Leeds-Keio人工韌帶在膝關節韌帶損傷修復中的有效性和安全性研究

許國星 許國新 康一凡

1.第二軍醫大學附屬長海醫院骨科，上海200433；2.山東省濱州市勝利石油管理局濱南醫院骨科，山東濱州256606

Leeds-Keio人工韌帶在膝關節韌帶損傷修復中的有效性和安全性研究

許國星1，2許國新2康一凡1▲

1.第二軍醫大學附屬長海醫院骨科，上海200433；2.山東省濱州市勝利石油管理局濱南醫院骨科，山東濱州256606

目的研究Leeds-Keio人工韌帶在膝關節韌帶損傷修復中的有效性和安全性。方法將2011年1月～2012年12月在長海醫院骨科關節病區就診的膝關節韌帶損傷患者納入研究，采用隨機數表法分為Leeds-Keio組和自體移植物組，于術前和術后3、6、9、12、15、18個月時進行Lysholm、Tenger膝關節運動水平評分。結果①術前，兩組患者Lysholm膝關節運動水平評分［(43.1±6.3)分比(42.8±7.1)分］、Tenger膝關節運動水平評分［(2.18± 0.55)分比(2.21±0.49)分］比較，差異無統計學意義(t=1.039、0.982，P＞0.05)；②術后兩組患者Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分的差異有統計學意義(P＜0.05)；③Leeds-Keio組:術后3個月起，Lysholm膝關節運動水平評分［(69.9±8.4)分比(43.1±6.3)分］、Tenger膝關節運動水平評分［(4.89±0.67)分比(2.18±0.55)分］均高于術前，差異有統計學意義(t=5.983、7.763，P＜0.05)，且術后15個月時評分最高；④自體移植物組:術后6個月起，Lysholm膝關節運動水平評分［(61.4±8.9)分比(42.8±7.1)分］、Tenger膝關節運動水平評分［(4.51±0.62)分比(2.21±0.49)分］均高于術前，差異有統計學意義(t=5.983、7.763，P＜0.05)。結論Leeds-Keio人工韌帶能夠更為有效地改善患者的膝關節功能，且在術后15個月時達到最佳的治療效果。

膝關節損傷；韌帶修復；人工韌帶；聚對苯二甲酸乙二醇酯

膝關節損傷是骨關節系統常見的損傷類型，目前尚無一種理想材料可以完全解決膝關節不穩的問題。對于重建膝關節不穩的手術材料有多種，但各自均有優缺點。聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)人工韌帶具有力學性能良好、取材方便、手術簡單、術后康復快等優點，無自體移植物的來源有限和供區并發癥等缺點，無同種異體移植物的免疫排斥及疾病傳播等風險，是一種具有良好應用前景的移植材料。在本研究中，筆者分析了Leeds-Keio人工韌帶在膝關節韌帶損傷修復中的有效性和安全性，現報道如下:

1 對象與方法

1.1 對象

將2011年1月～2012年12月在長海醫院骨科關節病區就診的膝關節韌帶損傷患者納入研究，納入標準:①結合臨床癥狀、體征和影像學檢查結果確診為膝關節韌帶損傷；②符合膝關節韌帶損傷修復指征；③收住院完善檢查后進行交叉韌帶重建移植物修復手術治療；④研究取得醫院倫理委員會批準通過；⑤取得患者知情同意，簽署知情同意書。將150例符合標準的患者納入前瞻性研究，采用隨機數表法將其分為Leeds-Keio組和自體移植物組，每組各75例。Leeds-Keio組中男51例，女24例；年齡32～56歲，平均(41.8±6.2)歲；左膝39例，右膝36例；自體移植物組中男49例，女26例；年齡29～58歲，平均(40.6± 6.6)歲；左膝37例，右膝38例。兩組患者基線資料比較，差異無統計學意義(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 手術方法

1.2.1 Leeds-Keio組

1.2.1.1 膝關節腔探察常規關節鏡手術消毒后，鋪單，于髕骨下方內外側小尖刀開口，植入關節鏡器械，常規探察，確認前交叉韌帶斷裂，清理髁間，處理前交叉韌帶殘斷，處理半月板和關節軟骨的合并損傷。

1.2.1.2 前交叉韌帶重建在前交叉韌帶脛骨止點定位器定位，與脛骨內側定位器處切開皮膚，沿定位器方向打入一枚克氏針，關節鏡下見恰是前交叉韌帶脛骨止點中后1/3處，遂沿克氏針擴大骨道。關節鏡下與股骨外髁的內側面找到前交叉韌帶股骨止點，沿瞄準器斜向外上打入一枚克氏針，并沿克氏針擴大骨道，置入引導鋼絲，將人工韌帶沿骨道置入。關節鏡下見人工韌帶松緊張力適當。然后用兩枚鈦螺釘沿骨道將人工韌帶擰緊，活動膝關節見人工韌帶在位，前抽屜試驗(-)，后抽屜試驗(-)，膝關節伸屈不受限。術中所用器械由英國Neoligaments公司提供。

1.2.2 自體移植物組

1.2.2.1 膝關節腔探察常規關節鏡手術消毒后，鋪單，于髕骨下方內外側小尖刀開口，植入關節鏡器械，常規探察，確認前交叉韌帶斷裂，清理髁間及前交叉韌帶殘斷，處理半月板和關節軟骨的合并損傷。

1.2.2.2 取腱本組病例均取自健側半腱肌腱和肌薄肌腱來重建前交叉韌帶。屈膝90°脛骨結節內側橫行切開皮膚，皮下用直角鉗分離肌腱，分離出半腱肌腱和骨薄肌后用進口線1#或0#剪去針頭后對折用蚊式鉗夾好，分離后用取腱器取出半腱肌腱，長為20 cm，股薄肌腱19 cm。

1.2.2.3 修腱于另一無菌器械臺鋪單，準備持針器兩把，備鹽水盆用強生愛惜幫2#線編結。洗手護士注意用濕鹽水紗布保護肌腱。將所取兩束肌腱編織對折成一根。

1.2.2.4 鉆取骨道先用脛骨定位器定位，定位滿意后根據所取肌腱脛骨端所量直徑，鉆取脛骨骨道，然后再行股骨定位，根據所取肌腱股骨端所量直徑，鉆出股骨骨道。

1.2.2.5 重建肌腱在帶尾孔導針后穿適當長度的進口線，打結。屈膝90°，將此導線分別穿過兩條隧道，將編好的兩根肌腱分別套在尾孔的進口線上拉入隧道，伸膝，脛骨端用吸收螺釘固定，股骨端用微型鋼板固定，防止松動。

1.2.2.6 檢查關節鏡下檢查重建的肌腱、無誤，活動膝關節見人工韌帶在位，前抽屜試驗，后抽屜試驗，膝關節伸屈不受限。彈力繃帶加壓包扎，術肢支具固定。術中所用器械由美國Arthrex公司提供。

1.3 觀察指標

術前和術后3、6、9、12、15、18個月時，由非手術醫生對患者進行Lysholm、Tenger膝關節運動水平評分。

1.4 統計學方法

采用SPSS 18.0軟件進行分析，計量資料采用均數±標準差(x±s)表示，兩獨立樣本的計量資料采用t檢驗；重復測量的計量資料采用方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

術前，兩組患者Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分的差異無統計學意義(P＞0.05)；術后，兩組患者Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分比較，差異有統計學意義(P＜0.05)；Leeds-Keio組:術后3個月起，Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分均高于術前，且術后15個月時評分最高，差異有統計學意義(P＜0.05)；自體移植物組:術后6個月起，Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分均高于術前，差異有統計學意義(P＜0.05)，術后3個月時評分與術前比較，差異無統計學意義(P＞0.05)。見表1、2。

表1 兩組患者手術前后Lysholm膝關節運動水平評分比較（分，x±s，n=75）

表2 兩組患者手術前后Tenger膝關節運動水平評分比較（分，x±s，n=75）

3 討論

隨著社會的發展進步，人們在交通、體育及各種戶外活動等各個方面均迅速增長，由此導致的各類運動醫學損傷也迅速增多，其中膝關節周圍的韌帶損傷，尤其是交叉韌帶損傷而導致的膝關節不穩最為常見。膝關節交叉韌帶是膝關節穩定的重要結構之一，交叉韌帶斷裂可引起脛骨與股骨相對移動，最終可導致膝關節失穩后的相關并發癥，如膝關節軟骨和半月板損傷等，繼而可導致青少年早期出現骨性關節炎等，嚴重的膝關節骨性關節炎可導致嚴重的肢體病殘。

交叉韌帶重建移植物修復是目前治療膝關節韌帶損傷的主要方法，可供選擇的材料主要包括自體移植物、同種異體移植物和人工韌帶［1］。交叉韌帶重建最常采用自體骨-髕腱-骨(bone-patellar tendon-bone，BPTB)和腘繩肌腱(hamstring tendon，HT)移植，二者都取得了一定的臨床療效［2］。但是自體移植重建交叉韌帶存在供區病損，如膝前疼痛、跪痛等，切取腘繩肌腱導致屈膝肌力和脛骨內旋肌力減弱，以及多發韌帶損傷和翻修術移植物來源缺乏［3］。此外，移植韌帶需要將近1年或1年半的時間達到真正的韌帶化，故而在早期容易斷裂或者松弛，因此不宜進行早期的完全活動［4］。

20世紀80年代，各種材料制造的人工韌帶被用與交叉韌帶的重建，由于材料生物相容性較差和設計上的缺陷，人工韌帶重建前交叉韌帶術后2年的失敗率高達60%，因此人工韌帶逐漸被淘汰［5］。盡管如此，人工韌帶具有良好的力學性能、術后即刻穩定好、可早期活動及大批量生產等眾多優點，人工韌帶材料的研究和設計仍是該領域內的熱點問題。目前臨床應用的人工韌帶為聚對苯二甲酸二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)材料，如LARS人工韌帶和Leeds-Keio人工韌帶，已逐步應用于臨床治療［6］。

目前，關于PET聚酯人工韌帶的臨床應用價值尚無明確報道，部分研究顯示Leeds-Keio人工韌帶和LARS人工韌帶的長期失敗率較高［7］，但也有文獻報道Leeds-Keio人工韌帶取得了滿意的長期效果［8］。其中，Osanai等［9］報道了1例Leeds-Keio人工韌帶重建前交叉韌帶術后20年患者，再次行關節鏡手術，術中見Leeds-Keio人工韌帶移植物仍完好，取移植物活檢，進行組織學和超微結構檢查，結果發現Leeds-Keio人工韌帶移植物被自體成纖維細胞和膠原組織完全包裹，膠原纖維按交叉韌帶受力方向有序排列，與天然交叉韌帶的膠原纖維非常相似［9］。這就表明由PET材料制成的支架型人工韌帶植入體內后允許宿主成纖維細胞長入和膠原組織再生，并在承受應力的生理環境下塑形，形成具有良好功能的新韌帶，這在一定程度上符合組織工程韌帶的理念。

為了進一步明確Leeds-Keio人工韌帶在膝關節韌帶損傷修復中的臨床價值，筆者在上述研究中對比了自體骨-髕腱-骨移植和Leeds-Keio人工韌帶移植的臨床有效性和安全性。Leeds-Keio人工韌帶是新一代的永久支架型人工韌帶，材料質地堅固、穩定，組織相容性好，抗拉強度好，可以承受4500 N的拉力，且韌帶設計為特殊編制多孔結構，人體結締組織可以長入開放的結構中，Leeds-Keio韌帶關節腔內游離纖維部分小孔直徑30～50 μm，適合組織的長入，增加了韌帶的粘彈性，減少纖維間的磨損，防止脫屑［10］。Leeds-Keio人工韌帶抗拉伸、彎曲及扭轉的力學性能優良。體外細胞培養發現成纖維細胞能很好地在Leeds-Keio人工韌帶纖維上附著并將韌帶纖維包裹［11］。

國外研究表明LARS人工韌帶重建交叉韌帶的近期臨床療效良好，失敗率較低，膝關節滑膜炎的發生率極低［12］?；谏鲜鲅芯康慕Y果，筆者在本研究中隨訪了患者治療后的膝關節功能，并以此來反應治療的有效性和安全性。通過觀察Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分可知，Leeds-Keio組患者術后的Lysholm-Tenger膝關節運動水平評分均高于自體移植物組，這就說明Leeds-Keio組能夠取得更好的臨床效果。進一步比較Leeds-Keio組患者術后不同時間點的功能評分情況可知，膝關節功能從術后3個月起即開始恢復，到術后15個月時改善效果最佳。

綜合以上討論和分析，可以得出上述前瞻性研究的結論:Leeds-Keio人工韌帶能夠更為有效地改善患者的膝關節功能，且在術后15個月時達到最佳的治療效果。

［1］欒沖，張才龍，孫康，等.關節鏡下LARS人工韌帶與γ射線照射的同種異體肌腱重建前交叉韌帶早期臨床療效比較［J］.中國矯形外科雜志，2010，18(10):808-811.

［2］王燕.膝關節人工交叉韌帶材料的運動力學特征及臨床應用評價［J］.中國組織工程研究，2012，16(47):8893-8898.

［3］李利南，張衛國，王壽宇.人工韌帶與自體腘繩肌腱重建前交叉韌帶后的膝關節功能［J］.中國組織工程研究，2012，16(48):9010-9014.

［4］Liu ZT，Zhang XL，Jiang Y，et al.Four-strand hamstring tendon autograft versus LARS artificial ligament for anterior cruciate ligament reconstruc-tion［J］.International Orthopaedics，2010，(34):45-49.

［5］范欽波，范繼峰.關節鏡下先進人工韌帶加強系統和四股自體半腱肌腱重建前交叉韌帶的療效比較［J］.中國修復重建外科雜志，2008，22(6):676-679.

［6］袁擁軍，何國礎，岑建平.先進人工韌帶加強系統人工韌帶與自體骨髕腱-骨重建膝前交叉韌帶的早期臨床療效比較［J］.上海醫學，2009，32(7):598-601.

［7］王志麗，程超，胡曉彥.LARS人工韌帶重建與膝關節前、后交叉韌帶運動損傷［J］.中國組織工程研究與臨床康復，2010，14(16):2971-2974.

［8］Ghalayini SR，Helm AT，Bonshahi AY，et al.Arthroscopic anterior cruciate ligament surgery:results of autogenous patellar tendon graft versus the Leeds-Keio synthetic graft five year follow-up of a prospective randomised controlled trial［J］.Knee，2010，17(5):334-339.

［9］Osanai T，Tsuchiya T，Sugawara M.Histologic examination of Leeds-Keio artificial ligament implanted on the surface of a tumor endoprosthesis［J］.J Arthroplasty，2009，24(1): 159.

［10］Ibrahim SA，Ghafar S，Salah M，et al.Surgical management of traumatic knee dislocation with posterolateral corner injury［J］.Arthroscopy，2013，29(4):733-741.

［11］Chen CP，Lin YM，Chiu YC，et al.Outcomes of arthroscopic double-bundle PCL reconstruction using the LARS artificial ligament［J］.Orthopedics，2012，35(6): 800-806.

［12］Zaffagnini S，Muccioli GM，Chatrath V，et al.Histological and ultrastructural evaluation of Leeds-Keio ligament 20 years after implant:a case report［J］.Knee Surg Sports Trauma tol Arthrosc，2008，16(11):1026-1029.

Effectiveness and safety of Leeds-Keio artificial ligament in the repairment of knee ligament injury

XU Guoxing1,2XU Guoxin2KANG Yifan1▲
1.Department of Orthopedics,Changhai Hospital Affiliated to Second Military Medical University,Shanghai200433, China;2.Department of Orthopedics,Binnan Hospital of Petroleum Administration Bureau,Shandong Province,Binzhou 256606,China

Objective To study the effectiveness and safety of Leeds-Keio artificial ligament in the repairment of knee ligament injury.Methods Patients withknee ligament injury in Orthopedics Department of Changhai Hospital from January 2011 to December 2012 were enrolled and divided into Leeds-Keio group and autograft group by random number table method.Then before operation and 3,6,9,12,15,18 months after operation,Lysholm knee movement level score and Tenger knee movement level score were conducted.Results①Before operation,there were no statistically significant differences between two groups of Lysholm score and Tenger score［（43.1±6.3）scores vs（42.8±7.1）scores,t=1.039;（2.18±0.55）scores vs（2.21±0.49）scores,t=0.982,P＞0.05］;②after operation,there were statistically significant differences between two groups of Lysholm-Tenger score（P＜0.05）;③Leeds-Keio group:Lysholm score and Tenger score were higher than those before operation from 3 months after operation,the difference had statistically significant differences［（69.9±8.4）scores vs（43.1±6.3）scores,t=5.983;（4.89±0.67）scores vs（2.18±0.55）scores,t=7.763,P＜0.05］, the score of 15 months after operation was the highest;④autograft group:Lysholm score and Tenger score were higher than those before operation from 6 months after operation,the difference had statistically significant differences［（61.4± 8.9）scores vs（42.8±7.1）scores,t=5.983;（4.51±0.62）scores vs（2.21±0.49）scores,t=7.763,P＜0.05］.Conclusion Leeds-Keio artificial ligament can effectively improve the knee joint function and achieve the best therapeutic effect after operation for 15 months.

Knee ligament injury;Ligament repairment;Artificial ligament;PET

R687.4

B

1673-7210（2014）01（c）-0144-04

2013-09-18本文編輯:衛軻)

▲通訊作者