MPFL重建生物力學研究進展

張津，安江東，姜金，安麗萍，周海宇，耿喜林，王拴科

（1蘭州大學第二醫院骨科，甘肅 蘭州；2甘肅省骨與關節疾病研究重點實驗室，甘肅 蘭州）

1 MPFL解剖、生物力學及作用

1.1 MPFL解剖

Warren[1]等研究人員在仔細解剖及分析154具新鮮尸體之后得出以下結論，人體中膝關節的內側深部組成從最淺層到最深層可以總共劃分成三大部分：首先是最淺層，也就是內側深筋膜；較深層的結構包括副韌帶淺層和其位于其前部的組織；最深層則包含了副韌帶深層以及膝關節囊；然而MPFL位置正好處于膝內側支持部分的第2層，也就是股內側肌深面。因為股骨內組成較為復雜，該位置的纖維較薄，并且向著髕骨一側漸漸變寬變厚，所以至今為止學術界對MPFL股骨的起點位置仍然沒有一個精確的定論[2]。Strzelczyk等[3]認為經分析得出MPFL的長度均值是43.73毫米左右，此外髕骨止點所對應的寬度范圍是20至30毫米（均值是25.25毫米），股骨止點對應的寬度范圍是10至20毫米（均值是14.87）。上述結果的出現：首先是由于選擇尸體的年齡、種族等有所差異；另外對MPFL起點的理解也有所不同；后者是導致MPFL長和寬有所差異的重要原因，因此明確MPFL股骨側的起始位置極為關鍵。綜上所述，明確MPFL遠端的起始位置，能夠為醫學工作者探究膝關節組成結構，分析髕骨脫位術式等提供理論依據。

1.2 MPFL的生物力學和作用

經研究證明，MPFL是防止髕骨外脫最重要的支持結構。Desio等[5]認為，在髕骨內側的張力總和中，MPFL所貢獻的張力占比為53%至60%，這表明MPFL對于髕骨結構的保持起到非常關鍵的作用。

1.3 髕股關節的活動特征

陳世益等[7]在解剖10具新鮮尸體之后發現，髕股關節的活動呈現出較為規律的三維特征，當膝關節彎曲或者拉伸時，髕骨便會從股骨髁的上窩逐漸往下滑動，在30°之內其首先往內滑動，如果屈曲角度大于30°，此時髕骨逐漸滑進間溝中，同時逐步向外滑動，如果屈曲增大到90°，其便會往遠側滑動5至6厘米，這時的髕骨逐漸移動到股骨端。

2 MPFL重建術

MPFL重建即對復發性髕骨脫位的重塑過程。Sandmeier等[6]在切斷膝內側組織后，使用自體移植重建術，可以得到一個新的MPFL，這種做法可讓髕骨的活動軌跡逐步正常。Nomura等[8]提出，使用人工韌帶重新建立MPFL并用于髕骨外脫的治療過程中，實驗優良率是96%。該實驗證實，不管使用自體移植亦或是采用人工移植技術，均可以取得較好的療效。

2.1 重建MPFL所需材料

重建手術所需移植物體可劃分成三大類，第一類是自體移植物及相關材料，第二類是同種異體移植物及相關材料，第三類是人工韌帶材料。與采用自體肌腱移植相比較，同種異體肌腱及相關材料的肌腱個數不多，價格較高，容易導致排異和傳染病等，因此在臨床實踐中，通常選用同種的自體肌腱作為材料，例如髕韌帶以及闊筋膜等，臨床上經常使用的是自體半腱肌腱。

2.2 MPFL重建術式

研究人員已經發明了許多類型，例如解剖重建、雙束重建等。上述手術方式選用的移植物各不相同，然而在手術之后均獲得了較好的療效。但是，現如今學術界對此類手術方法仍然沒有一個統一的定論，不過大部分研究人員和醫生都較為認可Fithian等[9]提出的雙束重建法，由于此類手術與在MPFL髕股重新構建韌帶相似，實際上采用了解剖重建法，此法更加能夠確保原先具有的生物力學特性。

2.2.1 選取髕骨隧道

于髕骨內緣的中間點和中間、上部三分之一位置做兩個水平骨隧道，其在冠狀面呈現出“U”的形狀，隧道處與髕骨上極相距很近， 避免重建韌帶的過程中會牽拉下極,而且隧道的起點位于緊靠關節面邊緣處。該術法是依據MPFL在髕骨止點處選定進針點（MPFL的上緣也就是髕骨的內上角，下緣即為髕骨的內緣中點）。制作隧道時可運用導向器將導針放入，然后沿著導針鉆孔，防止鉆頭誤入關節損傷髕骨和軟骨，隧道的出口設置在髕骨的外緣位置。

一些研究中選用“L”狀的隧道，選用此種形狀的隧道可能會出現骨橋斷裂的問題，因此在選用這類隧道時，應確保隧道長＞2厘米，從而避免發生骨橋斷裂[10]。

2.2.2 選擇MPFL股骨止點建立股骨隧道

MPFL重建的成功與否取決于股骨止點選取是不是合適[11]。張輝等[12]在進行MPFL手術時將隧道定位點確定為內上髁與內收肌結節間的脊。如果移植物選用的是半腱肌腱，那么隧道的直徑長不能大于7毫米，然而隧道的深度不能小于20毫米；換而言之，若采用其它移植物，應該根據其直徑來明確隧道直徑。若病人的骨質較為疏松，可使用半徑較細的鉆頭打孔。這一方法是首先確定股骨止點的具體范圍從而選定股骨止點，然而沒有詳細測定韌帶改變值以及等長值，選擇該止點，能否達到重新構建前的力學強度，術后遠期療效如何仍有待進一步研究。

劉敏等[13]在詳細研究之后提出，通過髕骨結點和內收肌結節這兩個位點，相連所得線段的長度變化量較其他位點最小，一般為(2.46±0.68)mm，根據該研究可得出，在進行MPFL重建手術的過程中，應該將內收肌結節當作中心構建得到股骨隧道，然而因為內收肌結節周圍遍布血管與神經組織，因此其提出在進行手術時應該盡可能將股骨止點的上部邊緣處作為中心建立隧道，也可稍往內收肌結節的一側移動。在整個手術過程中，應該用游標卡尺測定韌帶的改變值，其中可能會出現由于人為因素等而導致的誤差，因此使用更加精密的設備能夠減小誤差，從而更加有效的測得MPFL的“等長性”，選定最恰當的股骨止點位置。

若在診治過程中，股骨的內上髁與內收肌結節這兩部分結構無法觸摸到，可稍微彎曲膝蓋，然后讓腘繩肌腱向后移動，進而與內上髁分離，方便進行觸摸診治。若患者過于肥胖，可切開一個小口，將指部伸入切口觸診，如果有必要，還可將切口擴大，從而確定兩部分結構的具體位置。

2.2.3 固定移植肌腱

從髕骨內側骨隧道孔處逐漸穿到外邊緣為止，再從其它隧道外邊緣逐步牽到骨道，肌腱的游離移植為“U”形并把髕骨牽至內側，把肌腱兩側的編織線通過擠壓螺釘牽至隧道中。有些學者認為在屈膝60°時拉緊移植物，借助于關節鏡技術，調節肌腱張力，觀測當膝關節處于各種屈度之下髕骨的活動規律與關節的解剖關聯，保證重建韌帶的“等長性”[14-28]。使用大拇指外推髕骨，當無法移動髕骨并且其可以在剛開始彎曲膝蓋時順利到達股骨滑車，這時的張力即為最恰當的張力，同時將其固定。

一些研究人員之前把肌腱縫在骨或者股內側肌上，是擔心手術之后由于運動使得其松動或者斷裂，手術之后的膝關節也無法完成制動。閆昌葆等[16]使用 Ethibond 不可吸收縫線把移植肌腱縫在股骨止點位置，已確認療效良好。

3 MPFL重建應注意的問題

3.1 MPFL的“等長”研究現狀

“等長”重建是移植物材料兩個端點的間距，理想的“等長”重建可以在術后保證膝關節活動度恒定。本文提到的“等長性”指的是重建MPFL可以接近或達到正常髕股韌帶的功能，也就是使得髕骨在剛開始屈膝之時比較順利的移動至股骨滑車，在保證移植物長度基本不變的情況下，移植物材料能不與股骨髁接觸。

3.2 MPFL重建手術中股骨止點的選取

選擇確定股骨止點位置是MPFL重建手術里至關重要的一步，換句話說，在手術中，MPFL重建術的成功與否取決于股骨的止點位置是不是合適。Panagiotopoulos等研究人員[3]在對八具尸體進行詳細解剖之后發現，在健康人體中MPFL起始點處于內上髁與內收肌結節間。由于其股骨端的起始位置不確定，因此在手術過程中關于股骨止點的位置也存在各類意見。張輝等[12]在進行MPFL手術時將隧道定位點確定為內上髁和內收肌結節兩者之間的脊；李付彬等[15]在手術過程中把內上髁和內收肌結節之間的中間位置選定為隧道的定位點。劉敏等[13]在詳細研究之后提出，在進行MPFL重建手術的過程中，應該將內收肌結節當作中心構建得到股骨隧道，然而因為內收肌結節周圍遍布血管與神經組織，因此其提出在進行手術時應該盡可能將股骨端止點的上部邊緣部分作為“中心”，以建立股骨隧道，但如果在術中通過該“中心”建立隧道不順暢，“中心”也可稍往內收肌結節處偏移。根據以上實驗結論，可得出：無論選何種方式，都不但可以確保髕骨在剛開始屈膝之時準確移動到股骨滑車，還能夠保證移植物不與股骨髁相互觸碰，然而遠期的療效仍然有待后續研究。

3.3 MPFL重建手術之后髕股內側與外側的壓力

在健康人體中，軟骨受到應力的作用能夠生成蛋白多糖以及膠原等。Morscher等[17]指出，如果髕骨軟骨位置的應力下降，此時會導致軟骨營養不足。這說明軟骨缺少應力會導致蛋白多糖等的含量明顯下降。根據趙定磷等[18]的實驗結果，在兔的髕韌帶緊縮術后，其軟骨出現變性。從上述研究中能夠看出，壓力升高至一定限度，將會增大髕股間的磨損，使關節受損，最后使髕骨的活動軌跡發生變化；壓力降低到一定限度，將會導致關節退變，最后也會使髕骨的活動軌跡發生變化，因此重新構建之后是不是能夠恢復至正常壓力至關重要。

3.4 MPFL重建手術中韌帶具有的初始張力

在重新構建MPFL術中，一個重要的問題即韌帶具有的初始張力，當張力增大到一定值，髕骨會向內移動，相反，則會向外移動，致使髕骨再次脫位，更嚴重的還會導致髕股關節面的退變，遠期療效不佳。李付彬等[15]在屈膝45°時適度拉緊移植物，再進行膝部彎曲與拉伸活運動，當曲度處于0°至30°范圍內時查看髕骨的穩定程度，如果沒有發生髕骨外脫，則可以認為這時的拉力最為適宜同時將其固定?，F如今臨床上最常使用的方法為，在膝部彎曲60°時適度拉緊移植物，使用大拇指外推髕骨，當無法移動髕骨并且其可以在剛開始彎曲膝蓋時順利到達股骨滑車，這時的張力即為最恰當的張力，同時將其固定。使用此種方法對韌帶剛開始的張力進行評估并不合適，因為準確掌握張力大小較為困難。

綜上所述：將MPFL重建術用于髕骨脫位治療已經發展了二十余年，關于解剖、重建MPFL前后的生物力學性質還有待今后的深入探索。