前交叉韌帶重建術后骨隧道擴大的原因與預防

鐘 萍，宋昱垚，張宸梓

(1 濟南軍區總醫院，濟南 250031;2 中南大學湘雅醫學院)

前交叉韌帶(ACL)損傷是膝關節韌帶損傷中最常見的一種，會引起脛骨相對股骨的前方移位及膝關節外翻、旋轉及松弛，最終導致關節炎的發生。ACL損傷后無法自然愈合，ACL重建為挽救受累的膝關節功能的常規外科手段。近年來ACL重建手術有逐漸增加的趨勢。對ACL重建術后患者影像學的隨訪發現，骨隧道擴大是一種普遍存在的現象。關于骨隧道擴大對手術效果的影響目前觀點不一。有學者認為其不會影響手術效果［1］，但多數學者認為骨隧道增寬會影響移植物在骨道內的血管化及骨化過程，長期存在會使移植物完整性受損，對止點形成不利，最終導致移植物松弛;而移植物松弛會引起膝關節不穩［2］。Jarvela 等［3］研究證實，無論是雙束還是單束ACL重建，骨隧道擴大與術后膝關節前向及旋轉松弛均有顯著相關性。在初次ACL重建后由于種種原因需接受ACL翻修時，骨隧道擴大會影響術中骨隧道的定位、骨隧道的鉆取和移植物的固定。對于隧道擴大明顯者，需分二期進行ACL翻修手術，即一期手術植骨修復骨隧道，術后6個月再進行ACL重建手術［4］。現對ACL重建術后骨隧道擴大的原因及預防概述如下。

1 ACL重建術后骨隧道擴大的原因

ACL重建術后骨隧道擴大不是單一因素引起的，而是多種因素綜合作用的結果。

1.1 機械性因素除鉆頭鉆取骨隧道時對隧道壁骨質造成的破壞，擠壓螺釘旋入時對骨隧道壁的擠壓、擴大作用，移植物在骨隧道內的腫脹對骨隧道壁產生壓力效應以外，還包括以下諸多因素。

1.1.1 移植物微動 移植物的微動能夠延緩ACL重建后的腱骨愈合，在移植物與骨隧道之間產生應力，從而導致骨隧道的擴大。這種微動被形象地描述為“雨刷效應”和“蹦極效應”。任何產生和加劇上述效應的因素均會導致骨隧道擴大。移植物固定裝置的類型及固定位置可導致移植物微動，影響骨隧道的擴大程度。如果固定點遠離關節線(如Endobutton懸吊固定)，則移植物在膝關節伸屈時更易延伸，“蹦極效應”明顯，骨隧道擴大就嚴重;相反，靠近關節線的固定方式將有效地防止術后骨隧道的擴大［5］。“激進康復計劃”也會增加移植物的微動，Vadalà 等［6］及 Hantes等［7］觀察了高強度功能鍛煉對骨隧道擴大的影響，證實其較保守康復鍛煉可引起更明顯的骨隧道擴大。

1.1.2 骨隧道的位置 Zijl等［8］研究了脛骨隧道與術后骨隧道擴大的關系，認為過于靠前的脛骨隧道會增加移植物張力，而這種主要集中在隧道入口處的張應力會導致入口處骨溶解及脛骨隧道近端部分的擴大。Xu等［9］比較了不同股骨隧道制備方法對隧道擴大的影響，發現經內側入口制備的股骨隧道比經脛骨隧道制備的更低、更靠后而且更傾斜，有利于避免術后脛骨及股骨隧道的擴大。

1.2 生物性因素

1.2.1 同種異體移植物 早些年的研究表明，骨隧道擴大在使用同種異體移植物重建ACL的病例中比較明顯，其發生機制可能與移植物宿主間的免疫排斥有關。通過采用深低溫冷凍(-80℃)的處理方法，上述情況有了明顯的改善。肌腱組織相容性復合物主要分布于肌腱細胞表面，深低溫冷凍使細胞表面的蛋白變性，破壞細胞膜，從而減少抗原性。Zijl等［8］比較了自體和同種異體骨髕腱骨移植ACL重建術后脛骨隧道的擴大情況，發現正位片骨隧道平均擴大2.2 mm和2.8 mm，側位片平均擴大2.6 mm和3.4 mm，兩者相比差異無統計學意義。

1.2.2 炎性因子和滑液 ACL損傷及重建術后，滑液中的炎性因子TNF-α、IL-6、NO均較正常情況時明顯升高。高水平的炎性因子可以刺激破骨活動，導致骨吸收。NO具有抑制成骨細胞活性的作用，通過上調誘導性NO合成酶能夠增加NO的水平，從而產生骨吸收現象［10］。Berg 等［11］觀察了兔ACL重建術后腱骨愈合的情況，發現在靠近關節的骨隧道內腱骨愈合比較慢且不完全。Zysk等［12］對13例患者ACL重建術后7 d的關節液進行了TNF-α、IL-6及NO水平測定，發現關節液中含有高水平上述炎性因子的患者術后6個月骨隧道存在明顯擴大。以上研究表明，ACL重建術后含有大量炎性因子的滑液滲入到骨隧道，使骨浸泡于炎性因子中，是導致骨隧道擴大的原因;也有學者提出不同的觀點。他們觀察了一組ACL重建術后感染病例，認為如果感染的膝關節內關節液量大且壓力高，其移植物所受到的滑液浸泡效應大，那么術后骨隧道擴大將會明顯。但結果卻是感染病例比沒有此并發癥的病例骨隧道擴大更嚴重，但并沒有統計學差異，說明生物性因素在骨隧道擴大中的作用微弱［13］。

2 ACL重建術后骨隧道擴大的預防

2.1 改進手術方式及器械 研究表明，通過改進手術方式，如制備骨隧道時使用轉速慢的電鉆，以減少因產熱造成的骨壞死;選用近關節的固定方式進行移植物的固定;對移植物進行預張力;選擇適當的骨隧道位置，術后采用相對保守的康復方式等均能有效地預防ACL重建術后骨隧道擴大。近年來學者們采用一些新的技術和器械，試圖最大限度地預防ACL重建術后骨隧道的擴大。Jagodzinski等［14］采用異種的多孔骨柱通過壓配的方式對ACL重建術中的腘繩肌腱移植物進行固定，并與可吸收界面螺釘進行比較。在關節鏡的監視下，他們將兩種固定物盡量放置在脛骨隧道內口對移植物進行固定，結果發現前者能顯著減小骨隧道的擴大。Gokce等［15］將骨道壓迫技術應用到ACL重建中，術中首先用6 mm的鉆頭制備骨隧道，然后使用直徑遞增的隧道擴張器獲得理想直徑的骨隧道，以提高骨隧道壁骨的質量。

2.2 術中保留交叉韌帶殘端 交叉韌帶斷裂后的殘余纖維形成交叉韌帶的殘端，隨著對其認識的不斷深入，發現ACL重建時保留殘端可預防術后骨隧道的擴大。殘端組織中含有豐富的血管組織，保留殘端有利于重建韌帶的再血管化、增生和重塑的過程，提高關節的穩定性;另外，保留殘端可以封閉骨隧道，阻止關節液進入骨隧道，減輕滑液浸泡效應。

2.3 骨隧道內干預 ①自體條件血清(ACS):ACS是一種富含內源性IL受體阻滯劑的可注射物質。鑒于骨隧道擴大與炎性因子有關，Darabos等［16］對62例患者于ACL重建術中及術后第1、6、10天于關節腔內注射ACS，并與對照組進行對比。發現注射ACS能明顯降低關節液中IL-1β的水平，預防骨隧道擴大。②血小板血漿(PRP)和小牛脫蛋白松質骨(DPB):翟文亮等［17］進行了自體肌腱移植ACL重建術的動物實驗，他們在動物骨隧道內預先填塞PRP和DPB，對骨隧道關節側入口處的直徑進行CT掃描發現，PRP復合DPB或單用PRP均能有效防止骨隧道擴大。PRP是通過離心自體全血而得到的含高濃度血小板的血漿，其中含有多種高濃度的生長因子，能促進成骨細胞增殖，以早期封閉骨隧道，阻止關節滑液進入骨隧道內，從而促進腱—骨愈合，對骨隧道的擴大起到預防作用。也有學者對PRP對骨隧道擴大的影響持不同的意見。在Mirzatolooei等［18］的一組50例臨床研究中，術后3個月骨隧道的擴大也沒有因為在骨隧道中使用了PRP而減輕。

2.4 改進移植物 Mutsuzaki等［19］采用交替浸泡技術將磷酸鈣與移植肌腱相復合，然后用這種移植物進行山羊的ACL重建和臨床研究。動物實驗結果顯示術后6個月實驗組骨隧道入口處的腱骨結合面可見到更多的軟骨生長，骨隧道擴大的百分比明顯小于對照組。臨床研究顯示，術后1年實驗組和對照組股骨隧道分別擴大 15.5% ±13.4%和22.1% ±16.4%，脛骨隧道分別擴大 19.3% ±17.1%和26.1% ±13.7%，兩項實驗中兩組數據均有統計學差異。進一步證實通過將肌腱與磷酸鈣復合能有效預防ACL重建術后骨隧道的擴大。骨形態發生蛋白(BMP)是存在于骨基質的一種酸性糖蛋白，能誘導成骨的生物活性，是目前認為惟一有異位成骨能力的生長因子，對ACL重建術后腱骨愈合有促進作用［20］。練克儉等［21］對患者于骨隧道內分別植入DPB(24例)、BMP(24例)及DPB-BMP復合體(24例)，發現術后 4、8、12、16周骨隧道擴大率DPB+BMP組＜DPB組＜BMP組＜空白對照組，說明DPB-BMP復合體能減輕ACL重建術后的骨隧道擴大程度。

綜上所述，ACL重建術后骨隧道擴大雖程度不一，卻是普遍存在的現象。骨隧道擴大可影響移植物與骨隧道愈合，給ACL重建后的翻修手術帶來麻煩。導致ACL重建術后骨隧道擴大的原因是多方面的，應有針對性地采取綜合性預防手段。

［1］Jagodzinski M，Geiges B，von Falck C，et al.Biodegradable screw versus a press-fit bone plug fixation for hamstring anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective randomized study［J］.Am J Sports Med，2010，38(3):501-508.

［2］Buck DC，Simonian PT，Larson RV，et al.Timeline of tibial tunnel expansion after single-incision hamstring anterior cruciate ligament reconstruction［J］.Arthroscopy，2004，20(1):34-36.

［3］Jarvela T，Moisala AS，Paakkala T，et al.Tunnel enlargement after double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective，randomized study［J］.Arthroscopy，2008，24(12):1349-1357.

［4］Wilson TC，Kantaras A，Atay A，et al.Tunnel enlargement after anterior cruciate ligament surgery［J］.Am J Sports Med，2004，32(2):543-549.

［5］Fauno P，Kaalund S.Tunnel widening after hamstring anterior cruciate ligament reconstruction is influenced by the type of graft fixation used:a prospective randomized study［J］.Arthroscopy，2005，21(11):1337-1341.

［6］Vadalà A，Iorio R，Carli AD，et al.The effect of accelerated，bracefree，rehabilitation on bone tunnel enlargement after ACL reconstruction using hamstring tendons:a CT study［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2007，15(4):365-371.

［7］Hantes ME，Mastrokalos DS，Yu J，et al.The effect of early motion on tibial tunnel widening after anterior cruciate ligament replacement using hamstring tendon grafts［J］.Arthroscopy，2004，20(4):572-580.

［8］Zijl JAC，Kleipool AEB，Willems WJ.Comparison of tibial tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction using patellar tendon autograft or allograft［J］.Am J Sports Med，2000，28(4):547-551.

［9］Xu Y，Ao YF，Wang J，et al.Relation of tunnel enlargement and tunnel placement after single-bundle anterior cruciate ligament reconstruction［J］.Arthroscopy，2011，27(7):923-932.

［10］Van’t Hof RJ，Ralston SH.Nitric oxide and bone［J］.Immunology，2001，103(3):255-261.

［11］Berg EE，Pollard ME，Kang Q.Interarticular bone tunnel healing［J］.Arthroseopy，2001，17(2):189-195.

［12］Zysk SP，Fraunberger P，Veihelmann A，et al.Tunnel enlargement and changes in synovial fluid cytokine profile following anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon and hamstring tendon autografts［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2004，12(2):98-103.

［13］Iorio R，Vadalà A，Di Vavo I，et al.Tunnel enlargement after anterior cruciate ligament reconstruction in patients with post-operative septic arthritis［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2008，16(10):921-927.

［14］Jagodzinski M，Geiges B，von Falck C，et al.Biodegradable screw versus a press-fit bone plug fixation for hamstring anterior cruciate ligament reconstruction:a prospective randomized study［J］.Am J Sports Med，2010，38(3):501-508.

［15］Gokce A，Beyzadeoglu T，Ozyer F，et al.Does bone impaction technique reduce tunnel enlargement in ACL reconstruction［J］Int Orthop，2009，33(2):407-412.

［16］Darabos N，Haspl M，Moser C，et al.Intraarticular application of autologous conditioned serum(ACS)reduces bone tunnel widening after ACL reconstructive surgery in a randomized controlled trial［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2011，19(Suppl 1):S36-46.

［17］翟文亮，高躍川.富血小板血漿復合物對前交叉韌帶重建術后影響的影像學觀察［J］.實用骨科雜志，2012，18(5):416-419.

［18］Mirzatolooei F，Alamdari MT，Khalkhali HR.The impact of platelet-rich plasma on the prevention of tunnel widening in anterior cruciate ligament reconstruction using quadrupled autologous hamstring tendon:A randomised clinical trial［J］.Bone Joint J，2013，95(1):65-69.

［19］Mutsuzaki H，Sakane M，Nakajima H，et al.Calcium phosphatehybridised tendon graft to reduce bone-tunnel enlargement after ACL reconstruction in goats［J］.Knee，2012，19(4):455-460.

［20］Mihelic R，Pecina M，Jelic M，et al.Bone morphogenetic protein-7(osteogenic protein-1)promotes tendon graft integration in anterior cruciate ligament reconstruction in sheep［J］.Am J Sports Med，2004，32(7):1619-1625.

［21］練克儉，宋光虎，翟文亮，等.脫蛋白骨復合牛骨形態發生蛋白(BMP)對前交叉韌帶重建術后骨隧道擴大的影響［J］.中國微創外科雜志，2008，8(8):739-741.