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首页合作平台在线期刊中华现代临床医学杂志2004年第2卷第10A期

前十字韧带重建临床疗效及术中失败原因30例临床分析

来源:中华现代临床医学杂志
摘要:膝关节创伤或脱位常合并十字韧带损伤,对此类损伤的早期手术修复十字韧带十分重要,如能早期得到修复,十字韧带的功能影响不大,否则造成韧带的萎缩、吸收而失去修复的机会,势必要进行十字韧带的重建。在十字韧带的重建中,前十字韧带更为重要,前十字韧带(ACL)重建术是一种常见的手术,虽然其优良率达到75%~90%,但......

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  膝关节创伤或脱位常合并十字韧带损伤,对此类损伤的早期手术修复十字韧带十分重要,如能早期得到修复,十字韧带的功能影响不大,否则造成韧带的萎缩、吸收而失去修复的机会,势必要进行十字韧带的重建。在十字韧带的重建中,前十字韧带更为重要,前十字韧带(ACL)重建术是一种常见的手术,虽然其优良率达到75%~90%,但仍有部分患者疗效欠佳,主要为膝关节持续疼痛,关节活动度减少及残留或复发前向不稳。近十年间我们行前十字韧带重建术30例,随访27例,现报告如下。

  1 临床资料

    本组患者30例,男23例,女7例,年龄最小19岁,最大56岁,平均31.2岁,左膝18例,右膝11例,双膝1例,手术距受伤时间3个月~15年,平均1.2年,移植物的类型为:髂胫束6例,髂胫束+碳素纤维9例,半腱肌肌腱9例,髌腱6例。术后获得随访者27例,随访时间2~6年。

  2 治疗结果

    结果为:优13例、良9例、可3例、差2例,优良率为81.5%。优:关节伸屈活动自如,膝关节稳定,无疼痛症状。良:关节伸屈活动正常,膝关节稍有前向不稳,剧烈活动后轻度疼痛。可:关节伸屈活动轻度受限,膝关节仍有前向不稳,重体力活动后疼痛。差:其中1例与术前相比无变化,1例尚不如术前。其优良率为81.5%,与文献报道的结果75%~90%基本相符。2例效果差的患者移植物均为髂胫束。

    3 讨论

  导致ACL重建失败的原因包括:(1)术前因素:如关节不稳定的程度,半月板及关节软骨的损伤;(2)术中因素:移植物的选择,髁间切除成形不当,股骨和胫骨隧道位置不良,移植物张力不佳和固定不妥;(3)术后因素:移植物在骨隧道处愈合不佳,康复训练不良和再次创伤。术前因素主要为手术的时机。争取早诊断,早手术是提高疗效的最佳方法,本文着重阐述ACL重建失败的术中因素。

    3.1 移植物的选择 ACL损伤可用不同的材料进行重建,如髌腱、半腱、半膜肌腱、髂胫束+碳素纤维、阔筋膜、跟腱等 [1]  。采取何种材料主要考虑一定形态、大小和移植物的强度,移植物的愈合过程,供区的损害程度以及移植后能否建立与正常韧带组织相似的附着点。正常人ACL的断裂负荷为2160N [1]  ,理想的移植物应能满足这个强度,在日常活动中ACL能承受445N的力,这也是移植物应有的最小负荷界限。力学实验表明10mm的髌腱强度为2791N,股薄肌肌腱单股为889N,半腱肌肌腱单股为1484N,将股薄肌肌腱或半腱肌肌腱折成双股或髂胫束+碳素纤维均可大大增加其强度,可达3879N。拟选用的移植物在理论上讲其强度应大于或等于正常ACL的强度,动物实验表明移植物随时间的进展强度逐渐下降,3年后仅为正常韧带强度的10%~50% [2]  ,认清这一点对选择移植物及判断患者术后膝关节运动功能大有帮助。

    目前较为常用的有两端带有骨块的髌腱,半腱肌和半膜肌肌腱,阔筋膜的强度较弱,已较少使用,而阔筋膜加碳素纤维采用较多,经临床应用效果较好,髌腱具有强度大,两端骨与骨固定的优点,但取髌腱后供区常易引起并发症。股薄肌肌腱和半腱肌肌腱也具有良好的强度,但两端为软组织与骨固定,不能形成正常的韧带附着点结构,在临床效果方面,使用髌腱和半腱肌肌腱似乎没有大的差别,但近年来的一项多中心研究表明,髌腱重建ACL恢复膝关节稳定及伤前运动水平的可能性较半腱肌和半膜肌肌腱大20%。为了保持一定强度,髌腱移植物不能取的太细(<10mm),否则移植物易断裂;但也不能太粗,否则导致ACL髁间窝撞击。

    ACL重建也可采用异体组织移植,可避免供区并发症及减少术后膝关节前向不稳及疼痛等优点。异体组织物在强度、移植后再血管化、临床效果方面与自体移植物没有太大差别,但移植物的韧带化重塑过程较慢,且有排异反应及传染疾病之虞。用人工韧带重建后近期膝关节稳定性尚可,但远期疗效不佳是人工材料碎片导致并发症较多。利用髂胫束包裹碳素纤维合用,即能达到关节的稳定性,又可使韧带化重塑过程加快,保证了远期疗效。

    3.2 骨隧道的位置 正常ACL的股骨附着点位于股骨外侧髁内侧面的后方,胫骨附着点位于髁间棘的前方,根据膝关节运动学“十字韧带四杆连接理论”,前后十字韧带构成交叉部分,在膝关节生理活动范围内,无论膝关节屈伸度数如何,前后十字韧带总是保持等长 [3]  ,所以在ACL重建时,移植物在膝关节屈伸活动中是膝关节韧带重建术的一个重要生物力学原则,而移植物的等长是由股骨和胫骨隧道的位置决定的。

    研究表明,在膝关节被动活动时,移植物的长度改变不能>3mm。如果放置移植物的隧道位置不妥,重建的韧带不等长,一方面可过度限制膝关节活动而致部分屈伸功能丧失;另一方面在屈伸活动时移植物被过度拉长甚至断裂,导致重建的ACL失败。重建理想的骨隧道位置是即能消除膝关节不稳,又不会引起移植物的过度张力。如果移植物韧带化重塑过程延长,则导致移植物永久性延长,引起关节不稳。

    3.2.1 股骨隧道理想的位置 生物力学研究表明,放置移植物的股骨隧道位置是决定移植物等长的主要因素,ACL在功能上可分为前内束和后外束,在新建时不可能完全恢复ACL正常的等长性和张力。因为前内束在ACL的等长性起决定作用,所以大部位重建术试图恢复前内束的等长性。根据这个目的,股骨隧道应位于髁间窝外侧壁后上方,相当于ACL附着处的最后点,使得移植物在屈伸时长度变化最小,股骨隧道的位置应选在髁间窝顶的11点或1点处,骨隧道要尽可能的偏后。股骨隧道靠前或靠下即使几 个毫米均可使移植物在屈膝时拉长,张力增加,选择股骨隧道最常见的错误是太靠前。假定股骨隧道的位置是在等长点上,那么靠前的股骨隧道会使膝关节在屈曲时股骨和股骨隧道间的距离增加,致重建的ACL断裂 [4]  。股骨隧道位置太高使移植物在膝关节完全屈曲时松弛大约10mm,完全伸直时紧张。重建的ACL股骨附着点太靠后,如采用“越顶”技术时没有在股骨外侧髁后上方形成一个沟槽而是简单地越过外侧髁的后上方,这样会使重建的ACL在伸直时紧张屈曲时松弛。

    3.2.2 胫骨隧道的位置 与股骨隧道不同,胫骨隧道的等长区域在平坦的胫骨平台的矢状面上相当大,即胫骨隧道的位置对移植物在膝关节屈伸活动时长度的改变影响不大,但胫骨隧道位置不当可致移植物发生髁间窝撞击。假定股骨隧道位置位于等长位置,胫骨位置太靠前,屈曲膝关节时移植物就会紧张,使屈膝受限,更严重的是在伸膝时造成移植物于髁间窝顶发生撞击,胫骨隧道位置偏外可导致移植物碰撞髁间窝的外侧壁,久之则使膝关节松弛,导致滑膜炎。理想的胫骨隧道位置应放在ACL下止点的后1/2处。

    3.2.3 骨隧道边缘修整 将骨隧道边缘修整圆滑也很重要,因为移植物反复与锐利的边缘碰撞可导致断裂,特别是在股骨隧道和胫骨隧道的后缘,隧道的方向也对移植物的摩擦有影响,隧道的位置越垂直于胫骨平台面,移植物在出骨隧道的角度越大,移植物在此处承受的应力也越大。因此隧道的出孔尽量平行于胫骨平台面。

    3.3 重建的ACL髁间窝撞击 前后十字韧带位于股骨髁间窝内,股骨髁间窝的顶与股骨的纵轴形成40°角,正好和ACL上下附着点连线与股骨的纵轴所形成的角度一致。当膝关节伸直时ACL的前面恰与股骨髁间窝的顶相接触。重建的ACL在髁间窝发生撞击被认为是ACL重建失败的常见原因。移植物发生撞击可在髁间窝顶或外侧壁,前者多由于胫骨隧道太偏前所致;后者由于胫骨隧道偏外或髁间窝外侧壁有大的骨质造成。

    此外,重建的ACL使髁间窝内容物增加也是发生撞击的原因,而髁间窝狭窄可致重建的ACL发生撞击和磨损,久之则致韧带松弛,移植物的撞击也是导致患者疼痛及伸膝受限的原因。实验发现,胫骨隧道偏前,重建ACL在髁间窝发生撞击可使移植物与髁间窝的接触压力增加。反复碰撞的移植物在MRI下显示高信号,意味着水分含量增加,而韧带中水分的增加与强度成反比,提示移植物的撞击可使其强度减弱。

    许多研究试图建立髁间窝成形时骨切除的尺度,为了防止移植物碰撞髁间窝顶,在髁间窝成形时至少应去除3mm厚的骨质。Howell等认为髁间窝顶成形时去除骨质的多少取决于重建ACL胫骨隧道的位置,骨隧道的位置越偏前,髁间窝顶成形时去除的骨质就越多,但是,髁间窝顶成形时应该避免去除过多骨质,以免膝关节屈曲时,特别是屈曲>90°时,髌股关节发生功能障碍。因此,为了避免移植物髁间窝撞击,宁可将胫骨隧道稍偏后也不要在髁间窝顶去除过多的骨质。

    3.4 移植物张力 在重建ACL时,移植物初始张力对膝关节的运动有重要的影响,初始张力过小,不足以维持膝关节的稳定性,张力过大又限制了膝关节的活动,并可在以后的活动中由于过分牵拉移植物而导致其断裂。此外,初始张力对移植物在骨隧道处的愈合亦有影响。

    研究表明张力过大影响移植物的生物学重塑过程,同时张力过大增加了关节软骨的接触应力,不但导致软骨的退行性改变,还可以导致一种少见的并发症———髌下挛缩综合征(膝关节屈伸功能明显受限伴有髌骨明显下陷,病理改变为髌股关节面粘连,低位髌骨,治疗需做关节内和关节外松解),发生该并发症可能使膝关节功能较重建ACL前更差。目前尚不知重建ACL时移植物的理想初始张力,研究表明,重建ACL的张力取决于移植物材料本身的刚度和粘弹性,固定时给予初始张力及固定时膝关节的位置,但这些因素之间的关系仍不明了。来自不同的组织移植物,如髌腱、半腱肌肌腱或髂胫束+碳素纤维等,其最佳的初始张力是不同的。由于移植物材料均为粘弹性物质,具有蜕变和应力松弛的特性,也就是当应力维持在一定值时,随着时间的延长移植物的应变逐渐增加,或者应变保持不变,移植物的应力逐渐减小。

    所以,有学者建议在固定移植物前,先给予移植物一定的预张力,屈伸膝关节15~20次,然后再调整张力,固定移植物,如果不给移植物一定的预张力,固定后其张力下降30%。移植物的张力还取决于膝关节屈伸的角度,在完全伸直位或完全屈曲状态下,移植物承受的张力最大,屈曲30°~45°时张力最小。一般移植物应在屈膝25°左右固定为妥。

    3.5 移植物的固定 在ACL重建早期,移植物两端固定处是力学的薄弱点,牢固的固定对防止移植物在隧道处滑脱和满足早期功能锻炼的需要是很重要的,特别是在术后的前2个月内,一旦移植物在骨隧道处愈合,移植物的断裂多发生在实质部。

    常用的固定方法有干涉螺钉(intorference screw)齿压钉(washers)栓桩法(posts)等,上述各种方法如应用正确,均可 获得可靠的固定。

    使用干涉螺钉时其直径、长度及安放角度对稳定性有直接影响,对标准的10mm骨隧道使用直径9mm的干涉螺钉固定骨—髌腱—骨,移植物产生的抗张强度为475N,同样情况下使用直径7mm的干涉螺钉,其抗张强度明显下降。一般胫骨隧道固定处较股骨隧道处薄弱,故在胫骨隧道处要考虑使用粗的干涉螺钉。

    干涉螺钉应从皮质侧方进入,并与骨块平行,这样既可使移植物尽量靠后,又可防止骨隧道后方破裂,干涉螺钉的长度应与骨块长度一致,使骨块得到均衡的挤压力。如螺钉过短,未得到挤压部分的骨块,未愈合前因牵拉而易折断;过长可能对韧带产生切割伤。胫骨隧道比较靠近胫骨平台表面,应用干涉螺钉时要防止隧道胀裂,平台破裂。总之,对前十字韧带重建术中失败的主要原因进行了分析,我们认为术中失败的原因为:(1)与移植物的选择类型有关,该组报道认为重建前十字韧带以选择髌腱、髂胫束加碳素纤维果可靠;(2)与骨髓的位置有关,特别强调股骨隧道的理想位置决定了移植物在膝关节伸屈活动时移植物张力,是手术成功的关键,胫骨隧道的位置决定了术后是否发生移植物与髁间窝之间发生撞击,是决定术后是否发生并发症及远期疗效的关键;(3)术后注意防止重建的ACL髁间撞击,认为宁可让胫骨隧道尽量靠后并与平台尽量平行,以减少去除髁间窝的过多骨质。

  参考文献

    1 陆裕朴.实用骨科学.北京:人民军医出版社,1991,996.

    2 王以进.骨科生物力学.北京:人民军医出版社,1989,604-612.

  3 郭世绂.临床骨科解剖学.天津:科学技术出版社,1986,553-560.

    4 Hefzy MS,Groodzs,Noyes FR.Factors affecting the region of most isoˉmetric femoral attachments PartⅡ.The anterior crueiate tigament.Am J Sports med,1989,17:208-216.
         
  作者单位:300162天津武警医学院附属医院骨科 

  (收稿日期:2004-06-29) (编辑元 红) 

作者: 王志强 王景贵 马建全 罗亚峰 2005-9-22
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