关节镜下后交叉韧带损伤重建技术研究进展

陆定贵 唐乾利 彭维波

【关键词】 关节镜;后交叉韧带;重建

中图分类号：R686   文献标识码：A   DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2018.01.027

膝关节交叉韧带呈铰链式链接胫骨的髁间隆起及股骨髁间窝，分为前交叉韧带和后交叉韧带（Posterior cruciate ligament，PCL）两条，其中PCL起于股骨内侧髁外侧面，止于胫骨平台斜坡下半部，是膝关节后向稳定的主要韧带。PCL损伤后其限制作用遭到破坏，膝关节后向极不稳定。近年来，国内外学者报道多种关节镜下后交叉韧带重建的手术方法，短期内可取得良好的临床效果，但仍存在很多问题，影响重建效果，如骨隧道定位、骨隧道内口对移植物剪切、移植物血管爬行长入、移植物撞击等。本文就上述问题，从PCL止点解剖及生物力学、关节镜下后交叉韧带的止点显露和制作、骨隧道夹角对移植物磨损、保留残端对移植物愈合影响、重建移植材料、单束双束重建技术、移植物固定技术等PCL重建过程中的关键技术进行综述，以期提高关节镜下膝关节PCL重建技术和临床治疗效果。

1 PCL的止点解剖和生物力学

PCL解剖结构复杂，由不同长度、不同止点的纤维束组成，为了研究其结构和功能，指导PCL重建，人为将PCL进行分束，分束主流观点是PCL由前外与后内两束组成。在尸体解剖标本上，PCL的前外束、后内束胫骨止点的纵轴宽度分别为10.64 mm、6.54 mm、5.85 mm，而股骨止点分别为11.01 mm、9.56 mm、9.47 mm[1]。前外束較粗大，在伸膝时松弛、屈膝时紧绷，后内束则相反，行走时两束韧带松弛与紧绷交替。在磁共振图像上测量，PCL股骨止点占髁间窝顶线的24.8%，位于髁间窝下半部，胫骨止点占胫骨后缘斜坡长度的37.0%，位于斜坡下半部，胫骨止点中心与前交叉韧带后缘垂直距离平均为19.3 mm，与血管丛距离9.6 mm，胫骨止点靠近腘窝血管[2]。磁共振测量常用于指导术中骨道定位和术后骨道位置评估。交叉韧带含有丰富的机械感受器如Ruffini小体、Pacini小体，以及大量游离神经末梢结构。交叉韧带损伤后，韧带止点的微血管分布早期增高，而3个月后机械感受器、微血管均普遍萎缩、退变、紊乱[3]。在负重蹲起运动中，PCL所受张力在300～2700 N，其张力的峰值在60°～130°屈曲范围内，PCL强度相当于前交叉韧带的两倍[4]。

2 关节镜下后交叉韧带止点显露

关节镜下PCL重建的手术入路包括前方入路、跨后纵隔入路（后内外侧切口）、Tibial-Inlay技术等。Tibial-Inlay技术重建PCL为开放性手术，术中需改变体位，跟关节镜的微创特点相反。关节镜下操作主要采用前述两个入路，前方入路重建PCL应用广泛，操作简便，容易掌握。但胫骨隧道内口定位困难，为了清晰显露胫骨止点足印区，需要彻底清理后间室阻挡视野的组织，手术费时。而且，对于初学者经常会定位过高、偏前，有时术中需要反复X线透视来确定胫骨隧道。

关节镜下单纯前侧入路能够清楚显露PCL股骨止点，但很难完全观察到完整的胫骨止点，特别是前交叉韧带完整的情况下显露更加困难，由于前交叉韧带阻挡，关节镜器械从髁间窝进入髁间窝后室困难，且胫骨止点靠近神经血管丛，经过腘窝正中入路有损伤血管神经的风险。而经后内侧、后外侧显露胫骨止点，镜下视野清楚、无盲区，操作安全，止点定位准确。后内侧入路技术解决了单纯前侧入路显露不清的缺点，且避开腘窝神经血管丛，有效解决关节镜下PCL重建手术胫骨隧道定位困难的问题，允许术中最大程度保护后关节囊及保留韧带残端[5]。后内侧入路的进针点位于股骨内髁与胫骨近端之间，后边界为半膜肌和腓肠肌内侧头，前边界为内侧副韧带后方。建立后内侧入路需注意保护隐神经及大隐静脉，安全区域在股骨内后髁的关节间隙偏后上方。后外侧入路在髂胫束与股二头肌肌腱，股二头肌肌腱后方为腓总神经。然而，完全后侧正中入路的操作可能会导致腘窝神经血管丛损伤，且需要打开后纵隔，术中关节腔在等渗盐水压力灌注下，术后膝关节可能肿胀更明显。因此，经后正中入路手术需慎重。

3 骨隧道夹角对移植物的影响

移植物磨损主要发生在骨隧道内口。胫骨、股骨侧锐利的骨隧道边缘以及重建后的移植韧带与骨道形成锐利的夹角会造成移植物磨损，周期性的负荷下造成移植物撕裂，这种效应在胫骨侧被称为“killer turn（杀伤角）”，在股骨侧被称为“critical Corner或Acute Angle（锐角效应）”，这些效应对移植物主要起磨损、变细、撕裂等负作用，是导致重建韧带失效最常见的原因[6]。理论上，通过改变骨隧道方向及骨隧道边缘打磨处理可减弱锐角效应，称为骨道技术。闫昌葆等[7]在动物标本研究中，移植物在骨隧道内方向与股骨髁间窝侧壁分别呈80°、90°、100°夹角的负荷作用力，发现夹角为100°时，移植物所遭受的压应力刺激最小，表明通过加大此夹角的角度可以减弱股骨侧的锐角效应。人体标本模拟制作PCL胫骨骨道，夹角分别为30°、40°、50°，发现夹角与骨道出口面积呈负相关，而与负荷强度呈正相关，循环载荷下杀伤角效应更明显，40°夹角的骨道为理想的胫骨骨道解剖定位，通过改变骨道与胫骨平台夹角能起到减小“杀伤角”的作用[6]。也有学者在原止点低位制作骨隧道，以减轻杀手转弯效应，取得良好临床效果[8]。移植韧带在骨隧道转弯效应得到大家共识，如何减弱骨隧道夹角对移植物磨损是近年PCL重建技术研究热点之一。

当循环负荷>150 N时，“杀伤角”对移植韧带的影响比较明显，可能因为关节滑液对暴露的韧带有自溶作用，在韧带愈合修复过程中，由于关节滑膜屏障未完全建立，关节滑液和细胞因子等渗入骨隧道引起骨溶解，同时康复锻炼产生的微活动会影响移植韧带腱-骨愈合，导致骨道加宽、移植韧带松动[9]。另外，制作胫骨止点的隧道外口常常选择在胫骨内侧，若能通过胫骨近端的前外侧建立胫骨骨道，能明显减少移植韧带与骨道的锐角效应，但胫骨近端前外侧几乎垂直于冠状面，因此经前外侧钻孔建立胫骨隧道难度较大。在减弱锐角效应方面，胫骨前外侧骨隧道明显优于前内侧，但建立胫骨前外侧骨道对操作者技术要求高。

4 保留残端对移植物愈合的影响

由于PCL有血运及滑膜覆盖，除具有稳定膝关节的功能外，还有本体感觉的功能。膝关节韧带的本体感觉包括运动觉、位置觉以及神经反射和肌张力的调节能力，是维持关节韧带动态稳定的重要因素。PCL损伤后本体感觉的恢复有赖于本体感受器的残留和再生，理论上尽可能多地保留残端及其周围滑膜组织有利于促进移植物的再血管化、韧带化以及关节本体感觉恢复[10]。利用保留残端技术能有效改善膝关节的功能及稳定性，此外残留的纤维及滑膜对骨隧道有一定的封闭作用，减少关节液向骨隧道的渗漏，防止后期重建韧带松弛。在恢复膝关节运动功能方面显示了明显的优势，重建前后的膝关节位置感觉、本体感觉唤醒电位的变化、膝关节神经支配的重建与膝关节功能恢复有直接关系[11]。受损的PCL在移植修复后机械感受器数量及本体感觉会恢复一部分，但尚不能完全恢复到损伤前的状态。

关节滑液影响移植物腱-骨愈合过程。交叉韧带重建后，关节滑液可以通过腱-骨界面渗入骨隧道，使骨组织暴露于炎性因子而引发一系列炎症反应，重建术后关节滑液基质蛋白水解酶、IL-6、NO等炎性因子分泌增多，刺激破骨细胞活性，使界面愈合延迟或隧道扩大，保留残迹重建能更好地封闭隧道内口，减少关节滑液对隧道内口的刺激，有利于移植物腱-骨界面愈合[12]。动物实验表明，保留残迹的交叉韧带重建技术可使腱-骨界面之间Sharpeys形成、排列及构建比较明显，术后6个月移植物愈合界面形成更多成熟细胞[13]。保留残迹重建技术术后6个月组织学结果显示，保留残迹移植物内Ⅲ型胶原含量、移植物血流量、移植物最大失效负荷均明显增高，因此，保留残迹的韧带重建技术有利于移植物再血管化和血供恢復，促进移植物重塑和韧带化过程，提高移植物生物力学特性[14]。对于保留残迹或残端重建，重建时存在的滑膜絮状物及韧带残端，不利于暴露手术视野及进行操作定位，易引起手术定位偏差。但随着近年来手术技术进步、定位器械改进，定位偏差发生率与非保留残端重建无明显差别。

5 重建移植材料

根据材料来源，临床上分为自体肌腱、异体肌腱、人工韧带3类。移植物与骨隧道愈合的方式主要为骨-骨愈合、腱-骨愈合界面。相比较同种异体肌腱及人工韧带，自体肌腱取材方便、无排斥反应交叉感染，移植物塑性愈合能力强，费用低等优点，使其成为临床中最常用的重建移植物。临床上自体肌腱移植物髌骨-髌韧带-胫骨（bone-patellar tendon-bone，B-PT-B）、腘绳肌腱使用最广泛。B-PT-B两端带有骨块，在隧道内可形成骨-骨愈合界面，也曾被视为交叉韧带重建的“金标准”，但取材区破坏大，术后可能存在髌股关节退变加速、髌骨骨折、髌前疼痛、髌腱断裂等并发症。腘绳肌腱包括股薄肌、半腱肌、半膜肌，取腱常取股薄肌和半腱肌作为移植物。四股腘绳肌腱联合移植物与宽为1 cm的B-PT-B生物力学等同，取材区对膝关节疼痛、活动功能影响较少[15]。腘绳肌腱愈合的界面为腱-骨愈合，愈合过程是纤维组织形成连接、新骨长入形成、局部纤维改建塑性的复杂过程。实验证实骨-腱愈合时，术后108天肌腱周围组织才基本与正常组织相同，比骨-骨愈合需要更长时间[16]。相比B-PT-B的骨-骨愈合，腱-骨愈合存在延迟愈合、甚至不愈合风险，且供体存在长短不一、粗细不等、韧带折叠编织困难，需引起重视。其他自体移植物只有在B-PT-B、腘绳肌腱取材来源困难情况下才考虑。

同种异体移植物有B-PT-B异体、异体一端带跟骨的跟腱、经前肌腱，取材范围较广泛，可以根据手术需要选择数量及直径大小。其最大的缺点是局部免疫排斥反应、延迟愈合、关节感染，大大限制其在临床上的使用。与自体肌腱相比较，异体肌腱术后再断裂的发生时间较早、移植物滑膜覆盖、膝关节本体感觉恢复较差[17]。

人工韧带一般分为永久型、加强型、支架型三种。人工韧带具有使用方便、早期康复、无疾病传播危险等明显优势。以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料设计的人工韧带强度大、生物相容性好、生物力学性能高，以法国生产的LARS（ligament advanced reinforcement system）人工韧带具有较好的短期和中期术后效果和较高的患者满意度。该韧带具备达4000 N的拉力强度，纤维平行排列、抗扭转强度大、生物相容性高，与自体肌腱的对照研究显示临床疗效更佳[18]。LARS韧带重建交叉韧带损伤患者膝关节更加稳定，运动功能恢复更快，特别适合应用在短期内需要取得成绩的职业运动员[19]。但LARS韧带费用昂贵，远期仍有松动需要翻修手术的风险。

6 单束双束重建技术

PCL的前外束和后内束在膝关节屈曲、伸直的运动过程中交替紧张和松弛，伸展时后内束起作用，而屈曲时前外束起作用， PCL双束重建在此基础上发展起来。传统的单束重建将重点放在PCL的一部分，即后交叉韧带的前外束，由于前外束占PCL实质部分2/3以上，单束重建能有效地恢复膝关节的损伤功能。双束重建后交叉韧带是近年提出的新概念，是指重建PCL的前外束和后内束，股骨侧需要制备两个隧道以容纳两束移植物。体外研究表明，双束重建后交叉韧带术后膝关节稳定性、韧带张力变化及施加负荷后韧带变形均优于单束重建，另外，双束重建能提供更均匀的负荷分布，恢复膝关节屈伸活动范围内的稳定性，减少移植物牵拉，术后松动率更低[20]。

相比单束重建，双束重建时骨隧道需要二次定位，易损伤到关节内其他组织结构，另外，两隧道内口边缘的合适距离，需要临床大规模病例资料研究，距离过大或过短有可能造成移植物松动或撕裂，从而影响整体治疗效果[21]。在固定方式上，悬吊固定配合挤压螺钉界面固定在单束移植物时经常使用。双束的选择则不大相同，需采取悬吊翻转钢板配合纽扣钢板。这是因为双束重建时，在膝关节某个角度，两束紧张度不一致的客观存在，导致两束此消彼长的紧张度对对方互相牵制，纽扣钢板可根据两束不同的紧张度进行适当调整，在检查膝关节屈伸紧张度、关节后移位程度后可进行适度的调节。双束重建技术较单束重建复杂，处理不当并发症较多。任何屈膝角度及初始张力下移植物固定对术后膝关节前后及旋转稳定性产生较大影响。双束韧带在初始张力为20 N、屈膝20°时进行移植物固定，能够使膝关节的前后及旋转不稳定接近于正常膝关节，从而更好地恢复原有膝关节的运动功能。而在移植物初始张力为40 N、膝关节屈曲0°固定，屈膝明显受限，在22 N、屈膝30°时固定双束移植物，伸膝移植物张力偏大，膝关节过伸明显受约束[11]。

双束重建涉及另一个技术问题即单隧道双束还是双隧道双束。双隧道双束手术时间更长、隧道定位易出现偏差、双隧道连接的骨桥骨折风险大、手术失效翻修困难、费用昂贵;而单隧道双束解剖重建PCL近年来开展较多[22]，它具有双隧道双束前后稳定、旋转稳定的功能，克服双隧道构建过程中骨折、隧道贯通而导致的固定困难，且弥补单隧道单束在旋转、侧向不稳定方面的缺陷。当然，双束移植物增加髁间窝撞击的风险，可能导致术后移植物磨损、松弛。

7 移植物固定技术

PCL重建股骨侧按固定力学方式分为三类：挤压固定、悬吊固定、膨胀固定。按骨道方式分为骨道内固定和骨道外固定。挤压固定包括金属、可吸收界面螺钉，根据移植物直径大小钻取相应直径的股骨隧道，深度25～40 mm，将编织好的移植物拉入股骨隧道，沿隧道方向拧入界面螺钉即可。两者对比固定股骨侧移植物，术后随访3年证实可吸收界面螺钉与金属界面螺钉在膝关节评分上无明显区别[23]，挤压螺钉也可在胫骨侧固定。但挤压界面螺钉会切割肌腱，有可能造成骨面与肌腱面接触少，影响愈合，螺钉有松动风险，退出掉在关节腔造成游离体形成。悬吊固定属于骨道内固定、间接固定，将干拌悬挂固定于骨隧道外口股骨骨皮质外侧，内植物远离关节面，常见有Endobutton带袢钢板、Tightrope带袢钢板，两者均能提供坚强内固定，且无断钉风险。悬吊固定的移植物在骨道内，横向微动称为“雨刷效应”，纵向移动称为“蹦极效应”。两种效应可引起股骨侧隧道扩大，移植物松动。膨胀固定易造成骨隧道微骨折，限制其应用。

胫骨侧固定方式以骨隧道外口固定较多见，常见有可吸收挤压螺钉固定、骑缝钉固定、横穿钉固定、移植物隧道外口编织打结固定等。移植物固定的方式方法多种多样，目前临床应用结果各有优缺点，尚不能认为何种固定效果最佳，应根据患者年龄、受区骨质条件、经济承受能力、术者对固定方式熟练程度合理选用[24]。

8 结语

关节镜下后交叉韧带损伤重建涉及多方面的技术环节，一些关键的技术需要不断完善及改进，需要临床不断实践，摸索出一套成熟完善的技术系统，提高PCL诊治水平及提高临床治疗满意度。

参 考 文 献

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