距腓前韌帶的組織學研究及臨床應用

吳小川　宋衛東　鄭翠環　李　德　彭岳文　周世雄

（1.廣東省中山市三鄉醫院，廣東 中山 528400;

2.中山大學附屬孫逸仙紀念醫院，廣東 廣州 510000;

3.廣東醫學院，廣東 東莞 523000）お

摘 要：目的:觀察踝關節外側距腓前韌帶（ATFL）的組織學特點，結合韌帶損傷及修復機制，為踝關節扭傷及慢性踝關節不穩征的診治提供形態學資料。方法:對12具新鮮冷凍尸體小腿（包踝關節）標本采用明膠等灌注及大體解剖，并對新鮮ATFL標本運用解剖、透明、組織切片等方法行組織學觀察。結果:所測ATFL長（24.3±4.5）mm、寬（4.6±0.3）mm、厚（2.6±0.3）mm，呈扁平四邊體狀，由規則致密的膠原纖維束及成纖維細胞等構成，大多數纖維束走行與ATFL縱軸一致。ATFL可分為距骨、腓骨附著區及中間區共3段。相對于中間區韌帶，兩端的骨附著區含有相對豐富的血管網。結論:距腓前韌帶對維持踝關節穩定意義重大，研究韌帶的組織構形對于韌帶損傷及慢性踝關節失穩征的治療有重要的臨床意義。

關鍵詞：踝關節;距腓前韌帶;解剖學和組織學

中圖分類號：R274.32文獻標識碼：A文章編號：1673-2197（2009）03-0010-03

踝關節損傷屬于最常見的運動性損傷類型，大約占所有運動損傷的25%^[1]，而距腓前韌帶（ATFL）被公認為是踝關節最易損傷的韌帶。盡管近年來骨科醫師對踝關節，尤其是距腓前韌帶損傷后治療的研究逐漸增多，但大部分文獻都集中于研究其外科手術治療，且具一定爭議。而實際上，絕大多數距腓前韌帶損傷的病例可以通過非手術治療方法獲得痊愈。這也側面反映出人們對距腓前韌帶的結構了解尚少，所以有必要對其解剖和組織學形態進一步研究。通過對大體標本進行觀察測量，應用顯微外科技術對距腓前韌帶進行解剖，將韌帶纖維行組織學檢查等開展研究，以期更深入地了解距腓前韌帶的解剖結構，為臨床工作提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料

低溫冷凍保存的新鮮踝關節標本12具，來源于正常、健康的成年人，其中男8具，女4具，年齡25~52歲，標本無關節退行性變及韌帶損傷跡象。

1.2 方法

1.2.1 大體標本解剖

配制成分為30%明膠+10%朱砂+10%淀粉組成的填充劑，并使其溫度保持在40°C左右，使用紗布過濾后緩慢向已分離好的動脈插管灌注，灌注采用壓力瓶裝置，緩慢打氣加壓并維持在3.5個大氣壓，選擇經由國動脈插管。當觀察到皮膚表淺動脈充盈良好后結束灌注，待其自然凝固。切開踝關節外側，觀察ATFL的起點及止點，用游標卡尺分別測量其長度、寬度及高度。

1.2.2 顯微外科觀察

將ATFL自距骨及腓骨附著處完整剝離，于10%甲醛液中固定6h，然后流水沖洗2h，再放置入5%硝酸溶液中3d，流水沖洗24h，酒精由低濃度到高濃度逐級脫水，甲苯中透明后再透蠟，制成蠟塊，按膠原纖維走行方向及橫斷面分別連續切片4um厚，經染色﹑封片后進行顯微觀察。

1.3 統計學分析

計量資料以x±s表示。數據采用SPSS13．0版軟件完成。

2 結果

2.1 距腓前韌帶形態學觀察及解剖測量

距腓前韌帶起于外踝尖前上約1cm處，行向前內下方，與水平面約呈25°角，功能是限制距骨向前的移動及內翻。韌帶遠端包繞并止于距骨外側關節面的前外角，并與韌帶中段明顯形成一處轉角（140°±8°）。韌帶可分為距骨、腓骨附著區及中間區共3段，段間無明顯界限。大體觀察很難發現韌帶有纖維分束的痕跡。韌帶近端血運主要來源于由脛前動脈及腓動脈穿支降支發出的分支，該分支又發出2～3條動脈短支，供應距腓前韌帶的近側端，遠端血供則由外踝前動脈及腓動脈穿支降支共同滋養。此外韌帶兩端的止點處還接受來自骨和骨膜的血管。踝關節處于中立位時，距腓前韌帶的長度、厚度和寬度見表1。

2.2 顯微解剖觀察

顯微鏡下可見距腓前韌帶的纖維束排列緊密，大多數纖維束走行與ATFL縱軸一致，但非完全平行排列，個別呈縱斜形排列，直徑約0.5～0.8mm，長度不等，膠原纖維在各階段排列整齊、染色正常。纖維束間有結締組織緊密包繞，難以分離；在韌帶的兩端骨附著區，纖維排列比較分散，而中間區的韌帶纖維束排列緊湊，呈扁平四邊體狀。整個韌帶纖維保持著較好的一體性，未發現韌帶有明顯纖維分束的痕跡。切片示：韌帶表面有滑膜包裹，滑膜下膠原纖維排列緊密，成纖維細胞呈梭形，核長且著色深，沿纖維的長軸成行排列于膠原纖維之間。滑膜內有血管走行，相對于中間區韌帶，兩端的骨附著區含有相對豐富的血管網，血管網眼形態不規則，據切片推測血管走行大多平行于韌帶，管間有較多交通支形成復雜的立體網狀結構。韌帶的兩端骨附著區部分出現鈣化，并可見散在的纖維軟骨細胞。

3 討論

3.1 距腓前韌帶的大體形態及臨床意義

距腓前韌帶的大體形態呈兩端較寬、中段稍窄的扁平四邊體狀，這種結構是與其功能相適應的。距骨﹑腓骨附著處相對較寬，纖維分散呈扇形覆蓋附著于骨面，使附著區面積增加，附著更加牢固。當踝關節處于中立位時，距腓前韌帶的走行方向差不多與腓骨的縱軸線垂直，這種結構有效地限制了距骨的前移。但實際上韌帶與水平面約呈25°角，這一角度說明在足內翻時韌帶同樣起著重要的對抗作用。此外，韌帶遠端包繞并止于距骨外側關節面的前外角，并與韌帶中段明顯形成一處轉角（140°±8°），而且韌帶轉角處及其遠側端包括距骨附著區基本全部緊貼于距骨骨面，筆者認為當踝關節發生內翻及距骨前移時，此種結構可有效分散距腓前韌帶距骨附著區所受的張力，減少距骨附著區發生撕裂或斷裂的可能性。KUMAI^[2]關于距腓前韌帶組織學及免疫組化的實驗也驗證了韌帶的腓骨附著區比距骨附著區更容易撕裂。

3.2 韌帶損傷及自身修復機制的臨床意義

大多數學者主張對首次的踝關節扭傷進行非手術治療，而對于陳舊性損傷所致的慢性踝關節不穩，眾多學者仍主張首先采用保守治療，僅僅是對踝關節功能有特殊要求的少數運動員及常于同一部位反復的扭傷﹑保守治療無效并明顯影響生活質量的患者，才進行外科手術治療。絕大多數單純急性踝關節韌帶損傷均能采用非手術方法治療，其方式包括前期冷敷消腫止痛、加壓包扎并固定（石膏、彈性支具、繃帶固定等），以及輔以口服藥物治療，后期主要以理療、中藥外敷并配合功能鍛煉等，總體報道優良率在80%~90%左右。而外科手術治療方面目前文獻報道的手術方式多達80種以上，包括韌帶的解剖修復（如BROSTROM手術及改良方式）、韌帶重建（WATSON-JONES手術及改良方式、EVANS手術等）、替代物重建（如碳纖維替代）等。在手術治療上，雖術式繁多，但幾乎沒有一種術式進行過解剖和生物力學的系統深入的研究，而且現有的手術方式缺乏長期的對照隨訪研究資料。HAZANAS等報道80例急性踝關節韌帶損傷病例，分為保守功能治療組和手術修復組，經比較兩組病例的愈合周期、需要康復的時間、治療的滿意度及功能恢復優良率等，結果顯示：兩組間功能恢復優良率無明顯差異，但在其它方面功能治療均優于手術治療。為了比較遠期療效，KAIKKONEN等隨訪了100例應用一期外科手術治療的外側踝關節損傷病例的結果（隨訪時間6~10年），發現手術組優良率僅為65%；因此作者認為對急性外側踝關節韌帶損傷早期當首選功能治療。此外，手術明顯加重了患者的經濟負擔，增加了治療風險，并可能引起一系列手術及術后的并發癥。

事實上，外踝關節及距腓前韌帶損傷雖是骨傷科門診較為常見的病種，但初次損傷往往得不到骨科醫生和患者的足夠重視及系統的保守治療和康復指導。大量患者因為沒有接受正規治療，以致受傷后期出現踝關節不穩、反復扭傷，更甚者出現創傷性骨關節炎等后遺癥，以致非手術治療不可。因此，搞清楚距腓前韌帶解剖和組織學形態及損傷后自身修復機制對韌帶急性損傷及慢性踝關節失穩征的治療有重要的臨床意義。從組織學角度出發，韌帶組織受到損傷的同時，修復過程即開始，韌帶在損傷處主要以瘢痕組織的形式發生愈合，與一般的結締組織相似。因此，當外踝關節韌帶損傷，尤其是當距腓前韌帶損傷斷裂后，需使患足固定于中立及外翻位，以利于距腓前韌帶的愈合及修復。然而有研究表明，制動對韌帶的結構特性和材料特性都產生明顯影響，制動后韌帶剛度降低，強度下降，能量吸收減少，應變加大，彈性模量減少。此外，關節制動會導致韌帶在超微結構及生物化學組成等多方面均發生明顯的改變，韌帶內細胞的溶酶體及粗面內質網數量增多，基質中膠原纖維的排列也明顯紊亂，總密度明顯下降，嚴重影響其生物力學特性，尤其是長時間制動，對肢體功能是十分不利的。因此，筆者認為，從微觀角度出發，半限制性支具固定患踝及開展適時適度的功能鍛煉，可以有效解決這一矛盾。這一觀點也符合當前外踝關節韌帶損傷的主流治療方向——功能治療。但事實上，距腓前韌帶損傷后功能治療的方法相當復雜，因為缺乏解剖和組織學的系統深入研究，以及治療效果的隨訪，所以具體的治療方法還存在爭議。有限的研究大多只關注于其生物力學的穩定作用，而對于韌帶自身修復及愈合的研究卻鮮有報道。例如，血供對韌帶愈合的影響。Bray等觀察了兔ACL和MCL損傷后血流變化情況，分別于傷后2、6和16周觀察韌帶血流量和容量的變化。結果可見，相同程度損傷后，ACL的血容量增加近2倍，但血流量卻未相應增加，而MCL損傷后，血容量增加了6倍，血流量增加約8倍，非常明顯，由于ACL在傷后未能形成充足的血流供應，這極大影響了其愈合能力。

以往的血液供應的問題多集中在大體解剖上，而對于韌帶本身的血供卻鮮有報道。本研究發現距腓前韌帶近端血運主要來源于由脛前動脈及腓動脈穿支降支發出的分支，該分支又發出2-3條動脈短支，供應距腓前韌帶的近側端，遠端血供則由外踝前動脈及腓動脈穿支降支共同滋養。韌帶的滑膜內有血管走行，相對于中間區韌帶，兩端的骨附著區含有相對豐富的血管網，血管網眼形態不規則，據切片推測血管走行大多平行于韌帶，管間有較多交通支形成復雜的立體網狀結構。這說明距腓前韌帶內也存在復雜的血管系統。韌帶損傷后，韌帶內血管隨之受損或斷裂，韌帶內的血管必然出現再生，以提供營養，幫助韌帶的愈合，這說明韌帶內的血管作用必不可少。但有關距腓前韌帶損傷后其自身血管反應愈合機制等方面的問題，仍需進一步研究。

距腓前韌帶對于踝關節的穩定作用不僅體現在生物力學上，而且，距腓前韌帶也具有本體感覺功能，可以誘發神經反射，穩定踝關節。韌帶內部存在神經感受器，這些感受器閾值高低不同、適應性快慢不一。故盡管針對距腓前韌帶損傷有不少修復、重建韌帶損傷的手術方法，但結果往往令人失望，術后常出現功能性失衡、感覺缺失、發生肌無力綜合征等后遺癥。FRANK認為這種綜合征原因在于受傷關節的關節囊和韌帶發生傳入神經阻滯。因此，在治療中減少外科手術對關節本體感覺的破壞，積極地進行功能治療，對于加強受損韌帶中的神經感受器的恢復尤為重要。由于種種原因，本實驗現有階段未觀察到神經感受器的情況。目前，踝關節不穩的本體感覺的恢復已成為運動康復醫學研究的熱點之一。

韌帶愈合能力的差異還可能與其本身的特性、周圍環境和功能上的差別等諸多因素有關。有研究表明，韌帶愈合后所形成的瘢痕組織與一般的結締組織相似，但不是真正意義上的韌帶組織再生。愈合后的韌帶在細胞及膠原纖維數量、構成比例及排列形態、生化組成和生物力學等方面均與正常韌帶有較大的差異，這不但需要韌帶經過相當長的時間進行不斷的修整和塑形，也要借助于更科學的治療方法。大量的臨床觀察和基礎研究，加深了人們對韌帶結構、功能和愈合過程的認識。但在許多方面，如生長因子在愈合過程中的作用、生化干預的影響等還有很多問題需要進一步的研究和探討。

參考文獻：

［1］ HOCKENBURY RT， SAMMARCO GJ. Evaluation and treatment of ankle sprains： Clinical recommendations for a positive outcome［J］. Phys Sports Med 2001，29（2）：57-64.［2］ KUMAI T. The functional anatomy of the human anterior talofibular ligament in relation to ankle sprains［J］. J Anat, 2002, 5：457-465（P12090392）.

（責任編輯：陳涌濤）