(原创)图说运医新技术-韧带重建移植物的选择

赖卫国

膝关节韧带损伤无疑是日常活动中常见的膝关节软组织损伤。在刚结束的巴黎奥运会赛场上,巴黎奥运会羽毛球项目女单半决赛西班牙名将马林在右腿高高跃起落地时右膝关节明显外翻导致因伤退赛。明显就是前交叉韧带损伤。 <h3 style="text-align: center">巴黎奥运会羽毛球项目女单半决赛西班牙名将马林受伤</h3> 膝关节交叉韧带损伤后多需经手术重建,从而恢复膝关节的稳定性。今天,就膝关节交叉韧带重建的<b>移植物选择</b>做一些介绍。 随着现代骨科运动医学外科学的迅速发展,膝关节韧带重建方面的新技术和新材料也不断涌现,为临床上恢复膝关节稳定性提供了多种选择。对于一个韧带重建手术如何选择移植物,外科医生会从韧带本身<b>解剖结构、生物力学、移植物与骨道愈合和移植物固定方式</b>等诸多因素来选择。目前常用的移植物包括<b>自体组织、同种异体组织和人工合成材料</b>。这三种材料各有优缺点,本文就这三种材料各自优缺点做一些梳理。 <br>1、 自体组织(Autograft)<br>Autograft,一般从自身寻找合适的替换组织 ,包括Bone Patella Tendon Bone Autograft, Hamstring Autograft,和Quadriceps (QT) Autograft。下图是常用的能用来做自体组织移植取材位置。在国内,主流的手术方式是获取腘绳肌腱(Hamstring)作为移植物。也有用髌腱、股四头肌腱和腓骨长肌作为移植物的。 <h3 style="text-align: center">自体组织</h3> 这种拆东墙补西墙的手术方式明显存在医源性损伤的缺点。理论上,<b>人身上组织如同祖国领土一样,没有一寸是多余的。</b>据文献报道,自体肌腱最终能愈合的只有30%左右,其他70%都是成丝状结构,没有最终完成腱骨愈合。10年随访的失败率是10-12%。 用自体组织(Autograft)作为移植物有以下优点:<br><ul><li>副作用较小,术后无大的后遗症;</li><li>与自身组织的相容性好,容易愈合(也有极少数患者用自体移植物被吸收的,文章后面视频会提及);</li><li>重塑过程相对于同种异体移植物快;(但韧带有重塑过程,自体的基本要6-10个月重塑才能完成肌腱韧带化);</li></ul> 用自体组织(Autograft)作为移植物有以下缺点:<br><ul><li> 需要额外的手术时间(15-30min)获取移植物;</li><li>取出的肌腱可能不能满足手术需要(如不够长或不够粗);</li><li>存在额外的手术损伤,术后可能导致取腱处疼痛;</li><li>术后将导致部分膝关节功能损失,表现为内旋肌力下降30%,屈膝肌力下降10%。</li><li>相对于人工韧带,恢复重塑较慢,恢复过程易发生断裂。</li></ul> 2、 同种异体组织(Allograft)<br>一般是从捐献者(尸体)上选取合适的组织(Achilles tendon, patella tendon等)。当然所选取的移植材料会经过严格的筛查来确保质量和预防可传播性疾病。这种手术一般花费较高,康复时间长,而且捐献的软组织质量很大程度影响了整个手术结果。此外,还需更长术后康复时间。<br><br>用同种异体组织(Allograft)作为移植物有以下优点:<br><ul><li>无取材时间延长和额外的手术损伤,节约手术时间,降低手术难度;</li><li>愈合及重塑完成后疗效和自体腱类似;</li></ul>用同种异体组织(Allograft)作为移植物有以下缺点:<br><ul><li>具有传播疾病的危险性;</li><li>容易产生排异反应;</li><li>愈合与重塑过程较慢;</li><li>部分移植物会被吸收;</li><li>由于信仰和习惯等原因,同种异体组织没有充足的组织来源。(近期同种异体骨的社会事件就是例子)。</li></ul> 3、 人工韧带(Artificial ligament)<br>为了克服自体移植物的并发症和同种异体移植(更高的失败率和疾病传播), 目前已经开发了几种人工合成的移植物。它们之所以受欢迎,是因为容易买到,方便,疾病传播少,没有供体医源性损伤和患者可以快速康复等优点。<br><br>用人工韧带(Artificial ligament)有以下优点:<br><ul><li>人工合成材料具有较理想强度</li><li>避免了自体取材部位的损伤并发症</li><li>简化手术操作</li><li>避免同种异体肌腱的疾病传播可能</li><li>患者可以快速康复</li><li>人工韧带的安全性随着材料改进逐渐增加</li></ul> <br>用人工韧带(Artificial ligament)有以下缺点<br><ul><li>不同于自体重建手术,医生需要专业培训掌握等长重建理论,比较长的学习曲线。</li></ul><br>随着材料科学的发展,现有商业化的人工韧带核心材料是高韧性的聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二醇酯),这种材料只有碳氢氧元素,是作为人工血管的安全材料,具有极高的生物安全相容性。<br> <h3 style="text-align: center">PET元素</h3> 最后,引用复旦大学附属华山医院万方医生的一个短视频,了解一下自体肌腱重建韧带失败后翻修手术的情况。 <h3 style="text-align: center">复旦大学附属华山医院万方医生视频</h3> 今天,成功的韧带重建手术的理念已经发生了翻天覆地的变化,医生非上帝,断裂的韧带无法再生。而膝关节韧带重建的目的就是提供及时的力学的强度来维持关节的稳定性,手术的目的是快速恢复关节运动功能从而重返运动。 参考文献:<br>1, Current trends in graft choice for anterior cruciate ligament reconstruction – part I: anatomy, biomechanics, graft incorporation and fixation Runer et al. Journal of Experimental Orthopaedics (2023) 10:37<br>2, ACL graft selection: state of the art ,Koga H, et al. JISAKOS 2018;3:177–184.<br>3, Graft Selection in Contemporary Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Rafael A. Buerba el al. JAAOS Glob Res Rev 2021;5:1-10<br>