radiol Med, 2004, 1-2: 47-57.

  [6] Drogset JO, Grontvedt T, Myhr G. Magnetic resonance imaging analysis of bioabsorbable interference screws used for fixation of bonepatellar tendonbone autografts in endoscopic reconstruction of the anterior cruciate ligament[J]. Am J Sports Med, 2006, 7:1104-1109.

  [7] Srensen J, Michaelsson K, Strand H, et al. Longstanding increased bone turnover at the fixation points after anterior cruciate ligament reconstruction: a positron emission tomography (PET) study of 8 patients[J]. Acta Orthop,2006,6: 921-925.

  [8] Bravman J, Ishak C, Gelber J, et al. The interaction between the whipstitch sutures of multistrand ACL grafts and interference screw fixation[J]. Bull Hosp Jt Dis, 2006,3-4:156-157.

  [9] Mann CJ, Costi JJ, Stanley RM, et al. The effect of screw taper on interference fit during load to failure at the soft tissue/bone interface[J]. Knee, 2005, 5: 370-376.

  [10]Namkoong S, Heywood CS, Bravman JT, et al. The effect of interference screw diameter on soft tissue graft fixation[J]. Bull Hosp Jt Dis, 2006,3-4:153-155.

  [11]Hayes DA, Watts MS, Tevelen GA. Central versus peripheral tibial screw placement in hamstring anterior cruciate ligament reconstruction:in vitro biomechanics[J]. Arthroscopy, 2005,6: 703-706.

  [12]王先泉,张 伟,孙 水,等.关节镜下应用RIGIDfix和Intrafix系统固定自体4股腘绳肌重建前交叉韧带[J].中国矫形外科杂志,2007,6:401-403.

  [13]黄长明,王建雄,范华强,等.腘绳肌腱结嵌入固定结合双监视法解剖等长技术重建前交叉韧带[J].中国骨与关节损伤杂志,2008,7:552-554.

  [14]刘玉杰,薛 静,周 密,等.嵌压固定法重建前交叉韧带不同肌腱移植物的选择[J].中国矫形外科杂志,2006,14:1041-1043.

  [15]周 密,刘玉杰,柴 伟,等.嵌入固定法重建前交叉韧带:肌腱-骨和肌腱结的生物力学和组织学研究[J].2006, 5: 288-296.

  [16]Kilger RH, Thomas M, Hanford S, et al. The effectiveness of reconstruction of the anterior cruciate ligament using the novel knot/pressfit technique: a cadaveric study[J]. Am J Sports Med, 2005,6: 856-863.

  [17]Lopez MJ, Spencer N, Casey JP, et al. Biomechanical characteristics of an implant used to secure semitendinosusgracilis tendon grafts in a canine model of extraarticular anterior cruciate ligament reconstruction[J]. Vet Surg, 2007, 6: 599-604.

  [18]Oh YH, Namkoong S, Strauss EJ, et al. Hybrid femoral fixation of softtissue grafts in anterior cruciate ligament reconstruction using the EndoButton CL and bioabsorbable interference screws: a biomechanical study[J]. Arthroscopy, 2006,11: 1218-1224.


作者单位:(解放军第174医院骨科中心二病区,福建 厦门 361003)

作者: 张少战 综述, 黄长明 审校 2010-1-13
医学百科App—中西医基础知识学习工具
  • 相关内容
  • 近期更新
  • 热文榜
  • 医学百科App—健康测试工具