膝关节韧带损伤与修复重建

膝关节韧带损伤与修复重建 -----北医三院 敖英芳教授 膝关节韧带是保证膝关节正常运动功能的重要稳定结构。膝关节韧带损伤如果治疗不当均可导致膝关节不稳而影响关节功能，其继发关节内结构损伤又会加重关节损害。因此，膝关节韧带断裂的修复与重建对恢复膝关节的稳定性与功能显得尤为重要。近年来对膝关节的结构功能从组织解剖、超微结构、生物力学和动力学等多方面进行了深入的研究，特别是对韧带损伤的研究有了很大的进展。临床方面，随着现代关节镜微创外科技术的发展与应用，膝关节内韧带断裂修复与重建的传统开放手术逐渐被关节镜手术所取代，手术方法亦不断改进，临床疗效明显提高。 膝关节单纯韧带损伤按损伤程度分为3度：Ⅰ度：限于少数韧带纤维的撕裂，局部疼痛，关节的稳定性无变化。Ⅱ度：多数韧带纤维撕裂，局部反应较重，功能受限明显，但对关节稳定性影响不大。Ⅲ度：韧带完全断裂。Ⅲ度损伤根据韧带断裂后应力试验测定的关节面移位程度又可分为轻度不稳定（5 mm，+）、中度不稳定（5～10 mm，++）和重度不稳定（＞10 mm，+++）。Ⅰ度、Ⅱ度损伤需保守治疗，单纯侧副韧带断裂轻度不稳定者也可用保守治疗，石膏固定4～6周，加强股四头肌锻炼，也可收到良好效果。如侧副韧带及周围组织损伤较重，明显不稳，或合并交叉韧带或半月板损伤，则应及时手术修复。 1　膝关节内侧副韧带损伤 膝关节内侧副韧带为关节囊纤维层的增厚部分，呈基底向前的扁宽三角形，分为深浅两层。深层较短，为关节囊的一部分，即关节囊韧带，内侧面与半月板相连；浅层较长，起于股骨内髁的内收肌结节附近，斜向内下方止于胫骨上端的内面，下止点在鹅掌腱的深方、胫骨结节旁内侧、胫骨关节面下2～4 cm处。内侧副韧带浅层前部纤维纵形向下，称为前束；后部纤维较短称为斜束，斜束又分为上斜束与下斜束，分别斜向后下方与后上方相交于膝关节边缘。膝关节内侧副韧带具有保持关节稳定和调节关节活动的功能，其紧张度随关节位置不同而改变。膝关节在完全屈曲位时韧带前束紧张，后束松弛；半屈位时前后束均松弛，完全伸直时全部韧带紧张。因此，膝关节半屈位时内侧副韧带最易受伤。此外，韧带紧张时，通过神经反射作用可使膝关节周围肌肉收缩，从而加强关节的稳定性。如果韧带端裂或在松弛状态下愈合，膝关节将会失去这一神经肌肉反射作用，加重关节不稳。 1.1　急性内侧副韧带损伤 完全断裂应予以手术修复缝合修复断端，恢复其稳定性。需要强调指出的是内侧副韧带下止点断裂，断端从鹅足与胫骨间的夹缝中拉出，保守治疗不可能使其复位。此外，胫骨内面为皮质骨，表面光滑很难与断端愈合，因此，更应尽早手术治疗。单纯膝关节内侧副韧带断裂直接修复韧带；若合并关节内损伤，应先探察处理关节内（有条件者应用关节镜），然后修复内侧副韧带。 1.1.1　上止点与体部断裂的修复 用4号丝线或涤纶编织线直接进行断端的对端或重 叠缝合修复；如果上止点断裂为撕脱性断裂，需将断端上提缝合（“U”形缝合或“8”字缝合）在骨膜上；带有骨块的撕脱，骨块较大时可用螺钉或齿状垫圈固定，骨块较小时用用克氏针加缝合固定，可在骨面钻孔用涤纶编织线缝合。 1.1.2　下止点断裂的修复 由于下止点附着在胫骨上端光滑而坚硬的内侧面，断裂多 为撕脱性断裂，很少带撕脱骨块，其断端很难直接逢合与固定，需要进行止点重建（将断端嵌埋入骨洞后固定）。方法为：在鹅足深方（水平切开鹅足进入更便于操作）内侧副韧带下止点处沿其走行方向用骨钻在骨面上开骨洞至髓腔，再在骨洞远端钻两个与骨洞相通的骨孔，用涤纶编织线缝编断端后将断端引入骨道，两根缝编线经骨孔引出拉紧打结固定。带撕脱骨块的断裂可以用带齿垫圈的螺钉进行原位固定修复。 1.2　陈旧性膝关节内侧副韧带损伤 1.2.1　韧带上止点及体部断裂延长松弛愈合者 可行上止点上移手术。术中根据韧带的宽窄及附着部的范围确定骨块的大小后连同韧带附着部凿取连有韧带附着部的骨块（一般约为2 cm×2 cm大小），然后从韧带上方开始沿韧带前后缘连同关节囊一起进行松解，直到关节隙水平能够将韧带向前上移位紧缩并将骨块连同韧带向上拉紧，紧缩内侧副韧带（通常可上内移1～1.5 cm左右），然后在该处皮质骨开槽后将骨块嵌入、用松质骨螺钉固定。 1.2.2　下止点损伤不能进行韧带紧缩者 可以利用半腱肌腱加固内侧副韧带。 （1）静力性韧带重建：利用半腱肌腱重建。解剖×半腱肌腱远端，保留远侧附着部，切断肌腱近侧端；在股骨内髁内收肌结节处内侧副韧带上止点上方开一纵行骨槽后屈膝30°、膝关节内翻位在股骨内髁内收肌结节处内侧副韧带上止点上方开骨槽后拉紧，近侧游离端用带齿螺钉固定或用骑缝钉固定。 （2）动力性加固内侧副韧带：解剖游离半腱肌腱，两端均不切断，保持其连续性。在股骨内髁内收肌结节处内侧副韧带上止点上方开一横行骨性沟槽，将半腱肌腱牵引嵌入悬挂在骨槽内。该方法的优点是保持肌腱与肌肉的完整和连续性，当肌肉收缩时又可使肌腱紧张，从而增强膝关节内侧的稳定性。 1.2.3　术后处理 术后棉花腿加压包扎，用可调性膝关节支具固定20°～30°，3～4周开始膝关节逐渐屈伸功能练习和负重训练，6周屈膝角度过90°、全负重，8周屈膝角度过120°以上并逐渐至正常；保护性带膝关节支具3个月，加强肌力训练，半年后可以恢复一般性运动。 2　膝关节外侧副韧带损伤 外侧副韧带为一长约5 cm的圆索，位于股骨外上髁与腓骨小头之间，有腘肌腱和疏松组织与关节囊相隔，不与半月板相连。膝下外动脉、神经穿过其深面。伸膝时，此韧带紧张，与髂胫束共同限制膝关节内收和胫骨的旋转活动。在屈膝时松弛，允许小腿作少许内收和外旋运动。若膝关节过度内收，可造成外侧副韧带的撕脱或撕裂。外侧副韧带是膝关节伸直时抵抗内翻应力的主要稳定结构，该副韧带韧带完全断裂将引起膝关节外侧不稳。因此，外侧副韧带完全断裂应手术治疗。 2.1　单纯外侧副韧带断裂的处理 (1)韧带中间部断裂可用Bunnell法作端端缝合，并可从股二头肌腱末端前缘部切一腱条，长6～8 cm，于近端切断与之缝合。亦可用丝线进行两端的8字缝合。 (2)腓骨部的撕裂可用粗丝线按Bunnell法固定附着到骨。 （3）上止点处断裂要采用骨钻孔法进行断端的原位修复重建。 2.2　复合韧带伤的修复 （1）外侧副韧带和腘肌的股骨外髁附着部撕裂，可用带齿垫圈螺钉固定，将外侧副韧带近端固定在原附着部，同时用丝线将腘肌缝合固定该处。 （2）后外侧的弓状韧带和豆腓韧带复合体从腓骨小头撕裂，用丝线缝合；上端撕裂缝合在腓肠肌外侧头深面的骨膜上；如撕裂在中部，则作间断缝合，并将外侧缘向前推进，缝合在外侧正中关节囊的后缘和外侧副韧带的后缘。还可应用股二头肌腱，腓肠肌腱和髂胫束加强修补。 2.3　术后处理 术后棉花腿加压包扎，屈膝30°位，下肢长腿前后石膏托固定，3～4周开始膝关节逐渐屈伸功能练习并可换用可调性膝关节支具并逐渐负重训练，6周屈膝角度过90°全负重，8周屈膝角度过120°以上并逐渐至正常；保护性带膝关节支具3个月，加强肌力训练，半年后可以恢复一般性运动。 3　膝关节前交叉韧带损伤 3.1　膝关节前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL） ACL起于胫骨髁间棘前方稍偏内侧，斜向后上止于股骨外髁髁间侧面后部。胫骨端附着部较粗大，呈卵圆形，面积约3 cm2，股骨附着部相对细小，呈扇形，面积约2 cm2。ACL分为前内、后外与中间束，前内束屈膝时紧张，后外束伸膝时紧张，中间束在膝关节屈伸运动中始终保持张力。正常ACL与胫骨平台保持一定的角度，屈膝90°时约30°，伸直时为40°～45°。ACL是重要的静力与动力性稳定结构，与其他韧带共同保持胫骨关节的正常运动。ACL的主要功能是屈膝时防止胫骨前移，伸膝时阻止膝关节过伸；同时控制膝关节旋转，在不同屈膝角度时控制膝关节内外翻，伸膝时参与最后的锁扣运动，具有本体感受功能。正常ACL受力一般为445 N，运动时为500～1000 N，断裂强度平均为1730 N。其抗拉、抗张强度随年龄增长而下降。不同速度的加载会引起不同部位的损伤，快速加载多造成实质部断裂，慢速加载容易引起止点撕脱损伤。 3.2　ACL损伤治疗概况 目前，有关ACL急性损伤的治疗，尤其对膝关节生物力学特性的研究，随着近年来临床基础研究的进展，对膝关节稳定机制的了解更加深入，许多学者都积极主张对交叉韧带断裂进行早期甚至急诊修复或重建。早期手术的优点是损伤部位清楚、组织修复条件好、能够早期修复，并可处理合并损伤，使膝关节早期恢复稳定性，防止后遗病变发生。 ACL重建的方法较多，临床效果也不尽相同。以往ACL修复与重建均为开放式手术，随着关节镜微创外科的发展，关节镜下ACL重建技术已非常成熟，并广泛应用，传统的切开重建手术已基本被关节镜下重建手术所取代。ACL重建与修复材料主要有：自体材料[骨-髌腱（中1/3）-骨复合体、腘绳肌腱与髂胫束等]、同种异体材料、人工材料。但目前最常应用的是自体材料中的腘绳肌腱。目前，ACL单束重建已取得很好的临床效果，但总是留有膝关节旋转改善欠佳的遗憾。因此，人们在ACL单束重建的基础上正在进行ACL双束重建的研究，尽管临床效果方面有优于单束重建和并无提高的不同观察结果，但也表明随着研究的不断进行，正向着解剖与生物力学重建方面发展。 3.3　关节镜下重建手术 单切口全镜内技术，以内置纽扣固定半腱肌腱、股薄肌腱重建ACL的方法为例。 3.3.1　重建移植物半腱肌腱、股薄肌腱的切取 在膝前胫骨结节内侧接近鹅掌腱附着处行一纵切口，长约4～5 cm，逐层切开解剖至鹅掌腱，沿其上缘解剖出要切取的半腱肌腱、股薄肌腱，充分游离后用取腱器潜行切取肌腱全长。取材时要注意隐神经及血管损伤。 3.3.2　移植肌腱的准备 将半腱肌与腱股薄肌腱一折为二重叠成四股，固定在移植物准备操作台上进行剪修缝编准备，然后折转端用4～6 mm宽的尼龙编织带联接在内置纽扣（微孔钢板）的两个中心孔内（目前已有制备好的带袢的微孔钢板，袢长有2.0、2.5、3.0、3.5等不同规格可供直接选用），另一游离端用0号涤纶编织线缝合后备用。用0号可吸收缝线穿过一个边孔，做为引导线将内置纽扣（微孔钢板）经骨道引到股骨皮质外，另用一根2-0缝线穿另一边孔用来最后旋转内置纽扣（微孔钢板）进行固定。缝编后的肌腱要在工作台上用80 N的力进行预牵张5分钟。 半腱肌腱股骨端插入骨股骨道内的深度至少为15 mm（20～25 mm最好）。移植物插入的期望深度加上连接线的长度就是整个股骨骨道的长度，按此要求准备移植物。 3.3.3　骨道的制做 骨道定位与前述方法相同，胫骨骨道及股骨骨道装入移植物段的直径根据移植物的粗细程度选定（一般为7～8 mm）。胫骨侧骨道制成后用镜内钻头在髁间窝底部钻制股骨侧骨道，其长度要比预定将移植物插进植入骨道内的长度深6 mm，以便为内置纽扣提供扭转半径。然后用4.5 mm的钻头经胫骨骨道进入股骨侧骨道盲端顶部后再继续向前钻，直至穿透骨皮质使骨道贯通于软组织，并用带刻度的长探针精确测量股骨骨道的长度。 3.3.4　将移植物引导装入骨道 在所期望将移植物插入股骨骨道内长度的位点的近端6 mm处留置标志，然后利用27 mm x15的导引针牵引移植物，将导针经胫骨骨道进入关节腔，再至股骨骨道内，然后将牵引线穿软组织及皮肤引出，再把移植物牵拉到骨道内，当标志点达到股骨骨道内口时，将2-0牵引线向外牵拉，使内置纽扣旋转，再将移植物回退6 mm，内置纽扣就可平行于骨皮质嵌压在骨道外口上而起到固定作用。最后屈膝30°位拉紧移植物远端并根据其长度酌情应用固定方法固定。 3.3.5　术后处理与康复 术后麻醉期后即可鼓励患者开始肌肉收缩练习，48～72小时内拔引流管，3～5天后开始在0°～30°～60°的被动活动进行膝关节功能康复。第1周免负重，第2周部分负重，第3周全负重并可弃拐，第3周屈膝达90°，4周过90°，5～6周至120°，第8周屈伸活动应至正常，带活动型膝支具保护3个月，半年后可参加一般性体育活动。运动员恢复体育运动训练与比赛需要一年。 4　膝关节后交叉韧带损伤 后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）其于股骨内髁关节面的外侧后部，止于胫骨关节面后下方斜坡的凹陷处，约在胫骨平台下方0.5 cm处。PCL比ACL粗大，是ACL强度的两倍，分为前外与后内两束，前外束屈膝时紧张，后外束伸膝时紧张。PCL是保证膝关节后向稳定的重要结构。目前，随着体育运动的广泛开展及交通伤的增加，PCL损伤发生率明显增高；同时对PCL生物力学特性研究的进一步深入，发现PCL对膝关节稳定性具有重要作用，PCL断裂将会导致后向不稳与旋转不稳，严重影响关节功能，尤其合并后外侧结构损伤时会出现严重后外侧不稳。 4.1　PCL止点撕脱断裂的原位修复 单纯PCL胫、股骨端撕脱断裂的修复应进行止点原位修复。对带有较大骨端撕脱骨片者，应将撕脱骨片整复后，用1～2枚加压螺钉（金属或可吸收螺钉）固定撕脱骨折块。通常胫骨端下止点处撕脱断裂较多，股骨端附着处撕脱断裂临床上很少见。目前，PCL胫、股骨端撕脱断裂的修复均可以在关节镜下很好完成。 4.2　关节镜下PCL重建 关节镜下股骨单隧道重建后交叉韧带的移植物可应用自体骨-髌腱（中1/3）-骨四股薄肌腱与半腱肌腱、股四头肌腱等。另外，亦可选用同种异体肌腱、人工韧带重建。股骨双隧道双束重建后交叉韧带也已开展并取得很好的临床效果，同时胫骨、股骨双隧道双束重建后交叉韧带也在临床研究中。 关节镜下重建手术：单切口前入路全镜内技术（以应用挤压螺钉固定骨-髌腱（中1/3）-骨复合体自体移植重建PCL为例）。 4.2.1　取腱 纵行切口，长约7～8 cm，逐层切开至髌腱，切取髌腱中1/3的骨-腱-骨复合体。胫骨侧切取的骨块长2.5～3.0 cm，厚1.0 cm，宽同所取髌腱宽度；髌骨侧骨块长1.5 cm，厚0.5～0.7 cm，宽同所取髌腱。修整两侧骨块并在髌骨侧骨块远腱端侧钻孔穿牵引导线，在胫骨骨块上钻孔穿胸骨钢丝用以固定。 4.2.2　关节镜下操作 （1）膝关节前内、外侧入路置关节镜操作，处理合并损伤；用刨削器及ArthroCare低温等离子刀处理PCL残端，清理髁间内侧壁充分显露PCL上止点定位处；清理关节腔后室的滑膜隔及结缔组织，分离胫骨平台后缘下方滑膜及关节囊，显露下止点定位处，以便准确地放置PCL下止点定位器。（2）然后利用PCL定位器，在胫骨平台后缘下1～1.5 cm、稍偏外处定位PCL下骨道中心点，然后由胫骨结节旁内侧由内下斜向后上经定位器钻入导针，再经导针用空心钻（直径根据移植物骨块的宽度）钻制胫骨侧的下骨道。（3）利用上止点定位器在股骨内髁侧在原PCL上止点中心稍偏前上（内髁10点30分处）距软骨缘8 mm处定位，经定位器钻入导针，再经导针用空心钻由外向内髁的髁间面制作股骨侧的上骨道。（4）适当扩清两侧骨道，利用牵引线及诱导器将骨-腱-骨复合体（髌骨侧骨块在前）由胫骨侧骨道引入关节腔内，再引入股骨侧骨道，上骨块使用挤压螺钉固定后屈膝70°位拉紧重建的韧带，下骨块根据其所在位置酌情可用挤压螺钉（下骨块在胫骨侧骨道内的位置适于用挤压螺钉固定时）或门形钉加钢丝后固定的方法固定（下骨块在胫骨侧骨道内的位置较深在不宜用挤压螺钉固定时）。（5）合并ACL断裂者取对侧膝关节的骨-腱-骨复合体或同侧膝关节的半腱肌腱与股薄肌腱（反折成4股），采用全镜内技术重建ACL。（6）反复冲洗关节腔及伤口，关节腔内放置一根负压引流管，经内上方的灌注水管入口引出；取腱处的皮下另放置一根负压引流管经皮肤戳口引出固定；间断缝合关闭髌腱缺损处及手术切口。术后棉腿加压包扎，膝关节伸直位用可调性膝关节支具固定。 4.2.3　术后处理 麻醉期过后即鼓励病人在膝关节支具内进行股四头肌收缩练习，尽早开始股四头肌等长收缩、直腿抬高和被动的活动度练习。48小时后拔去引流，第2～3天可扶拐下地；1周后膝关节开始0°～60°范围内的功能练习，部分负重，并逐渐至2周全负重、弃拐；4周屈膝应过90°，6周屈伸应在0°～120°的范围，8周屈伸活动应达到或接近正常；保护性使用膝关节支具3个月，去掉支具后逐渐恢复日常活动，散步走路，练习静蹲；5个月可上楼梯，6个月可开始小跑，9个月可恢复一般性体育活动；运动员恢复运动训练与比赛需要1年。 4.3　PCL断裂合并后外侧结构损伤的修复手术 PCL断裂合并后外侧结构（外侧副韧带、掴肌腱、掴腓韧带，前两者是后外侧主要稳定结构）损伤是较严重的关节损伤，不及时治疗将会导致膝关节严重的后外侧不稳。因此，在进行PCL重建的同时要进行后外侧结构的修复与重建。