经验分享:ACL重建术中骨道定位如何选择,对移植物原位张力有何影响?
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作者:董江涛、许宏涛、高伟、刘巍、靳国荣(河北医科大学第三医院),Freddie H Fu (UPMC运动医学中心)
作者简介
董江涛,河北医科大学第三医院关节外科,河北省骨科学会青年委员,石家庄市医学会青年委员。曾赴美国匹兹堡大学附属医院(UPMC)跟随Freddie Fu教授学习个体化解剖重建前交叉韧带,并于芝加哥大学附属医院,凯斯西储大学附属医院进修学习,善长治疗各种运动损伤及关节镜下韧带重建手术。在Arthroscopy,KSSTA,中华外科杂志等国内外知名杂志发表学术论文数篇。
前交叉韧带重建术中骨道定位
对移植物原位张力的影响
尽管解剖重建前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL)相对于传统的transtibial手术技术可以更好的提高膝关节的术后功能[1,2],但是其13%的移植物失败率远远大于transtibial 技术的7%[3-5]。解剖重建ACL的移植物失败主要发生在术后的6-9个月,此时患者虽已可以完全回归体育运动中,但移植物的发育仍不成熟[6]。
由于解剖位置可能与移植物的高失败率相关,最新有研究试图探究更多的解剖定位,即降低移植物的倾角,是否会造成其原位张力的增加(in situ force)。不同的倾角会改变移植物的原位张力,而不同的原位张力与膝关节的前向松弛程度相关。随着学者对ACL解剖位置重建理念的加深,其要点在于通过对骨隧道位置和重建韧带角度的选择,恢复韧带的大小、止点面积、胶原走形和张力类型,在提高术后膝关节的稳定性的同时,恢复或者接近术前韧带的张力类型,那么如何通过选择ACL解剖重建术隧道位点来恢复韧带张力类型?
Araujo PH[8]等人通过研究发现自然状态下ACL的倾角大约为51.7°±5.0°,如果重建中骨隧道位点选择分别为胫骨韧带止点足印区中心和股骨韧带止点足印区中心(Mid),那么术后移植物倾角为51.6°±4.1°且与自然倾角之间无统计学差异(p=0.85);如果固定胫骨韧带止点足印区的隧道位点,而将股骨侧隧道定位点逐渐提高,即High AM和更高的位点,移植物倾角分别为58.7°±5.4°(S1)(p<0.001)和64.7°±6.5°(S2)(p<0.001),与自然倾角之间均有明显统计学差异(图1)。通过Robotic Testing System with Universal Force-Moment Sensor (UFS)测定,在膝关节屈曲位0°,15°,30°时,MID位点重建后移植物的原位张力与自然状态最接近;然而当膝关节处于极度屈曲位,S1,S2则更接近于自然状态(图2,3)。
图1:A.股骨侧隧道定位点MID,S1,S2,三者之间存在2mm的间距。B.胫骨侧隧道定位点为韧带止点足印区中心。
图2:股骨隧道位点的上移使移植物倾角增大。
图3:A.3D CT重建显示股骨与胫骨的骨隧道位点;B.通过冠状面观察到移植物倾角的改变。
通过改变骨隧道定位点,即逐渐从解剖位点升高,可以增大移植物倾角的同时降低了移植物的原位张力。MID位点重建能够较好的恢复前抽屉实验载荷下的膝关节松弛度;与此同时,这也表明与非解剖位置重建(S1,S2)比较,由于原位张力较大,低屈曲度的膝关节伸屈活动时,解剖位重建的移植物有更高的失败率。
然而,当膝关节屈曲达到45°以上的时候,更高的隧道定位导致移植物更高的原位张力,也更接近于ACL的自然状态。Kato[9]等人发现在膝关节屈曲大于30°时,高位的股骨隧道位置相对于低位会使移植物承受更大的原位张力。Sakane[10]等人研究发现ACL的前内侧束(AM)在膝关节高屈曲位时会承受较大的原位张力,而在膝关节低屈曲位时,后外侧束(PL)则会承受更大的原位张力。一个可能的解释是S1,S2的股骨隧道定位更高而且更接近于AM束的原始位置。尽管如此,在膝关节屈曲大于45°并负载前抽屉负荷时,无论是S1或S2的定位重建都会使移植物承受一个较大的原位张力,但是移植物并没有承受高风险的失败,这可能缘由当膝关节处于此位置的时候,ACL很少损伤[11]。
在过去的十几年间,ACL重建术的理念逐渐演变为“解剖”重建。然而,在其术后康复和回归术前运动水平的指导方针并没有太多改变,但是解剖位重建的移植物原位张力的增加已经为更多的学者所关注。有学者报道,无论单束还是双束重建,异体肌腱解剖重建术后25年的失败率可以达到13%。移植物失败的高风险期时术后的6~9个月,而这却被众多学者认为是重返运动场的最佳时机,尽管像肌肉强度和神经肌肉控制等等客观因素在这一时期已经恢复,但是完善的腱骨愈合和发育成熟则需要更长的时间[12,13]。
由于胫骨隧道定位选择韧带胫骨止点足印区的中心而非PL束足印区,S1和S2的股骨定位并不符合传统的trans tibial重建技术要求。但是S1和S2的结局时移植物倾角的增大,移植物的原位张力随之减小,这模拟了临床常见的非解剖重建。
我们从研究中得出的结论是ACL解剖重建(MID)相对于非解剖重建会获得更小的移植物倾角,与此同时,MID位置的隧道定位所获得的移植物倾角更加接近于ACL的自然状态。然而,当膝关节屈曲角度小于30°时,解剖重建(MID)使膝关节在前抽屉负荷和轴移负荷时获得更接近于自然状态的移植物原位张力和前向稳定;而且随着股骨侧隧道定位点的上移和移植物倾角增大,移植物原位张力会随之减小。
在手术过程中,股骨隧道定位时位置往往会过低,即L位(图4),根据以上研究结果表明,甚至会导致重建后移植物原位张力大于MID。而原位张力过大,即使隧道定位点位于解剖位,术后膝关节屈曲过紧,会使移植物使用寿命有所降低。故而,我们建议前交叉韧带解剖重建术中股骨隧道定位不可过于偏下,使移植物原位张力过大。
图4:H.位置相当于AM束;L.位置相当于PL束。
参考文献
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