前交叉韌帶重建術后髕股關節骨關節炎發病機制

李澤成，呂松岑(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外四科，黑龍江哈爾濱　150000)

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前交叉韌帶重建術后髕股關節骨關節炎發病機制

李澤成，呂松岑*
(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外四科，黑龍江哈爾濱150000)

*本文通訊作者:呂松岑

前交叉韌帶是膝關節重要結構，損傷后可造成膝關節不穩及生物力學改變。前交叉韌帶損傷很常見，前交叉韌帶重建術(anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR)后可以達到良好效果，不影響患者的正常生活。但人們逐漸意識到髕股關節骨關節炎等術后并發癥的發生，影響前交叉韌帶重建術后患者生活質量及軀體活動，需要得到足夠重視，對其發病機制的研究是預防其發生的關鍵。作者對相關文獻進行研究，就ACLR術后髕股關節骨關節炎的發病機制進行探討。

1 ACLR術后髕股關節骨關節炎的流行病學

髕股關節骨關節炎以關節軟骨損傷、骨贅形成、軟骨下骨改變和滑膜炎影響髕骨和股骨滑車溝為特點，ACLR后出現髕前疼痛，在上下樓、蹲起及爬山等屈曲動作時疼痛加重，可伴有摩擦音、絞鎖及膝關節腫脹，以恰當力按壓髕骨內側或外側患者有痛感，嚴重時影響生活質量及運動能力［1］。在前交叉韌帶損傷和重建術后12年的隨訪中，髕股關節骨關節炎的發生率與脛股關節骨關節炎的發生率相似，并且它們經常共存［2］。年齡小于30歲的年輕人接受ACLR后髕股關節骨關節炎典型癥狀要比普通人提前［3］。由于骨關節炎有限的保守治療措施，過早發生ALCR后髕股關節骨關節炎增加了較年輕時接受人工關節置換的風險。

雖然X線是評價骨關節炎最簡單方法，但是它不能夠觀察到早期的關節疾病，比如關節軟骨紊亂［4］。MRI能夠更敏感的觀察到關節軟骨的變化，這些關節早期變化可能導致長遠的更嚴重的關節結構變化和疼痛。許多研究應用關節鏡及MRI評估髕股關節軟骨損傷，在前交叉韌帶重建術后進行關節鏡二次觀察發現，患者髕股關節軟骨存在退變，無論是單束重建還是雙束重建，術后髕骨關節骨關節炎的發病率相似［5］。前交叉韌帶損傷后7～11年，無論保守治療還是交叉韌帶重建，MRI下髕股關節軟骨退變是正常人的30倍［6］。因此，前交叉韌帶不能夠保護退變中的髕股關節。當前的證據表明前交叉韌帶重建術后髕股關節炎發生是普遍的。雖然大多數的放射線表現是輕度的，但這對髕股關節可能有不利的影響，因此對于臨床醫生來說在術后恢復期考慮髕股關節十分重要。在前交叉韌帶重建術后髕股關節軟骨發生進一步退變，隨著時間的推移它可能導致影像學上表現為的髕股關節骨關節炎。

2 ACLR術后髕股關節骨關節炎的危險因素

2．1重建方式的選擇自體骨髕腱骨移植重建，這一手術技術已經被應用了很多年，手術過程涉及到髕韌帶和一些髕骨，這一重建類型與髕股關節癥狀有密切關系［7］。髕前疼痛在前交叉韌帶重建術后很常見，特別是在自體骨髕腱移植術后，前交叉韌帶重建術后10年里有40%的患者有膝前疼痛［7］。實際上髕前疼痛是前交叉韌帶重建術后最嚴重和麻煩的并發癥，但這一癥狀主要歸結于移植部位的疼痛，髕腱取腱處及取骨處，而與髕股關節退變無關。

最近自體腘繩肌肌腱移植應用越來越多，并且很少影響到髕股關節。自體骨髕腱移植重建比自體腘繩肌肌腱移植重建，術后患者髕股關節骨關節炎發生率無顯著不同［8］，也沒有預測到髕股關節骨關節炎影像學的變化［9］。通過術后關節鏡二次評估認為，自體骨髕腱骨移植重建與自體腘繩肌肌腱移植相比，術后髕股關節軟骨退變發生率無顯著差異［5］。也有研究認為，自體骨髕腱骨移植重建比自體腘繩肌肌腱移植行ACLR術后髕股關節骨關節炎發病率要高［10］。當前研究表明，采用自體腘繩肌肌腱重建前交叉韌帶不會阻止前交叉韌帶損傷后髕骨關節炎的發展。潛在的原因我們將在之后的文章中討論。

人工韌帶(ligamentadvanced reinforcementsystem，LARS)被廣泛研究，它具有抗疲勞、抗變形能力強、組織相容性好等優勢。但沒有研究證據表明，與自體移植物相比人工韌帶可以降低術后髕股關節骨關節炎的發病風險。最近更有文章認為LARS不應該作為移植物的首選［11］。因此，髕股關節骨關節炎需要在每一個接受前交叉韌帶重建術的個體考慮，而不是移植類型。

2．2髕股關節生物力學改變生物力學研究可能對發現前交叉韌帶重建術后髕股關節發生骨關節炎的高發風險的原因有價值。前交叉韌帶損傷破壞矢狀位的前后穩定性和橫斷面的旋轉穩定性［12］，雖然重建能夠恢復前后及旋轉穩定性，但橫斷面的旋轉范圍不是一定能恢復［13］。研究表明，前交叉韌帶重建術后的患者比前交叉韌帶沒受傷的患者脛骨的外旋活動范圍更大［14］。研究發現脛骨外旋增加髕骨外翻并增加了髕股關節負載［15］。前交叉韌帶損傷后髕腱的長度和方向發生改變，這一改變可造成髕骨的外翻和旋轉傾斜。雖然前交叉韌帶重建術后可以恢復髕腱的長度，但髕骨的旋轉傾斜和外翻沒有得到糾正［16］。有研究認為，解剖重建與非解剖重建相比，前者術后髕股關節的受力面積更接近正常人，髕股關節的受力面積更大，使得髕股關節壓強更?。?7］。這些髕股關節生物力學的改變可能預示著關節軟骨的退變和骨關節炎的發展。

2．3軟骨損傷前交叉韌帶斷裂的力量會造成關節不穩，并會對髕股關節的關節軟骨和軟骨下骨造成破壞，這是術后髕股關節骨關節炎的主要危險因素［18］。在前交叉韌帶損傷患者中可以觀察到不同程度的髕股關節軟骨損傷［5，19］。更重要的是，在前交叉韌帶重建術中記錄下來的關節軟骨的損傷預示著將在遠期放射線下會診斷出髕股關節骨關節炎［9，20］。韌帶損傷后到手術的時間延遲對髕股關節軟骨有不利影響［19］。然而，無論保守治療還是盡早手術，股骨滑車軟骨會在前交叉韌帶損傷后2年變薄［21］。

在急性前交叉韌帶斷裂時，炎癥反應會激活細胞因子和蛋白酶級聯反應，通常會損害Ⅱ型膠原蛋白網絡、蛋白多糖和其他的關節軟骨結構［22］，造成關節軟骨的退變。炎癥標記物在前交叉韌帶損傷后隨著時間推移逐漸減少，在損傷后多年炎性標記物濃度與骨關節炎患者相似［22］。然而，前交叉韌帶重建術會增加關節內的創傷，這可能會延長或進一步起動炎癥反應［22］。在前交叉韌帶重建術前及術后的關節炎癥反應的影響下，損傷的關節軟骨容易受到影響變成嚴重的關節退變。

2．4半月板損傷和半月板切除半月板和前交叉韌帶損傷通常同時存在［23］。有前交叉韌帶損傷的患者半月板切除術預示著髕股關節骨關節炎的發生［20］。在前交叉韌帶重建術時切除半月板，接下來的6年隨訪中發現半月板切除與髕股關節骨關節炎相關［20］。半月板損傷或切除能夠影響脛股關節橫斷面旋轉功能和膝關節額狀面的排列［24］，這影響到髕股關節的接觸應力，使髕股關節軟骨變薄［25］。半月板損傷或切除對髕股關節力學的影響，與后續的關節癥狀的關系需要進一步的研究?，F有的文獻表明，在前交叉韌帶損傷后盡量保存半月板可能降低髕股關節發生骨關節炎的風險。

2．5 ACLR后膝關節的活動度在矢狀面上增加屈曲角度會增加髕股關節的接觸面積和應力，這是由股四頭肌及髕韌帶共同作用的結果［26］。在前交叉韌帶重建術后的患者中出現不同程度的膝關節伸展無力［27］，與髕股關節骨關節炎發生相關［28］。膝關節伸展缺失會對髕股關節產生一個恒定的壓力負荷，這與髕股關節骨關節炎的易感性及髕股關節的癥狀都有關系［26］。前交叉韌帶重建術后膝關節屈曲角度丟失與髕股關節骨關節炎有一定聯系［28］。Shelbourne等［29］提出，術后早期開始功能鍛煉使患者能夠完全伸直膝關節并獲得完整的膝關節活動度，從而避免長期異常的髕股關節負載。

2．6股四頭肌力量降低及力量失衡在骨關節炎中肌肉無力是最早出現也是出現最頻繁的癥狀［30］，也是髕股關節骨關節炎的危險因素［31］。更強的股四頭肌肌力會使髕股關節側方軟骨得到保護［31］。股四頭肌肌力降低可能持續到前交叉韌帶重建術后6年［8］，股四頭肌肌力減低可能在髕股關節骨關節炎中起到重要作用。對前交叉韌帶重建術后1年的患者進行隨訪發現，其他功能恢復良好的患者在步行時股外側肌和股直肌已經恢復正常，而股內側肌收縮能力較健側弱［32］。股內外側肌力量失衡，造成了髕骨外側壓力明顯大于內側，這與髕股關節的退變有直接關系。

2．7性別性別差異是膝關節骨關節病已經確定的風險因素，然而不同性別患者在前交叉韌帶重建后的髕股關節骨關節炎發病風險并無差異［33］。也有研究認為，女性患者在前交叉韌帶重建后的髕股關節骨關節炎發病率更高［34］，但關于性別是否是前交叉韌帶重建術后髕股關節炎的危險因素需要進一步研究。

綜上所述，前交叉韌帶重建術后出現髕股關節骨關節炎是較常見的并發癥，并且患者有明顯的臨床癥狀，影響到患者術后的生活質量。通過對前交叉韌帶重建術后的髕股關節骨關節炎發生機制的研究，可以對患者的康復鍛煉及術后運動習慣提供科學指導，有效預防前交叉韌帶重建術后髕股關節骨關節炎的發生。

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作者簡介:李澤成(1989－)，男，研究生在讀，哈爾濱醫科大學附屬第二醫院骨外四科，150000。

收稿日期:2015-06-25

文章編號:1008－5572(2016)03－0242－04

中圖分類號:R684．3

文獻標識碼:A