殘端牽張并增強縫合修復兔急性前交叉韌帶完全損傷的實驗研究

鄧小文，趙其純，尚希福，李久源，吳　星，李　丹，王　毅

◇技術與方法◇

殘端牽張并增強縫合修復兔急性前交叉韌帶完全損傷的實驗研究

鄧小文，趙其純，尚希福，李久源，吳星，李丹，王毅

摘要取27只健康成年雌性新西蘭大白兔于近前交叉韌帶股骨止點處完全離斷建立雙側急性前交叉韌帶完全損傷模型，隨機選擇一側膝關節采用自體半腱肌腱增強縫合殘端并牽張技術修復前交叉韌帶（L組），對側行常規前交叉韌帶重建（R組）。結果顯示：術后第3、6、10周，L組移植物在組織學表現如腱骨界面愈合、細胞增殖、血管再生等方面上均優于R組；R組骨-移植物-骨復合體（骨-移植物-殘端復合體）的最大載負荷要稍強于L組（P＜0．05）。

關鍵詞前交叉韌帶；完全損傷；殘端牽張并增強縫合；移植物-殘端愈合

2015-07-25接收

趙其純，男，主任醫師，碩士生導師，責任作者，E-mail：qichzhao＠163．com

前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷是膝關節常見損傷之一，近年來，關節鏡下ACL重建恢復其穩定性已成為治療其損傷的常規治療手段且取得了良好的治療效果［1-3］，但有文獻［4］報道該手術失敗率達到8%～25%。所以如何改進手術提高其成功率仍是目前的研究熱點。通過對多例陳舊性ACL股骨止點斷裂患者關節鏡下觀察發現，斷裂后的ACL殘端可粘連于股骨髁間窩頂點、后交叉韌帶、股骨外髁等處后形成愈合，并產生一定張力［5］，這在臨床實踐工作過程中得到證實，因此該研究通過建立兔急性ACL完全損傷模型，應用自體半腱肌腱增強縫合殘端并牽張技術修復，并與常規ACL重建的治療效果作對比，探討膝關節急性ACL完全損傷的治療方法。

1　材料與方法

1．1實驗動物30只健康成年雌性新西蘭大白兔，體重1．9～2．5 kg，平均2．3 kg，由安徽醫科大學附屬省立醫院實驗動物中心提供。飼養期間實驗動物關節功能良好，無關節紅腫、跛行等異常。

1．2方法

1．2．1動物模型的建立及術后處理3．0%戊巴比妥鈉耳緣靜脈置管麻醉（1 ml／kg），仰臥位固定，雙側膝關節術區備皮、消毒、鋪巾。取膝前內側切口，長3～4 cm，逐層切開皮膚及皮下組織，暴露并切取半腱肌腱，小心刮除肌肉部分，兩端用3．0肌腱縫合線編織，濕紗布包裹備用。然后切開內側支持帶及關節囊，將髕骨向外側脫位，屈膝90°～100°，切除髕下脂肪墊，完整暴露ACL，隨機選擇一側膝關節（L組）于近股骨止點處完全切斷并以正常股骨附著點建立直徑2．0 mm股骨骨隧道，處理好隧道外口軟組織，將編織好的肌腱一端與韌帶殘端重疊縫合，另一端以自制小牽引鉤拉出股骨隧道，反復屈伸膝關節數次，張力滿意后，于屈膝30°位在股骨隧道口適當部位鉆入門形釘，固定股骨端。對側（R組）于上下止點處完整切除ACL，同樣以2．0 mm克氏針分別建立股骨及脛骨骨隧道，處理好隧道外口軟組織，以自制小牽引鉤將編織好的肌腱移植物自脛骨及股骨隧道依次拉出，先將脛骨端肌腱反復打結，固定于脛骨隧道外口，并與周圍軟組織縫合加固，反復屈伸膝關節數次，張力滿意后，于屈膝30°位在股骨隧道口適當部位鉆入門形釘，固定股骨端。生理鹽水沖洗關節腔，復位髕骨，逐層關閉切口?；贾还潭?，切口不包扎，術前30min及術后前3 d予肌注青霉素20萬U預防感染。

1．2．2解剖學大體及組織學觀察術后第3、6、10周，分別隨機應用過量戊巴比妥處死9只實驗動物，取標本時先行對新鮮標本行大體觀察，其中6只行生物力學檢測，3只用于組織學觀察，標本取下后予10%中性福爾馬林固定，分別切取移植物-殘端復合體（R組為關節腔內移植物）與骨隧道內移植物，前者予石蠟包被、平行韌帶纖維方向中央及外周分別切片，HE染色后光學顯微鏡下觀察；后者固定后脫鈣48～72 h，再予包被、切片，HE染色后顯微鏡下觀察。

1．2．3生物力學檢測取下標本后保留關節兩端各約4 cm骨性結構，剔除移植物（移植物-殘端復合體）外所有軟組織，包括固定所用縫線以及門形釘，生理鹽水紗布包裹后用塑封袋封存于-80℃冰箱內，集中行生物力學測試。測試前4℃冰箱隔夜解凍。測試時保持室溫（22±2）℃，濕度70%，加載速度為2 mm／s，記錄最大載負荷，軟件繪制載荷—位移曲線。

1．3統計學處理所得數據采用SPSS 17．0統計軟件進行分析，數據結果以±s表示。各時間點最大載負荷采用兩獨立樣本t檢驗進行比較。

2　結果

2．1大體觀察實驗期間1只動物因麻醉意外死亡。術后切口愈合良好，未出現切口及關節感染；術后3周時能自由走動。取標本時各時間點家兔膝關節內半月板及關節軟骨未見明顯退變，部分關節有少量積液，L組移植物-殘端復合體形態完整，關節內出現反應性滑膜增生包繞于移植物與韌帶殘端縫合處，關節液清亮，R組移植物關節內部分未見明顯變性壞死，連續完整。

2．2組織學觀察

2．2．1關節腔內移植物組織學觀察術后第3周，R組移植物內部細胞呈壞死狀態，外有較薄的滑膜組織包繞，外周有極少量成纖維細胞增生（圖1a），L組移植物外有滑膜組織包繞，外周成纖維細胞增生多于R組（圖1d）；術后第6周，R組移植物外有滑膜組織包繞，外周出現較多成纖維細胞增生，但中央部仍處于少細胞狀態（圖1b），L組移植物外有較厚實的滑膜組織包繞，中央部亦出現較為密集的成纖維細胞增生（圖1e）；術后第10周，R組移植物外周有大量成纖維細胞增生，中央部亦出現較為密集的細胞增生（圖1c），L組移植物內部及外周部均呈現大量密集的成纖維細胞增生（圖1 f）。術后各時間點內均可見移植物-殘端間大量滑膜組織填充，大量新生血管形成（圖2）。

2．2．2腱-骨組織愈合的組織學觀察術后第3周，R組腱骨界面連接疏松，可見明顯分界，其內主要由炎性細胞填充（圖3a），L組腱骨界面大部分連接緊密，其間以肉芽組織為主，可見少量血管組織（圖3d）；術后第6周，R組腱骨界面連接較緊密，其間可見以肉芽組織填充為主，可見少量且無序排列的膠原纖維（圖 3b），L組腱骨界面連接緊密，有Sharpey’s纖維生成，血管豐富（圖3e）；術后第10周，R組腱骨界面結合緊密，可見Sharpey’s纖維生成，但排列仍比較紊亂（圖3c），L組腱骨界面連接緊密，界面以Sharpey’s纖維連接為主，可見軟骨細胞生成（圖3f）。

2．3生物力學檢測術后第3周，行拉力測定時R組1例在移植物實質部斷裂，5例由隧道內拉出，L 組6例均于移植物與殘端縫合部斷裂；術后第6周，R組4例在移植物實質部斷裂，2例由隧道內拉出，L組4例于移植物與殘端縫合部斷裂，2例由隧道內拉出；術后第10周，R組6例均在移植物實質部斷裂，L組3例于移植物與殘端縫合部斷裂，3例于移植物近股骨隧道內口處斷裂。兩組最大載負荷各時間點差異均有統計學意義（P＜0．05），見表1。

表1　各組術后最大載負荷比較（N，n＝6，±s）

表1　各組術后最大載負荷比較（N，n＝6，±s）

3周65．12±2．78　70．46±1．37　-4．22

3　討論

3．1移植物的再血管化及增生重塑無論是自體、異體以及人工材料類韌帶移植物在體內均無血液供應，一般均需經歷缺血壞死、再血管化、細胞及膠原纖維的增生及重塑、再韌帶化等過程，本研究顯示L組移植物在細胞增殖、血管再生等重塑過程快于R組，表明自體半腱肌腱增強縫合殘端并牽張技術修復兔急性ACL完全損傷較常規ACL重建更利于移植物組織結構成熟、滑膜覆蓋，與實驗預期結果一致。

3．2對腱-骨愈合的影響ACL重建術后移植物與骨隧道界面的愈合情況是手術成功與否的重要因素，手術因素、局部的生物學環境等均對腱骨愈合有著重要影響［6］。Rodeo et al［7］研究發現重建術后會出現脛骨骨隧道擴大溶解現象，分析認為可能的原因主要包括：移植物未能解剖位固定、移植物的排異反應、毒性代謝產物致細胞壞死、電鉆鉆取骨隧道時發生灼熱壞死等。由于人體結構特點，其對脛骨隧道的影響更為嚴重，本實驗中L組單純建立股骨骨隧道，避免了建立脛骨骨隧道的一切弊端，股骨骨隧道在術后第6周時L組腱骨界面既已連接緊密，并有Sharpey’s纖維生成，腱骨面血管豐富，而術后第10周時R組才出現排列紊亂的Sharpey’s纖維，結果亦顯示在促進腱骨界面愈合方面，自體半腱肌腱增強縫合殘端并牽張技術修復兔急性ACL完全損傷較常規ACL重建更有優勢。

3．3移植物-殘端愈合本實驗中術后設定各時間點內均可見移植物-殘端間大量滑膜組織填充以及大量新生血管形成，但設定時間內并未觀察到兩者間發生明顯膠原纖維的束間融合，考慮可能為實驗觀察時間不足、兩者縫合方式等有關。另外，行生物力學檢測時發現R組骨-移植物-骨復合體（骨-移植物-殘端復合體）的最大載負荷各設定時間點均要稍強于L組，但隨著觀察時間的不斷增加，兩者之間的差距亦逐漸縮??；此外，通過對比兩組移植物的拉脫或斷裂部位，可以發現術后早期L組主要薄弱部位即位于移植物與殘端縫合處，隨著觀察時間的不斷增加，該部位抗拉強度亦逐漸加強。

因此，本研究表明自體半腱肌腱增強縫合殘端并牽張技術修復兔急性ACL完全損傷較常規ACL重建更利于移植物組織結構成熟、滑膜覆蓋，但早期抗拉強度稍弱。

參考文獻

［1］Kruse L M，Gray B，W right R W．Rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction：a systematic review［J］．JBone Joint Surg Am 2012，94（19）：1737-48．

［2］Li S，Chen Y，Lin Z，et al．A systematic review of randomized controlled clinical trials comparing hamstring autografts versus bone-patellar tendon-bone autografts for the reconstruction of the anterior cruciate ligament［J］．Arch Orthop Trauma Surg，2012，132（9）：1287-97．

［3］Tiamklang T，Sumanont S，Foocharoen T，et al．Double-bundle versus single-bundle reconstruction for anterior cruciate ligament rupture in adults［J］．Cochrane Database Syst Rev，2012，11：CD008413．

［4］Kazusa H，Nakamae A，OchiM．Augmentation technique for anterior cruciate ligament injury［J］．Clin Sports Med，2013，32 （1）：127-40．

［5］Nakamae A，OchiM，Deie M，et al．Biomechanical function of anterior cruciate ligament remnants：how long do they contribute to knee stability after injury in patients with complete tears［J］．Arthroscopy，2010，26（12）：1577-85．

［6］周平，趙其純，尚希福，等．rhBMP-2聯合rhVEGF165對兔前交叉韌帶重建后腱-骨愈合的影響［J］．安徽醫科大學學報，2013，48（5）：458-62．

［7］Rodeo SA，Kawamura S，Kim H J，et al．Tendon healing in a bone tunnel differs at the tunnel entrance versus the tunnel exit：an effect of graft-tunnelmotion［J］．Am JSportsMed，2006，34（11）：1790-800．

The research about remnant tension and augmented suture in acute com plete rupture of anterior cruciate ligament in rabbits

Deng Xiaowen，Zhao Qichun，Shang Xifu，et al
（Deptof Orthopedics，The Affiliated Provincial Hospital of AnhuiMedical University，Hefei230001）

AbstractAcute complete ACL femoral rupturemodel of both two knee joints were created in all 27 rabbits．The ACL of one knee were repaired by remnant tension and augmented suture with semitendinosus tendon autografts（L group），and the contralateral one were subjected to anterior cruciate ligament reconstruction（ACLR）with semitendinosus tendon autografts（R group），The group L presented enhanced tendon-bone healing，cellular proliferation and revascularization at3th，6th，10th postoprative week compared to the group R；the averagemaximum load of the group R was better than thatof the group L（P＜0．05）．

Key wordsanterior cruciate ligament；complete tear；remnant tension and augmented suture；remnant-to-graft healing

中圖分類號R 686．5

文獻標志碼A

文章編號1000-1492（2015）11-1683-04

基金項目：安徽省科技廳重點科研項目（編號：11070403044）

作者單位：安徽醫科大學附屬省立醫院骨科，合肥230001

作者簡介：鄧小文，男，碩士研究生；