一文了解,ACL损伤修补术的前世今生

学术   健康   2025-01-08 17:02   北京  

公元170年左右(罗马时代),Claudius Galenus(公元前199-129年)首次对ACL(前交叉韧带)损伤进行了描述,随后相关诊治和康复管理不断发展。在过去的几个世纪里,各种手术治疗和保守治疗手段取代了最初的石膏固定。1885年,Mayo Robson成功完成了第一例ACL修复手术。他使用猫肠线,将ACL的两个断端重新固定在股骨连接部位,患者术后功能恢复效果显著。19世纪,ACL的手术治疗技术主要集中在恢复膝关节运动功能上,在此期间发表了首例ACL修复手术。1917年,ACL的治疗手术中开始使用移植物,并在20世纪末逐渐流行起来。20世纪80年代,关节镜技术的引入是ACL手术发展的重要里程碑,同时手术适应症的细化、医疗技术的发展以及康复方法的改进,推进了ACL手术的发展。虽然在过去20年里,出现了许多ACL损伤的治疗方法,但自体移植仍然是首选治疗方案。关节镜手术和更牢固、更安全的固定装置,大大减少了手术创伤,获得了更令人满意的ACL修复的长期效果。虽然使用股四头肌腱移植物和同种异体移植物的方法较受欢迎,但应用相对较少。最常用的仍然是髌腱或腘绳肌自体移植。同时,通过细胞培养、组织工程和基因治疗等保留ACL残端的生物学重建方法,逐渐受到青睐。2013年,Claes发现了膝关节内的一种新韧带,即ALL(前外侧韧带),可能会彻底改变膝关节损伤的治疗方法。

所有对治疗方法的改良,目的是改善ACL损伤后膝关节旋转松弛。运动学研究证明,ACL重建与ALL重建在控制膝关节轴移方面具有协同作用。近年来,医生越来越关注AI(人工智能)和机器学习在医学多个领域(包括骨科手术)中的应用,以提高术前预测能力。

引言

ACL手术技术持续发展、不断进步。解剖学和生物力学的发现,诊断,和康复管理相辅相成。


从盖伦(Claudius Galenus)时代到19世纪

公元170年左右,盖伦在其著作《论身体各部分的功能》中提到ACL。盖伦描述了膝关节的解剖结构,将交叉韧带命名为“ligamenta genu cruciate”,认为其是一种稳定关节的结构。然而,盖伦并未深入探讨其功能。此后,医学发展经历了长期停滞期,盖伦的论述成为不容置疑的“权威之言”,即唯一的真理。

19世纪,人们开始对ACL的结构、功能、损伤机制及治疗方法进行新的研究。1836年,德国的Weber兄弟出版了《Mechanik der menschlichen gehwerkzeuge(人类腿部力学)》一书,对跑步和行走的运动学进行探讨。书中的插图显示,交叉韧带由两个独立的束组成,在运动中张力不同。他们还注意到,当这些束被切断时,胫骨相对于股骨会出现前移,这是诊断ACL断裂的重要体征。1845年,法国里昂大学教授、外科医生Bonnet出版了《关节疾病论》。他建议采用保守治疗和早期康复以保护软骨组织。遗憾的是,由于未翻译成英文,他的著作多年来一直鲜为人知。
1850年,James Stark发表了《两例膝关节交叉韧带断裂病例》。包含的两例患者均接受保守治疗,使用石膏固定3个月,半刚性夹板固定10个月。1875年,Noulis在其题为《膝关节扭伤》的论文中,描述了如何通过向前牵拉小腿近段来诊断ACL撕裂,这便是“Lachman试验”的雏形。1879年,Segond首次将前外侧型胫骨平台骨折与ACL撕裂关联起来。Segond描述了ACL断裂的相关体征和症状,包括关节的剧烈疼痛、弹响、积液以及临床检查时的胫骨前移。
总之,在19世纪,保守治疗始终作为ACL撕裂的推荐治疗方法,包括使用矫形器和长时间固定。


20世纪:从韧带修复到重建

图1 1903年,Lange开始使用丝线缝合作为关节外增强手段,来治疗慢性膝关节不稳。20世纪20年代末,他的孙子Max引入了硝酸亚汞丝进行部分替代/重建ACL的技术。

1895年,Mayo Robson首次成功完成了ACL修复手术,在股骨部位缝合交叉韧带。8年随访发现,关节功能良好,无不稳定表现。1900年,Battle也报告了一例膝关节脱位患者的开放式ACL修复手术。Perthes首次使用铜和铝线,将韧带残端固定在股骨外侧髁的外侧。1913年,Goetjes建议对急性和慢性ACL撕裂进行直接修复,并开创了在麻醉下,通过临床检查进行诊断的先河。基于Perthes和Marshall的研究,ACL断裂的直接修复方法一直沿用到20世纪80年代。

1903年,慕尼黑的Fritz Lange[1864–1952]在1895年使用蚕丝编制的纤维治愈瘫痪双脚后,首次提出用“丝制人工韧带(蚕丝编制的纤维)”治疗膝关节不稳。1907年,他描述了4例利用“丝制人工韧带”与自体腘绳肌腱(hamstring tendon,HT)重建ACL的病例(图1)。蚕丝会逐渐被纤维组织包裹。Lange称赞了“蚕丝在形成纤维组织方面的惊人潜力”,德国的Max Borst[1869–1946]在几年前也曾提出过这一发现。1932年,Lange的孙子Max宣布,他成功地使用蚕丝加筋膜重建了ACL。Lange认为,蚕丝虽然无法提供关节稳定性,但可以作为一种支架,在初期提供强度的同时,促进韧带修复和再生。

图2 1934年,米兰的Galeazzi提出了他的ACL重建技术,该技术使用了远端带蒂腘绳肌移植物。

图3根据坎贝尔(Campbell)的方法,使用伸肌筋膜和髌腱进行ACL重建。红色虚线是骨骼轮廓。

此后,ACL重建技术进一步发展。1917年,Ernest William Hey-Groves发表了题为“修复交叉韧带手术”的技术说明,介绍了如何使用阔筋膜自体移植物进行ACL重建。关于手术显露,他指出:“在关节前方做马蹄形切口,最深处位于胫骨结节下方,外侧延伸至两侧腘绳肌腱的线路上”,随后进行胫骨结节截骨术,以充分显露关节。切口向外侧扩大,以便切除一条髂胫束。将移植物从胫骨连接处分离,穿过胫骨和股骨隧道,与骨膜和腱缝合。1920年,意大利骨科医生Putti发表了使用阔筋膜瓣进行ACL副韧带重建的结果。患者术后5个月即可恢复行走能力。1934年,Galeazzi首次在3名患者中使用腘绳肌腱自体移植物进行ACL重建(图2)。他使用的腘绳肌腱自体移植,从肌腱肌肉连接处制备,然后穿过关节内5毫米的胫骨隧道和股骨外侧髁上的隧道,并固定于骨膜。Galeazzi使用了三个切口:一个用于取腘绳肌腱,一个用于膝关节切开术,还有一个外侧切口用于固定。使用石膏固定4周,6周内允许适当负重。

20世纪50年代,D’Aubigne重新审视了Galeazzi’s的方法,使用带蒂的腘绳肌腱自体移植,将一条腘绳肌腱自体移植物穿过股骨隧道。Lange和Cho对这一技术进行了深入研究和改进。1936年,Campbell报告了17例患者,他们接受了“胫骨移植物(由髌腱内侧三分之一、部分股四头肌腱和髌支持带组成)”治疗。(图3)术中使用了两个不同的隧道,并将胫骨移植物固定于股骨隧道末端的骨膜。他还建议术后使用3周的固定矫形器。53%(17例中的9例)的患者术后膝关节稳定,无疼痛或僵硬,在术后6至10周内恢复体育运动能力。1963年,Kenneth Jones发表了一项ACL重建手术的报告,描述了使用髌腱中段和髌骨骨块的方法。移植物仍连接在胫骨部位,未制作胫骨隧道。由于移植物长度较短,股骨隧道从髁间窝的前缘打通,移植物固定于股骨隧道末端的骨膜(图4,5),这一技术是现代髌骨-髌腱-骨自体移植较早的尝试。

1979年,Macintosh和Marshall引入了“股四头肌肌腱替代技术”,移植物包含了中央伸肌腱的三分之一、大部分髌前腱膜,通过隧道后超出股骨髁顶部,用缝线或金属夹固定,末端向后延伸并锚定在Gerdy’s结节上。这项技术被称为“过顶技术”。一些医生建议保持髌腱与Hoffa’s脂肪垫之间的连接,以确保韧带的血管化;而其他医生则尝试通过内旋增强新韧带的负荷,在“韧带化”过程中保护移植物。在此期间,移植物从外到内穿过股骨隧道。随后使用钢丝和螺钉固定移植物。螺钉的引入带来了显著的临床改进。随着这些技术的完善、更加可靠,对前外侧关节外肌腱固定术的需求也减少了。创新的螺钉技术取得了更好的效果和更快的康复速度。汇总的结果中,30例膝关节手术被评为优秀,17个为良好,1个为一般,2个为失败。其中1例被判定为失败的膝关节表现出了极佳的稳定性。

图4新韧带穿过股骨隧道,其近端部分从股骨外侧穿出。韧带位于脂肪垫下方。

图5缝合内侧髌旁切口和髌腱缺损。红色虚线是骨骼轮廓。

20世纪80年代,关节镜(70年代末,由多伦多的Robert Jackson和剑桥的David Dandy为治疗半月板损伤而开发)被提议用于ACL手术。1982年,Dandy等人使用合成移植物完成了首例关节镜下ACL重建手术。直到80年代中期,关节镜还仅用于在前侧入口视野下照亮胫骨隧道,股骨隧道仍需通过关节切开术从外向内钻取,并使用后入路导引器。得益于关节镜和导引器的引入,医生可以通过胫骨隧道或内侧入口准备股骨隧道,从而避免了第二个切口。然而,使用髌骨-髌腱-骨技术时出现了一些新问题,包括前膝疼痛、股骨隧道内的骨块、伸展受限、髌腱炎和髌骨骨折。因此,腘绳肌腱或股四头肌腱自体移植物重新受到了关注。

Galeazzi于1934年首次引入取腘绳肌腱的手术方法,随后Macey和Cho分别在1939年、1975年对其进行了改进。1980年,Puddu使用相同的技术,通过增加一个位于内侧的关节切口,扩宽胫骨隧道,并保留了腘绳肌腱的内旋作用。1982年,Lipscomb发表了首次使用腘绳肌腱自体移植物进行ACL重建手术。随后采用此移植手术技术的外科医生,在移植物远端的自由度或固定方式、是采用单束(2股)还是双束(4股)编织,以及移植物的固定方法上做了不同尝试。后续的探索中,腘绳肌的使用发展到了三束。1988年,Friedman在使用关节镜辅助自体移植技术时,采用了四束韧带。1993年和1997年,Howell等人、Rosenberg和Pinczewski相继开展了相同的手术。1998年,Marcacci等人建议使用其中一束移植物进行前外侧肌腱固定术。使用腘绳肌腱移植物的手术,在术后康复更容易、创伤更小、关节僵硬风险更低、前侧疼痛减轻。

1979年,Marshall等人首次提出使用股四头肌腱自体移植物用于ACL重建。他使用了一种软组织移植物,该移植物起始于髌骨近端5~6厘米处,并延伸至髌腱,同时包含了髌前支持带组织。股四头肌腱自体移植物早期临床效果不佳,原因是手术过程时,需要大面积暴露并切除大部分伸肌机制,包括髌腱、髌支持带和腘绳肌腱。使用这种方法,20%的病例观察到轴移阳性、术后膝关节松弛增加和伸肌机制减弱,在女性患者中比例更高。80年代中期,Blauth报告了使用带骨栓的股四头肌腱移植物的结果。90年代末,Fulkerson等人发表了首例无需骨栓的股四头肌腱移植物获取方法。

Fulkerson报告了28例患者的临床结果,其中4例发生新的ACL断裂。作者得出结论,股四头肌腱比髌腱更厚更宽,因此能够为韧带重建提供更充足的肌腱。与髌骨-髌腱-骨和腘绳肌自体移植物相比,股四头肌腱自体移植更强、更稳定,且软组织切口更少。最近的一项系统综述得出结论,股四头肌腱在膝关节屈曲方面的功能恢复效果优于腘绳肌腱,与6个月和12个月时的髌骨-髌腱-骨效果相似。与股四头肌腱相比,腘绳肌腱在6个月时的膝关节伸展效果更好且更显著,而在12个月时效果相似。此外,与腘绳肌相比,股四头肌腱自体移植物在ACL重建中的再断裂率更低,且供体部位发病率更低。股四头肌腱在重建后,膝关节残留轴移方面似乎略优,但在患者报告的结局方面没有差异。此外,临床和功能结局以及移植物存活率均相当。然而,与髌骨-髌腱-骨自体移植物相比,股四头肌腱自体移植物在取材部位的疼痛更轻,且功能结局优于腘绳肌自体移植物。

除了传统的自体移植物、增强手术和关节镜手术外,这一时期的另一项创新是异体移植物的研究。二十世纪七十年代末,Kennedy和Willis引入了“Kennedy-LAD(韧带增强装置)”,这是一种由聚丙烯制成的人工合成韧带。1971年,Cardiff的团队开始使用人工合成的移植物,认为其具有生物学和力学潜力。然而,自1980年以来,由于相关并发症,这一手术已被放弃。这些并发症大多为积液和反应性滑膜炎(一过性滑膜炎)。这种滑膜炎的病因可能是合成材料在关节内断裂、磨损,产生颗粒。颗粒产生的原因可能是重建韧带在髁间窝处的撞击。因此,这些积液在髁间窝成形术后会消失。然而,并非所有患者的活检都会发现磨损颗粒,因此积液的真正原因尚不清楚。撞击本身和伸展受限都可能引起积液。也可能与关节内感染风险增加有关。在存在浅表感染的情况下,Kennedy-LAD可能造成关节内感染的扩散。

如前所述,Dandy等人在1982年完成了首例关节镜重建手术,并使用了碳纤维人工韧带。由于结果未达到预期,且在滑膜和肝脏中发现了人工韧带成分的沉积物,因此碳纤维人工韧带在ACL重建中的使用很快被叫停。可选择的人工合成材料还有涤纶(Dacron)和戈尔特斯(Gore-Tex),并在重建手术中作为韧带替代品而广受欢迎。然而,由于滑膜炎的发生率较高以及韧带断裂,这一技术最终被放弃。


二十一世纪:DB(双束)重建、再生重建和前外侧韧带手术

尽管在过去20年里,ACL损伤的治疗方法发展迅速、种类繁多,但自体移植仍然是首选治疗方法。与最初的方法相比,目前主要采用关节镜手术,且有了更耐用、更安全的固定装置。这大大减少了手术创伤,获得了更令人满意的长期效果。最常用的手术方法仍然是髌骨-髌腱-骨或腘绳肌自体移植。此外,虽然四股股四头肌腱移植物和同种异体移植物也颇受欢迎,但使用频率显著较低。尽管这些治疗方法得到了优化,但仍有高达25%的患者在术后出现“轴移试验”阳性。这促使医生重新审视手术方法,并更重视旋转松弛的矫正。

图6 1972年,Viernstein和Keyl在慕尼黑首次进行了双束(DB)ACL重建手术。DB代表双束,ACL代表前交叉韧带。

图7当前的ACL双束重建技术。ACL代表前交叉韧带。

1972年,Viernstein和Keyl首次提出了解剖重建技术,即使用两个独立的ACL束进行重建(图6)。基于此,其他外科医生随后进一步开展了改良手术,直到1999年,Muneta等人发表了双束重建技术,该技术至今仍在使用。现代双束重建旨在ACL束的原位恢复,以恢复膝关节在平移和旋转方面的生理运动学(图7)。2004年,Yasuda等人描述了如何恢复移植物的解剖定位。事实上,作者发现股骨在关节面上的轨迹呈蛋形,其长轴相向后倾斜30°。当使用导板测量时,应在股骨后方5至6毫米处插入一根克氏针,以定位前内侧束的隧道。

随着时间的推移,双束重建技术出现了一些问题,最终导致其受欢迎程度和使用率下降。Chuaychoosakoon等人评估了使用腘绳肌移植进行单束与双束ACL重建后术后疼痛的差异。单束组的平均术后疼痛评分均较低。

2020年,Oh等人进行了一项荟萃分析,比较了单束与双束ACL重建在生物力学结果方面的差异,并揭示这两种ACL重建方法都与膝关节正常运动学的恢复有关。在前后稳定性方面,双束ACL重建优于单束ACL重建。然而,仍然不确定哪种技术能改善内旋松弛和内旋不稳定的问题。

2019年,Dong等人发表的一项荟萃分析纳入了5项随机临床试验,结果显示双束与单束重建之间无显著统计学差异。相比之下,双束重建需要更长的手术时间、更多的固定材料,并在翻修手术中存在更多技术困难。目前尚不清楚这种技术所带来的技术难度和创伤增加,是否能被其长期益处所抵消。目前看来,单束ACL重建技术可能比双束ACL重建技术更有优势。最近,Yela-Verdú等人比较了使用自体单束、双束腘绳肌进行ACL重建,在10年随访后的临床和主观结果,其整体效果均优于术前状态。

使用自体移植的重建手术,需要从患者身上获取组织,增加了手术创伤和供体部位的发病率风险,并延长了手术时间。因此,在过去10年里,对同种异体移植的研究,始终聚焦在如何能降低供体部位的发病率、减轻术后疼痛以及缩短手术时间。使用同种异体移植的优点有很多,包括切口更小、供体部位发病率更低、移植物更容易获取、术后膝关节活动范围恢复更快以及手术时间更短。同时,其缺点包括可能发生免疫反应、细菌感染和移植物供体疾病的传播。随着时间的推移,膝关节松弛增加是另一个使用同种异体移植的缺点,它可能导致膝关节不稳定,尽管移植物保持“完整”,但患者无法恢复到以前的运动水平。最近的一项系统综述比较了自体移植与非辐照同种异体移植在ACL重建中的临床效果。

Dhillon等人对15,502例接受自体移植ACL重建的患者和1,577例接受非辐照同种异体移植ACL重建的患者进行了系统综述分析。在自体移植组中,移植物失败率为0%~9.4%,而在同种异体移植组中,失败率为0%~26.5%。在两项研究中,年轻患者接受同种异体移植的失败率较高。在所有纳入的试验中,各组的患者报告结果、前后松弛度或客观的国际膝关节病案委员会(IKDC)评分均无显著差异。

除了使用移植物的手术重建技术外,以保存ACL残端为重点的生物重建技术,如通过细胞培养技术、部分重建、组织工程和基因治疗,也越来越受欢迎。得益于成像和关节镜技术的改进,以及对生理学的研究,主要采用增强修复技术可以成功治疗ACL损伤,包括动态韧带内稳定和内支撑韧带增强。内支撑韧带增强技术,使用固定在股骨和胫骨上的聚乙烯人工韧带,以恢复ACL韧带的解剖位置,既保护了移植物,又允许韧带化。动态韧带内稳定技术也使用聚乙烯人工韧带,它通过弹簧套筒固定在胫骨上,然后穿过损伤的ACL,并固定在股骨外侧远端。采用这种方式治疗的患者报告说,膝关节功能恢复程度接近正常,满意度高,并且在大多数情况下能够较早恢复到以前的运动水平。另一种选择是使用生物型韧带进行修复。为此,需要使用如生物支架、PRP(富血小板血浆)、PRP结合胶原支架、生长因子、间充质干细胞注射和增强等技术。这些手术的共同之处在于,它们通过间充质干细胞的存在加速修复和再生。

使用生物支架(源自牛组织的胶原等细胞外基质蛋白组成的亲水性细胞外基质支架)的一个例子是BEAR(桥接增强修复技术)。在该手术中,生物支架被放置在ACL撕裂残端之间的间隙中,使用患者自己的血液进行激活。最近,一项前瞻性、多中心、随机试验比较了接受BEAR治疗的患者与接受自体移植ACL重建治疗的患者。在2年随访时,BEAR组的平均腘绳肌肌力指数显著高于ACL重建组。此外,BEAR组有14%的患者和ACL重建组有6%的患者发生了需要ACL手术的二次损伤。

富血小板血浆增强的目的是帮助移植物成熟,但结果尚无定论。Figueroa等人发表了一篇纳入516例患者的综述,接受ACL修复加富血小板血浆增强的患者组,移植物成熟更快,但骨隧道愈合模式相似。近年来,另一种治疗选择是针对间充质干细胞,特别是血管周围的间充质干细胞,它们在ACL区域发挥作用。体外研究表明,骨髓间充质干细胞的增殖率高于ACL成纤维细胞。结合生长因子的使用,它们具有促进韧带细胞分化的特性。迄今为止,能够证实这些发现的人体研究尚不多见。Gobbi等人报道了一种技术,即缝合+微骨折术,修复ACL近端部分撕裂。在另一项研究中,他们调查了在撕裂部位,注射PRP(富血小板血浆)的效果。经过一半的时间,78%的运动员能够恢复体育运动水平,5年生存率为90%。Centeno等人进行了一项研究,患者通过荧光透视引导技术,注射血小板裂解物、富血小板血浆和骨髓间充质干细胞进行治疗。3个月随访时,70%的患者在MRI评估中显示韧带愈合。Mahapatra等人在其最近的ACL修复综述中得出结论,这些技术在特定患者群体中显示出有修复的可能,并且应主要考虑用于Sherman 1型ACL撕裂。

ACL重建后,韧带的修复和膝关节长期稳定性,取决于腱骨愈合和血管再生情况。在比格犬的研究中,Xie等人发现,富血小板血浆改变了某些目标基因的表达,特别是在移植物重塑的早期阶段。作者还发现,富血小板血浆可能促进血管再生和神经再支配,这可能有助于解释为什么富血小板血浆对ACL移植物成熟具有增强作用。然而,当使用MRI评分测量移植物整合和成熟时,他们未发现两组之间存在明显差异。

随着对增强组织愈合的了解,越来越多的外科治疗从ACL重建转向ACL修复。ACL修复的神经系统更完整,可能使神经肌肉反应更快、更准确,快速收缩肌纤维的活力更强,关节位置觉和运动觉更好。

2013年,Claes等人在膝关节中发现了一种新韧带,这可能彻底改变膝关节损伤的治疗。这篇论文发表后,人们对膝关节前外侧结构的关注度提高。Claes等人创造了“前外侧韧带”(ALL,Anterolateral Ligament)这一术语。需要注意的是,自1989年美国骨科运动医学协会在斯诺马斯(Snowmass)的共识会议后,之前流行的包括Lemaire和MacIntosh手术在内的外侧关节外手术在美国几乎完全被废弃,因为临床研究未能证明其有显著益处,而且术后膝关节僵硬等并发症也无法明确排除。然而,一些欧洲骨科中心,特别是法国和意大利的中心,仍继续采用这些手术方法。

近年来,由于人们对外侧关节外手术重新产生兴趣,这些技术也在美国得到重新应用。2017年对美国骨科运动医学协会成员的调查结果显示,在开展ACL重建时,约有40%的受访者最近使用了外侧关节外手术。使用自体或同种异体腘绳肌腱进行前外侧韧带重建是最常用的技术(48.2%),其次是Lemaire或改良Lemaire技术(20.4%)。由于过去发表的案例很少,历史上疗效不佳与当前的成功之间很难进行比较。首篇关于前外侧韧带重建和联合ACL治疗的临床结果发表于2015年。运动学研究表明,ACL重建和前外侧重建在控制轴移方面具有协同作用(图8)。

图8单束前外侧韧带(ALL)重建技术。ACL代表前交叉韧带;ALL代表前外侧韧带;FCL代表腓侧副韧带;ALLR代表前外侧韧带重建。

图9 ACL重建手术的简史


TT(经胫骨隧道技术)、AMP(前内侧入路)和OI技术(Outside-in)的优缺点

ACL股骨隧道或骨槽的位置是影响膝关节ACL手术重建效果的众多因素之一。创建ACL股骨骨槽有多种技术,主要包括四种:TT、前内侧入路、OI和RD(OI逆行钻孔)。10年前,关节镜外科医生几乎普遍采用TT方法来创建ACL股骨骨槽。无引导约束或独立的ACL股骨骨槽构建方法逐渐受到青睐,但近期的ACL研究工作更侧重于ACL股骨插入点的原位恢复。据说独立技术能够更精确地实现ACL股骨的解剖学定位。

最近的一项系统综述分析了TT、AMP、OI和RD技术在创建ACL股骨骨槽时的风险、益处、优点和缺点。

TT技术的优点/缺点

优点:手术不适感和复发率较低,无需外侧切口,美观度提升,手术时间缩短,骨隧道平行,能够在轨迹中心定位隧道,与RD结合的全内技术,消除了螺钉发散问题,在推进逆行螺钉时增加了移植物张力——这些特点使得手术痛苦减少,技术难度降低。

缺点:无法自由定位股骨隧道,骨隧道扩大后可能侵犯后皮质壁,后交叉韧带撞击,固定时损伤移植物,垂直隧道放置导致旋转不稳定,移植物、隧道长度不匹配,垂直隧道在髁间切迹外侧壁形成椭圆形孔,股骨隧道影响胫骨隧道,长期骨关节炎发生率高于AMP,移植物滑脱,移植物应力增加,中立位时股骨过度外旋(胫骨内旋),以及摆动相时股骨前移增加。

AMP技术的优点/缺点

优点:股骨和胫骨隧道独立放置;ACL股骨插入点更准确、更解剖学的水平放置;保留剩余ACL纤维以允许增强;移植物类型不影响隧道放置;在初次或翻修手术中可灵活选择单束或双束重建;允许干扰螺钉平行放置;减少隧道扩宽;允许全内手术;在极度屈曲位钻孔以降低后壁爆裂风险;无需助手辅助即可实现“4”字形位置,且极度屈曲;钻孔时改善视野。

缺点:技术难度大,可见度差,矢状面角度过大,后壁爆裂和潜在的后关节软骨损伤,远端/下方导针出口可能损伤腓总神经,内镜瞄准器就位困难,极度屈曲时无法保持瞄准器稳定,极度屈曲时入路口收紧,医源性内侧股骨髁软骨损伤,扩孔器通过困难,入路口位置过低可能损伤内侧半月板前角,移植物固定装置通过困难,极度屈曲时需助手稳定膝关节,与TT相比移植物失败率和翻修风险增加,以及股骨导引器断裂。

OI技术的优点/缺点

优点:骨-移植物界面骨吸收减少,股骨隧道可预测且接近原位修复,消除移植物-隧道不匹配,避免后壁爆裂,ACL翻修手术易于再使用,接触压力在股骨隧道前部和外侧部分均匀分布。

缺点:外侧切口导致手术发病率增加,隧道关节内边缘处移植物磨损增加,手术时间延长,费用更高,且美观度较差。

OI逆行钻孔的优点/缺点

优点:轨迹内不限制解剖学放置,无液体外渗,无需极度屈曲,可使用更短的移植物,美观度改善,允许骨骼未成熟患者采用全骨骺技术,技术要求较低,隧道长度充足,干扰螺钉固定时减少后皮质损伤,允许在骨槽创建前测量股骨骨间距离。

缺点:水平隧道的锐角可能造成移植物磨损增加,全骨骺钻孔需要术中透视,手术时间延长,且增加透视费用。


未来展望

单束带状移植物(Ribbon-like graft)

去除滑膜后,ACL及其股骨和胫骨止点呈现扁平且“带状”的外观。因此,这种ACL重建方法的基本理念是开发更接近于原始止点形态的隧道形式,而不是使用圆形隧道。体内研究比较了ACL重建患者与匹配对照组在旋转中的表现,结果显示,采用单束ACL重建手术无法完全恢复旋转运动学和稳定性。生物力学数据显示存在两束ACL韧带,每束在膝关节运动时长度变化模式不同,相应的张力变化也不同。然而,目前利用骨隧道进行的ACL修复,展示的运动学特性较好。这种方法除了具有生物力学优势外,还可能具有生物学优势。由于ACL修复中的移植物是插入骨隧道中的,因此无法复制直接止点部位的解剖结构和构成。相反,移植物产生垂直的胶原纤维束来抵消剪切压力,并在移植物-隧道界面处以纤维血管瘢痕愈合,将肌腱连接到骨骼上。这些纤维束替代了间接止点部位的Sharpey纤维。移植物拉出的强度与其大小和数量呈正相关。血管在4周后才开始再生,从移植物的边缘向中心生长。Sharpey样纤维的生成和血管化可以在扩大的表面上进行。相对于其体积而言,扁平ACL移植物的接触面积,大约是球形移植物的三倍,因此移植物中心部分的距离仍然受到限制。进一步研究的方向是避免中心性坏死,这是由移植物愈合早期扩散距离减少引起的。最近的一项动物研究可能已经证明了使用扁平骨隧道对肌腱-骨修复的有益生物学影响。扁平骨隧道的结果是产生了更强的再生肌腱-骨界面和更快的肌腱-骨愈合。

机器学习曲线和人工智能

近年来,人们越来越关注人工智能和机器学习在医学多个领域(包括骨科手术)中的应用,以提高预测能力。这些前沿的统计方法使用计算机算法来模拟变量之间复杂的相互作用,从而提高预测的准确性。为了发现与预测结果指标的联系,机器学习分析可以考虑数据库中变量之间的所有潜在相互作用。然后,可以使用对预测结果有重要意义的参数来开发预测算法。通常,只需要少量明确且直接的人工计算机编程,所得算法可以用于预测未来特定患者的结果。

最近的一项研究使用机器学习分析来识别与原发性ACL重建主观失败相关的重要风险因素,并开发了一个具有临床模型来预测原发性ACL重建的主观失败。作者得出结论,借助机器学习分析可以估计ACL重建后的主观失败概率。这种方法有助于开发一种用户友好的临床即时风险评估计算机。在术前预测时,临床医生可以使用该计算机在患者特定水平上预测主观失败概率。


结论

ACL手术技术的发展历史,展示许多医生在极长一段时间内,对治疗方案的不断优化和持续研究。研究的首要目标始终是提供个性化、有效的治疗,以恢复完全稳定的关节、实现尽可能短时间且无痛的再生,以及恢复日常生活和体育运动能力。因此,现代ACL手术的共同目标是,恢复膝关节正常的运动学和功能,这可能有助于减少术后关节退变的发病率。


声明:本文仅供医学专业人士阅读参考,不代表骨今中外平台观点,希望大家理性判断,有针对性地应用。

投稿微信:17611707166

投稿邮箱:gujinzw@163.com


BREAK AWAY
往期推荐
01
ACL损伤中的Ramp损伤综述:解剖、生物力学、流行病学和诊断
02
半月板损伤:4种常用关节镜微创手术操作全指南
03
5个要点,充分解读Segond骨折合并ACL损伤!

骨今中外
中国骨科新媒体的领跑者,专注服务于32万+ 中国骨科医生及从业人员。聚焦于骨科实用手术技术的传播,免费学术资源的分享,互联网思维的结合创新与应用。
 最新文章