中国组织工程研究与临床康复第 15 卷第 25 期 2011 06 18 出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research June 18, 2011 Vol.15, No.25 关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 * 马业涛, 宋世锋, 曾凡, 陈世强, 肖海涛, 刘福存, 张熙民, 许世忠, 姚理阳 Arthroscopic anterior and posterior cruciate ligament reconstruction: Autograft versus allograft Ma Ye-tao, Song Shi-feng, Zeng Fan, Chen Shi-qiang, Xiao Hai-tao, Liu Fu-cun, Zhang Xi-min, Xu Shi-zhong, Yao Li-yang Ma Ye-tao, Associate chief physician, mytzymz@163.com Correspondence to: Song Shi-feng, Chief physician, Professor, songshif@126.com Supported by: the Natural Science Foundation of Hainan Province, No. 2011-5-12* Received: 2011-03-23 Accepted: 2011-05-17 海南省人民医院创伤骨科, 海南省海口市 570311 马业涛, 男,1967 年生, 海南省琼海市人, 汉族,1991 年海南医学院毕业, 副主任医师, 主要从事骨与关节创伤及矫形的研究 mytzymz@ 163.com 通讯作者 : 宋世锋, 主任医师, 教授, 海南省人民医院创伤骨科, 海南省海口市 570311 songshif@ 126.com 中图分类号 :R318 文献标识码 :B 文章编号 :1673-8225 (2011)25-04726-05 收稿日期 :2011-03-23 修回日期 :2011-05-17 (20100823007/W W) Abstract BACKGROUND: Using autologous tendon graft to reconstruct the knee cruciate ligament has been widely applied, but the technique has shortages such as donor site prone to complications, relatively longer operation time and greater trauma. So allogeneic tendon grafts have been applied as an important alternative materials in reconstructing knee cruciate ligament more and more frequently. OBJECTIVE: To compare the clinical efficacy difference between using autologous tendon and allograft tendon to reconstruct knee cruciate ligament under arthroscopy. METHODS: We had divided 40 cases of cruciate ligament injury into two groups: autologous tendon of 21 cases in which autogenous semitendinosus and gracilis muscle was used to reconstruct knee anterior and posterior cruciate ligament, while allograft tendon of 19 cases receiving allograft tendon provided by the Shanxi Province Bone Allograft Tendon Tissue Bank. RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed up for 6 to 36 months. There was statistical significance in contralateral thigh circumference difference, Lachman test, anterior drawer test in neutral position and the International Knee Documentation Committee scoring, Lysholm and Tegner scores between the two groups before and after surgery (P < 0.01). All the indexes showed no significant difference in the same group after surgery (P > 0.05). There was no significant difference in clinical efficacy between autologous tendon and allograft tendon with a simple deep-frozen tendon in anterior and posterior cruciate ligament reconstruction. Ma YT, Song SF, Zeng F, Chen SQ, Xiao HT, Liu FC, Zhang XM, Xu SZ, Yao LY.Arthroscopic anterior and posterior cruciate ligament reconstruction: Autograft versus allograft. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2011;15(25): 4726-4730. [http://www.crter.cn http://en.zglckf.com] 摘要背景 : 自体肌腱移植重建膝关节前后交叉韧带已广泛应用, 但是供区容易出现并发症, 同种异体肌腱移植越来越多应用于重建膝关节前后交叉韧带, 是一种重要的替代材料 目的 : 比较关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱移植重建膝关节前后交叉韧带的临床疗效差异 方法 :40 例前后交叉韧带损伤患者分为 2 组 : 自体肌腱组为自体半腱肌及股薄肌重建膝关节前后交叉韧带, 异体肌腱组为应用由山西骨组织库提供的同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 结果与结论 : 全部病例均获得 6 个月以上随访, 最长随访时间 36 个月 重建前后两组大腿周径患健侧差值 Lachman 试验 中立位前抽屉试验 (ADT) 和国际膝关节评分委员会 (IKDC) Lysholm 及 Tegner 评分差异均有显著性意义 (P < 0.01), 两组间术后各项指标差异均无显著性意义 (P > 0.05) 结果表明, 自体肌腱与单纯深低温冷冻同种异体肌腱移植在重建膝关节前后交叉韧带疗效无明显差异 关键词 : 前后交叉韧带 ; 关节镜 ; 自体肌腱 ; 同种异体肌腱 ; 移植 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.25.041 马业涛, 宋世锋, 曾凡, 陈世强, 肖海涛, 刘福存, 张熙民, 许世忠, 姚理阳. 关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 [J]. 中国组织工程研究与临床康复,2011,15(25):4726-4730. [http://www.crter.org http://cn.zglckf.com] 0 引言 前后交叉韧带是稳定膝关节的重要结构 前后交叉韧带损伤后股骨与胫骨在负重时半脱位, 可以导致半月板后角撕裂 膝关节不稳定 退行性变 功能丧失 [1-3] 为了恢复膝关节结构及功能, 前后交叉韧带损伤必须及时处理 [4-6] 损伤后的治疗首选方式是手术重建 [7] 理想的韧带移植条件是移植物具有 :1 容易获取, 有足够的直径和长度 2 生物学特性与欲替代的韧带相似 3 获取后不影响正常的组织结构 4 能 够保留和提供新的血供 因此选择适当的移植材料, 是提高重建交叉韧带的稳定性和早期康复的前提 海南省人民医院创伤骨科采用自体肌腱重建膝关节前 后交叉韧带 21 例, 采用同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 19 例, 取得了较为满意的疗效 1 材料和方法 设计 : 病例分析 时间及地点 : 病例来自于 2000-01/2010-01 4726 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH
马业涛, 等. 关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 www.crter.org 海南省人民医院创伤骨科 对象 :40 例中, 男 30 例, 女 10 例 ; 年龄 20~45 岁, 平均 24.8 岁 随机分组, 分为自体肌腱组及异体肌腱组 新鲜损伤 28 例, 陈旧性损伤 12 例 ; 运动损伤 15 例, 车祸伤 25 例 ; 内侧副韧带损伤 12 例, 外侧副韧带损伤 8 例, 半月板损伤 16 例 纳入标准 :1 结合病史 体格检查及 MRI 检查确诊为前后交叉韧带断裂, 手术适应证明确 2 术前患膝均有不同程度疼痛 肿胀 行走打软腿等症状,Lachman 试验阳性, 前后抽屉试验阳性 3 所有患者对治疗方案均知情同意 材料 : 山西澳瑞生物公司骨组织库提供的超低温冷藏同种异体肌腱, 固定可吸收挤压钉及钛钉来源于美国施乐辉公司产品 方法 : 移植物来源及准备 : 利用 Arthrex 重建平台修整移植物, 同种异体肌腱应用山西骨组织库提供的超低温冷藏同种异体肌腱移植物行前交叉韧带 后交叉韧带重建 使用前先解冻, 然后置于加入含 16 10 4 U 庆大霉素的 250 ml 等渗盐水中充分浸泡 30 min; 反折重叠至两三股, 修整编织成长度 10 cm, 两端缝合带线, 置工作台予以预伸拉牵拉 10 min 自体肌腱取患者半腱肌及股薄肌反折三四股编织成长度 10 cm, 两端缝合带线, 置工作台予以预伸拉牵拉 10 min 植入方法 : 腰硬联合或全身麻醉, 选髌韧带旁内外侧膝眼入路 ; 关节镜下探查关节内结构及交叉韧带损伤情况 ; 清除阻挡镜头视野滑膜 ; 定位股骨与胫骨隧道, 以移植肌腱直径选择隧道钻头大小, 本组钻头直径在 7.0~8.0 mm; 镜下植入肌腱至前或后交叉韧带隧道, 骨隧道内肌腱旁用钛钉或可吸收挤压螺钉固定 其中并发半月板提篮损伤行半月板次全切除 3 例 ( 自体肌腱组 2 例 异体肌腱组 1 例 ); 内侧副韧带损伤修补 4 例, 外侧副韧带损伤修补 3 例, 半月板修整成形术 10 例 ( 自体肌腱组 6 例 异体肌腱组 4 例 ), 半月板红白区缝合 6 例自体肌腱组 4 例 异体肌腱组 2 例 ), 软骨面修整钻孔 5 例 ( 自体肌腱组 6 例 异体肌腱组 4 例 ) 肌腱移植情况见图 1~3 Figure 1 Homologous ligament preserved under profound hypothermia circumstance 图 1 深低温保存的同种异体肌腱 a: Knee cruciate ligament under arthroscopy Figure 2 After the braided suture 图 2 编织缝合后 b: Complete reconstruction of autologous tendon c: Complete reconstruction of autologous tendon Figure 3 Cruciate ligament before and after the reconstruction of autologous tendon and allograft tendon 图 3 自体肌腱和异体肌腱重建前 后交叉韧带 术后处理 康复计划 : 膝关节术后常规棉垫加压包扎, 垫高患肢至 10 ~15 位 术后应用抗生素 3 ~5 d 同种异体肌腱组术后应用静推地塞米松 10 mg 3 d, 术后常规佩戴膝关节角度锁定支具, 角度锁定在 0 ~15 麻醉清醒后即行股四头肌 腘绳肌等长功能锻炼 3 d 后开始主动伸膝抬腿训练并扶拐下地行走, 支具锁定活动度为 0 ~45 12~14 d 拆线, 拆线后即可在支具保护下部分负重 三四周定活动幅度为 10 ~90, 五六周增至 0 ~110, 七八周接近正常 自体肌腱移植 8 周后开始下蹲训练, 并保护性弃拐行走 ; 异体肌腱移植需在 12 周进行 术后 6 个月开始慢跑,1 年后行对抗性活动, 定期检查关节功能情况, 并进行 Lysholm 评分 检查项目 :1 一般情况比较 2 体征检查 3 大腿周径患健侧差值 Lachman 试验 中立位前抽屉试验 (ADT) 和国际膝关节评分委员会 (IKDC) Lysholm 及 Tegner 评分 [2] 主要观察指标 : 比较手术时间, 手术前后两组大腿 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH 4727
www.crter.org 马业涛, 等. 关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 周径患健侧差值 Lachman 试验 中立位前抽屉试验 (ADT) 和 IKDC Lysholm 及 Tegner 评分 统计学分析 : 由第一作者应用 SPSS 12.10 计软件包处理, 对两组计量数据采用 t 检验 ; 计数数据采用 χ 2 检验,P < 0.05 为差异有显著性意义 2 结果 2.1 两组基本资料比较两组基本资料比较差异无显著性意义 (P > 0.05), 见表 1 a: Anterior cruciate ligament b: Posterior cruciate ligament 表 1 两组基本资料比较 Table 1 Comparison of basic data of each group n Gender Male/ FemaleI Age (yr) Preoperative Preoperative Preoperative Lysholm Tegner KDC scores scores scores Auto 21 16/5 26.8 44.6 48.5 3.35 group Allograft 19 14/5 24.7 46.7 47.3 3.51 group P > 0.05 2.2 随访结果全部病例均获得随访, 时间 6~36 个月, 平均 24 个月, 所有患者膝关节屈伸活动度正常 膝前区疼痛 ( 髌腱骨 )3 例, 术后胫骨骨道外口感染而导致关节感染 1 例 异体组术后发热 12 例, 时间 3~5 d, 应用抗生素及地塞米松 1 周后症状消失 2.3 典型病例术前 术后 MRI 图像例 1, 女,37 岁, 前 后交叉韧带重建, 见图 4 c: Anterior cruciate ligament after reconstruction d: Posterior cruciate ligament rupture after reconstruction Figure 5 The image of anterior and posterior cruciate ligament before and after autologous tendon reconstruction 图 5 自体肌腱重建前后前 后交叉韧带影像 2.4 一般情况比较两组比较除手术时间 : 自体肌明显长于异体组 (P < 0.01), 患膝髌上 髌下各 10 cm 周径与健侧差值, 治疗前后差异有显著性意义 (P < 0.01), 其余差异均无显著性意义 (P > 0.05), 见表 2 表 2 两组患者手术后一般情况比较 Table 2 Comparison of general condition after surgery Operation time (x _ ±s, min) Heating time (d) Difference of thigh circumference after surgery (cm) Complications Auto 88.7±9.6 3-5 1.5-5.8 0 Allograft 65.6±7.5 a 3-7 1.8-6.1 0 a P < 0.01, vs. auto group; Operation time: P < 0.01 a: Anterior cruciate ligament b: Posterior cruciate ligament 2.5 膝关节 ROM 评价结果 (9 个月后 ) 总有效率为 89%, 优良率为 78% 两组 Lachman 试验 ADT IKDC Lysholm 和 Tegner 结果比较, 差异无显著性意义 (P > 0.05), 见表 3,4 表 3 两组患者术后 Lachman 及 ADT 测试结果比较 Table 3 Comparison of Lachman and ADT test results after surgery 4728 c: Anterior cruciate ligament after reconstruction d: Posterior cruciate ligament rupture after reconstruction Figure 4 The image of anterior and posterior cruciate ligament before and after allograft tendon reconstruction 图 4 异体肌腱重建前后前 后交叉韧带影像 例 2, 男,28 岁, 前 后交叉韧带重建, 见图 5 Lachman ADT Negative Ⅰ Ⅱ Ⅲ Negative Ⅰ Ⅱ Ⅲ Auto group 10 8 1 0 11 7 1 0 Allograft group 13 7 1 0 16 4 1 0 χ 2 0.10 0.11 P > 0.05 > 0.05 P.O. Box 1200, Shenyang 110004 cn.zglckf.com
马业涛, 等. 关节镜下自体肌腱及同种异体肌腱重建膝关节前后交叉韧带 www.crter.org 表 4 两组患者术后 IKDC Lysholm 及 Tegner 评分结果比较 Table 4 Comparison of IKDC, Lachman and ADT test results after surgery (x _ ±s) 3 讨论 IKDC score Lysholm score Tegner score Auto group 90.6±0.4 98.0±0.5 7.6±0.4 Allograft group 91.3±0.4 97.0±0.4 7.7±0.5 χ 2 2.02 1.53 1.56 P > 0.05 > 0.05 > 0.05 3.1 膝交叉韧带损伤的重建与自体肌腱移植近年来, 前后交叉韧带重建手术中, 半腱肌 股薄肌得到广泛应用 [8], 其优点在于 :1 生物力学特点达到重建韧带的要求 [9] Brown 等证实, 双股半腱肌的强度约是正常前交叉韧带的 1.5 倍, 四股半腱肌的强度 (3 560±742)N, 远超过成年人的前交叉韧带的强度 (2 160 N) 及 10 mm 宽髌韧带的强度 (2 977 N),2,3,4 股腘绳肌均能满足前交叉韧带移植物的强度要求 且半腱肌肌腱弹性较髌韧带好, 从而提高了膝关节的屈曲能力 2 取材容易, 切口较小, 不损伤伸膝结构, 术后膝关节疼痛较轻, 有利于术后早期康复训练 但同时存在膝关节内外侧付韧带损伤时, 采用自体肌腱就存在膝关节不稳的问题 自体供区取于髌腱, 可能会引起髌骨骨折 髌腱断裂 膝前疼痛 髌股关节疼痛 [10] 髌骨软化症 膝关节僵直以及由于伸膝装置破坏后出现的如股四头肌无力等一系列症状 [11] ; 本组仅有 3 例取其作为供腱, 均存在术后膝前不适与轻痛 取腘绳肌腱, 可能会引起腘绳肌无力和隐神经损伤 [12], 同时, 如果患者合并膝关节内侧不稳, 取腘绳肌则会加重膝关节内侧不稳定, 对患者术后膝关节的稳定性恢复产生不利影响, 进而影响手术效果 3.2 异体肌腱移植异体肌腱移植的最大优点是不给患者增加新的创伤, 不损害患者原有肌腱的功能, 而且手术时间短 创伤小, 可根据需要随意取材, 因此, 患者也乐于接受 特别是自体肌腱来源受到限制时, 更显示出异体肌腱移植的优越性 [13] 异体肌腱的来源广泛, 胫骨前肌肌腱 胫骨后肌肌腱 腓骨长肌肌腱 腘绳肌腱 跟腱等都可作为取材材料, 因此很好地弥补了自体腘绳肌来源受限的问题 经深低温冷冻的异体肌腱, 移植后能被受体接受并迅速血管化而发生组织间的愈合, 具有抗张力的作用, 结果与自体肌腱移植相似, 近期疗效满意 [14-16] 尽管同种异体肌腱移植治疗交叉韧带损伤疗效显著, 具有很明显的优势, 但诸多学者的研究报道表明, 由于同种异体肌腱的各项研究还不很成熟, 对于其应用仍无明确的适应证, 就目前来说, 它也同样有许多可能 的并发症, 如疾病传播 移植物断裂 免疫反应, 以及价格昂贵等 尽管概率低, 但是一旦发生, 对患者将会产生灾难性的后果 本组资料同种异体肌腱重建术后发热症状, 应用抗生素及地塞米松 1 周后症状消失, 考虑有弱免疫排斥反应 生物力学强度不足是同种异体肌腱移植再断裂的重要原因, 同时同种异体移植物血管化和塑形速度较自体移植物慢, 因此, 同种异体肌腱移植重建术后应该要求患者延迟负重与参加体育运动的时间 临床上还有患者因为异体肌腱价格昂贵及文化水平认识的差异, 不接受异体肌腱作为移植物 异体肌腱的使用, 可根据临床实际情况选择 : 有一定经济能力 不愿选择自体移植物者或者是自体腱源差者 ; 膝关节复杂性伤 ( 尤其是关节内侧不稳定者 ) 对腱质量要求高者 作者认为: 从强度上术后效果上看, 异体与自体无明显差异 ; 但如果对过敏体质者的长期效果如何? 有无慢性排斥而失去作用? 均有待于长期随访观察 3.3 对异体肌腱移植的看法尽管自体与同种异体移植物的组织学与生物力学特性各有不同, 但目前认为, 应用后其组织学的演化过程相同, 都要经过移植物的坏死 再血管化 细胞增殖和胶原纤维重建 4 个阶段, 通过爬行替代达到移植物的 复活 [17-18] 影响交叉韧带重建成功与否的因素很多, 除了移植物的选择外, 还有伤后手术重建前的处理与治疗复合损伤和整体损伤程度, 术中合并伤的处理 重建方法的选择 手术技术 移植物固定方式, 术后处理与康复 重建韧带的塑形改建与止点形成及并发症等多方面 [19] 本组结果显示, 自体肌腱与同种异体肌腱重建前后交叉韧带后膝关节的功能与稳定性两者之间差异无统计学意义 3.4 肌腱移植存在的问题交叉韧带重建术成功的关键是保持移植韧带在膝关节屈伸活动中, 等长及移植韧带有合适的张力 重建良好的临床疗效可以通过合理的移植物选择 正确的关节镜外科技术 坚强的移植物固定技术及循序渐进的术后康复计划而获得 [20] 作者认为 : 只要移植肌腱的关键操作得当, 自体和异体肌腱同样可以获得良好的效果 至于单骨道还是双骨道或多骨道重建, 目前众说纷纭 临床结果证明 : 单骨道操作简单, 稳定性好, 是可行与可靠的方法 异体肌腱移植后的修复过程要比自体肌腱复杂, 因为在这个过程中存在着免疫反应导致大量炎性渗出及组织代谢水平不一等 如何阐明和解决以下问题 : 腱细胞的转归问题 ; 移植腱的再血管化问题 ; 移植腱的生物力学强度问题 ; 异体肌腱的免疫反应问题 [21] ; 临床应用问题等等, 仍然有待进一步探索和研究 4 参考文献 [1] Chen YG,Ding J,Yang J,et al.zhongguo Gu yu Guanjie Sunshang Zazhi. 2010;25(9): 791 793. 陈益果, 丁晶, 杨军, 等. 关节镜下自体与同种异体肌腱重建前交叉韧带的临床对比分析 [J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2010,25(9): 791-793. ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH 4729
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