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前交叉韧带(ACL)断裂手术治疗主要是恢复膝关节前后和旋转的稳定性,特别是对于渴望返回到竞技和轴移运动的运动员。前交叉韧带重建仍然是金标准手术。由于前交叉韧带重建技术不断发展,越来越多地关注解剖和患者个体因素,前交叉韧带重建后的失败率很低,在大型注册研究中,报告的失败率为3%至5%。然而,确实还是有失败, ACL翻修重建后的结果不太好。最近的一项前瞻性研究显示,ACL翻修重建的主观结果评分下降,38%的患者符合主观失败标准,而只有20%的ACL初次重建符合这个标准。另一项研究显示,90%的患者在ACL翻修时有半月板和软骨损伤。前交叉韧带重建翻修后较差的结果提示为了避免翻修手术,在受伤时选择适当手术措施的重要性。
最近,前交叉韧带修补已经获得了国际上的兴趣,因为它保留天然韧带和本体感觉,避免供体病损,在动物模型上可能降低骨关节炎的发病率。这些好处理论上可以使术后康复更容易,如果修复失败,还可以选择ACL重建。然而据我们所知,目前没有文献讨论ACL修复后的康复方案或ACL修复失败后的结果和随后的重建方案。从历史上看,ACL修复后长期效果不佳。随着最近的技术改进,早期结果很有利,但没有得到长期结果数据的支持。本文献回顾的目的是批判性评估当前的文献,并试图提供清晰的ACL修复现状。
历史
ACL修复技术在1903年即有描述,在20世纪70年代得到普及。早期结果令人鼓舞,随后的研究表明,结果不可预测,长期松弛,长期随访存在高失败率(表一)。Feagin和Curl记录了他们成功修复西点军校学员的前交叉韧带,83%的患者在术后2年结果良好或优秀。然而,对这批患者的5年随访研究发现,94%的患者有不稳定,71%的患者有疼痛和僵硬,>50%的患者有再损伤。同样,Marshall等人也提示早期成功,93%的患者回归运动,没有患者在术后29个月经历不稳定。然而,这批患者的6年随访显示17%的失败率,77%的患者存在屈曲挛缩。由于长期随访结果不佳,Sherman等人得出结论,不能常规推荐初次修复。随后的两项随机对照试验比较了ACL修复与非手术治疗,显示出中期结果无差异。这些研究结果最终将治疗方案转向ACL重建,其中长期临床结果可靠,失败率<10%。
【表1】
基础科学
ACL愈合的组织学反应与关节外韧带,如内侧副韧带(MCL)的组织学反应有很大的不同。当内侧副韧带发生撕裂时,缺损处充满了纤维蛋白-血小板支架,允许细胞的主动重塑和韧带的愈合。相比之下,ACL不形成这种纤维蛋白-血小板支架,限制了其愈合能力。这一发现是现代ACL修复技术的一个基本原则,其目的是确定具有较高愈合潜力的ACL撕裂,再加上手术加强和生物制剂强化,以提高韧带愈合的能力。放置生物支架提供前交叉韧带损伤时两端的结构,促进血管化。血管化促进细胞增殖和ACL成纤维细胞激活,从而导致愈合组织功能增强。如果没有放置支架,ACL成纤维细胞和周围的基质应力遮挡,导致ACL残端回缩和ACL残端愈合失败。
几项研究已经调查了各种促进ACL修复支架的愈合能力,结果不同。Fleming等人发现,添加和不添加牛胶原蛋白支架的初次ACL修复之间没有组织学差异。然而,在一项后续研究中,比较猪膝关节ACL修复有无添加胶原蛋白-血小板支架,作者发现支架组在3个月时结构性能改善,细胞结构更好,细胞形状更趋于纺锤形。Murray等人评估了10只犬膝关节中段ACL缺损的愈合情况,比较了未处理缺损和用替代的胶原-血小板-富含血浆的支架处理缺损。作者发现,在术后3周和6周,支架组的缺损组织学填充和磁共振成像(MRI)愈合证据显著改善。虽然早期研究调查支架作为改善ACL愈合潜力的方法是令人鼓舞的,数据仍然是初步的,没有足够的证据证实在临床上可以等效人ACL重建。
前面提到的这些研究大多是在幼年动物模型中进行的,未能解决年龄这一混杂因素对愈合潜力的影响。Mastrangelo等人在动物模型中比较了年龄对ACL愈合组织学的影响,得出的结论是未成年标本的细胞密度最大。体外后续研究表明,来自未成年动物的细胞比来自青春期或成年动物的细胞具有更大的细胞增殖和迁移潜力。这些研究表明,在组织学上,年龄是一个变量,有利于ACL愈合。未来的研究应更明确地定义年龄如何影响ACL修复后的结果,并完善ACL修复与患者年龄的适应症。
最近的研究比较了ACL修复后的愈合与ACL重建。在大型动物模型中,数据显示修复和重建之间的愈合率相似,而修复可能在12个月时软骨保护能力增加。此外,比起ACL重建,在体内的大型动物研究与使用支架修复队列已显示组织学愈合改善,没有增加局部炎症反应。虽然这些研究结果是令人鼓舞的,目前的证据从组织学修复角度出发,不足以支持临床使用。未来的研究需要阐明最佳技术,以促进ACL修复后的愈合。
生物力学
评估前交叉韧带修复技术与前交叉韧带重建的生物力学研究很少。Vavken等人比较了猪模型生物增强ACL修复和ACL重建后术后15周的生物力学结果,得出的结论是,最大负荷、最大位移、线性刚度或前后松弛没有差异。在后续研究中,Murray和Fleming比较了猪模型ACL重建,ACL重建辅助生物活性支架,和ACL修复辅助生物活性支架,结论是结构特性,如线性刚度,屈服和最大负荷,在术后12个月时各手术技术之间相似。比较前交叉韧带修复和前交叉韧带重建之间的生物力学结果的初步研究局限在动物模型,早期数据表明,生物力学结果相似。然而,这些研究结果,到目前为止,还没有在人类的临床环境中重现。
ACL修复
在过去的十年中,对ACL修复的研究再次兴起。关节镜器械和技术的进步推动了前交叉韧带修复策略的创新。此外,与历史数据相比,对前交叉韧带撕裂类型的理解和前交叉韧带修复适应症的细化为改善结果提供了乐观的方向。
适应症
从历史上看,前交叉韧带修复表现出较差的中期结果,部分原因是由于手术适应症定义不清和术后康复方案不足。尽管整体结果不佳,早期研究发现一个亚组的患者,其由年轻的滑雪者组成,为急性损伤,前交叉韧带近端从股骨撕裂,低度轴移和较好的组织质量, ACL修复后效果很好。然而,这同一个亚组非手术治疗也有良好的结果。随着对ACL修复的重新关注,调查预测成功结果的因素是必要的,以完善手术指征。
患者年龄较年轻、急性损伤、近端ACL断裂和良好的组织质量已被认为与ACL修复后的良好结果相关,而研究表明,中段实质撕裂的患者、年龄较大的患者和回归高水平运动的患者的ACL修复后结果很差。然而,其他研究者已经扩大了前交叉韧带修复的适应症,包括通过使用前交叉韧带桥接增强修复(BEAR)技术修复中段撕裂。虽然最近的研究已经显示出令人鼓舞的短期结果,仍然缺乏长期的结果研究,需要准确分析与失败相关的风险因素。此外,缺乏大型研究,和各研究之间的异质性,限制了必要的大数据分析以确定最佳的ACL修复适应症(表二)。
【表2】
ACL撕裂类型
1991年的一项里程碑式的研究描述了4种ACL撕裂类型,按撕裂的位置分类,发现与ACL修复后的临床结果相关。I型撕裂是股骨近端撕脱,通常具有良好的组织质量,与其他撕裂类型相比,ACL修复后的临床结果较好(图1)。II型撕裂包括近端撕裂,有少量残余残端(20%的韧带)仍与股骨相连,近端中段撕裂,高达33%的韧带仍留在股骨上,被归为III型撕裂,IV型撕裂被描述为真中段撕裂。IV型撕裂与修复后最差的临床结果有关。撕裂类型是一个重要的因素,指导选择适当的修复策略。目前的文献已经显示出I型撕裂的患者较好结果,BEAR技术也正在研究,以扩大适应症到中段实质损伤。
【图1】I型撕裂
非手术治疗
虽然通常推荐前交叉韧带撕裂的手术治疗,以防止持续的膝关节不稳定,各种系统性的回顾已经证明了前交叉韧带重建和非手术治疗类似的长期结果。最近的一项前瞻性队列研究显示,使用基于标准的康复方案后,ACL撕裂手术和非手术治疗后均有良好结果。然而,最近的一项随机对照试验发现,与手术组相比,非手术组的临床不稳定率明显较高,但在术后2年,自我报告的结果没有显著差异。之前的研究强调了选择合适患者的重要性,以及继续研究ACL撕裂的不同治疗策略的必要性。【可参考编者前文Panter共识: Panter共识】
手术技术
初次ACL修复
前交叉韧带修复有多种手术技术,包括初次仅缝合修复与,锚钉固定到股骨足印区,独立缝合带加强(ISTR),缝合带辅助修复,和BEAR手术。每种技术都需要选择适当的患者,要考虑撕裂类型和组织质量。
前交叉韧带修复的最初描述涉及到所有前交叉韧带撕裂类型,通过开放手术缝合固定。在这种技术中,多个环形缝合线被放置到每个束的ACL残端近端,并通过钻孔固定在股骨足印区。
关节镜下锚钉固定的前交叉韧带修复技术适合具有优良的组织质量的I型撕裂。在这种技术中,缝合线是通过改良Bunnell方式缝合ACL每个束,固定到各自的股骨足印区。
前交叉韧带修复的ISTR技术由一个超高强度的带组成(见编者补充图1),该带可桥接前交叉韧带,股骨外侧皮质纽扣钢板固定。在这种技术中,ACL远端残端固定在股骨足印区,桥接修复,起到辅助稳定的作用。在这种技术中,前交叉韧带的撕裂端没有重新接近,因此II型、III型和IV型撕裂可能会经历应力遮挡,缝合带成为主要的负荷结构,有可能导致早期失败。
【补充图1】
前交叉韧带辅助修复
前交叉韧带修复的支持者已经将努力方向放在提高稳定性和生物学愈合的方法上,这是前交叉韧带愈合的两个主要决定因素。为了增加稳定性,已经发明了一些技术来辅助修复,从而增加术后即期稳定性,以努力提高前交叉韧带的愈合能力。在一个临床研究中,Eggli等人报告了一种动态韧带内稳定技术,以创造一个稳定的愈合环境,使原生的ACL愈合。在这种技术中,通过ACL残端放置一个聚乙烯线,固定到股骨足印区,并拉紧,以允许复位胫骨和拉近2个韧带残端。增加稳定性,可能会提高前交叉韧带愈合率,并允许扩大适应症,如中段实质破裂。(可参考编者前作: 动态韧带内稳定系统)
前交叉韧带缺乏血供和过早地失去血凝块,阻碍了早期支架的形成和韧带愈合,导致前交叉韧带修复的高失败率。BEAR手术被描述为解决这些修复后愈和的生物学缺陷。在这种技术中,尽可能直接修复ACL,补充细胞外基质支架,从而减少撕裂的ACL残端绝对靠拢的要求。
虽然各种现代前交叉韧带修复技术已被报道在小样本病例系列,高质量的长期研究是缺乏的。据我们所知,目前没有研究比较各种技术之间的结果,以指导外科医生哪种修复技术最优越。
【图2】A:ACL缝合,B:锚钉固定于股骨(白箭头);C:贴合于股骨外侧髁(白箭头)
短期临床结果
迄今为止,文献的短期研究结果参差不齐。在短期至中期研究中,报告的失败率从0%到60%不等,有1项研究描述ACL修复中移植失败的危险性是ACL重建的11倍。最近对青少年患者的回顾性回顾发现,ACL修复的失败率为48.8%,而ACL重建组只有4.8%。此外,一项系统性回顾表明,ACL修复后的存活率低至60%,再手术率>50%。该研究认为,与ACL修复相比,ACL重建有较好的患者报告结果,优越的存活率和较少并发症。
相反,最近有2组研究表明,ACL辅助修复技术在中短期随访后的结果令人鼓舞。一项随机对照试验比较了补充动态韧带内稳定(DIS)技术的ACL修复与ACL重建,发现术后2年时2组之间的IKDC评分以及失败率相似。然而,在DIS辅助修复组中,除了再断裂外,不良事件的翻修手术次数较多。一项正在进行的非随机队列研究一直在比较BEAR程序与使用腘绳肌腱自体移植的ACL重建。在术后2年,作者报告了类似的患者报告和功能结果,膝关节前后向松弛和失败率。虽然这些早期结果令人鼓舞,但在普通人群中提倡任何类型的前交叉韧带修复术之前,需要进一步调查研究之间相互矛盾的结果和高失败率。表三总结了报道ACL修复后的结果的文章,ACL辅助修复,和一些比较研究。
前交叉韧带重建
前交叉韧带重建的目标是恢复正常的解剖学和膝关节运动学,以控制膝关节前后和旋转稳定性。骨-髌腱-骨移植被认为是大多数骨科医生的黄金标准,因为这些移植物已经显示出较低再断裂风险和良好的长期结果。最近提倡的解剖学前交叉韧带重建的个体化方法包括独立的胫骨隧道、适当的移植物张力和在股骨止点解剖放置、选择与患者特定测量值相匹配的自体移植物,以及对个体患者进行手术定制。最近的一篇系统性综述强调了解剖重建的重要性,表明44%的非解剖性前交叉韧带重建的患者在15年的随访中被诊断为骨关节炎,而接受解剖性前交叉韧带重建的患者中只有23%。做好初次前交叉韧带重建后的失败率仍然很低,最近的注册研究提示了<5%的失败率。然而,高风险患者,如年轻女性,精英运动员和高度松弛患者,失败率可以接近40%。根据这些研究结果,目前前交叉韧带重建仍然是前交叉韧带断裂患者的金标准治疗方法,但需要进一步研究处理高危人群。
【图3】:股四头肌腱ACL重建后图像(黑星)
康复
术前和术后的康复是获得ACL重建后成功的关键。已经发表了很多ACL重建后规范的康复方案,以指导ACL重建后重返运动的启动和发展。尽管发表的康复方案的种类繁多,ACL重建后,大体上还是集中在运动范围和股四头肌早期激活,其次是可耐受的闭链力量训练,在术后约3至5个月恢复跑步,和不早于术后4至6个月进行特定运动训练,逐步敏捷性练习。
与大量关于ACL重建后的术后康复策略的文献相比,据我们所知,没有研究比较过ACL修复后适当的术后康复策略。因此,ACL修复后的康复方案是从ACL重建文献中推断出来的,回归运动的进度很可能不应超过ACL重建的进度。尽管支持者报告ACL修复后手术发病率更低,恢复更快,但据我们所知,还没有研究提供数据支持与ACL重建后相似或加速的康复过程的安全性和有效性。需要进一步的研究来确定前交叉韧带修复后的适当术后康复。
重返运动
前交叉韧带重建后重返运动的比例很高,具体比例在文献中根据年龄、所从事的运动和比赛水平而有所不同。适当的时间和客观的措施,以评估恢复运动的准备情况,仍然有很大的争议,主要是因为移植物损伤的风险。目前,由于最近的研究表明,术后9个月前回归运动时移植物失败率较高,因此有较慢回归运动的趋势。
由于缺乏这方面的数据,目前还没有关于前交叉韧带修复后重返运动的准确说法。目前讨论ACL修复后回归运动的文献仅限于与不同修复技术中小样本四级病例系列,据我们所知,没有大样本系列用来确定一个通用的重返运动比例。此外,前交叉韧带修复后的精英运动员的重返运动比例是未知的,文献仅限于该患者群体的病例报告。目前用ACL重建后恢复比赛的标准推断到ACL修复研究。然而,需要进一步的研究,以确定这是否适当,以允许ACL修复后安全有效地重返运动。
总结
作为前交叉韧带断裂患者的一种手术选择,前交叉韧带修复重新引起大家的兴趣。尽管历史上的失败率很高,但已经存在创新,以改善稳定性和生物学愈合,努力改良韧带的愈合,降低ACL修复后的失败率。手术技术的发展似乎导致了比历史报告更好的短期结果。然而,仍然缺乏关于长期结果、大型研究系列和修复技术之间比较的文献。此外,还没有高质量的研究显示与ACL重建后的结果相当。虽然前交叉韧带修复的进展令人鼓舞,但据我们所知,没有数据支持前交叉韧带修复优于前交叉韧带重建,因为最近的报告显示前交叉韧带修复后的失败率很高。基于这些原因,目前对于前交叉韧带断裂造成功能损伤的患者,ACL重建仍应是金标准治疗。在未来,如果早期的ACL修复结果研究得出与ACL重建后相一致的长期结果,那么对于特定的个体来说,选择撕裂类型的ACL修复可能会有一定的作用。
【全文完】
该文来源:J Bone Joint Surg Am. 2020;102:1900-15 d http://dx.doi.org/10.2106/JBJS.20.00509
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