前交叉韧带重建后二次关节镜探查关节软骨的转归分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2960

中国组织工程研究 ›› 2021, Vol. 25 ›› Issue (2): 222-227.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2960

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前交叉韧带重建后二次关节镜探查关节软骨的转归分析

卢明峰，赵立连，邢基斯，何利雷，许挺，王昌兵

佛山市中医院运动医学科，广东省佛山市 528000

收稿日期:2019-12-27 修回日期:2020-01-06 接受日期:2020-03-04 出版日期:2021-01-18 发布日期:2020-11-21
通讯作者: 赵立连，博士，副主任医师，副教授，佛山市中医院运动医学科，广东省佛山市 528000
作者简介:卢明峰，男，1991年生，江西省赣州市人，汉族，2018年广州中医药大学毕业，硕士，医师，目前就职于广东省佛山市中医院，主要从事于关节与运动医学方向的研究。
基金资助:
广东省医学科学技术研究(20161181228306)

Posttraumatic progression of cartilage degeneration following anterior cruciate ligament reconstruction: a second-look arthroscopic analysis

Lu Mingfeng, Zhao Lilian, Xing Jisi, He Lilei, Xu Ting, Wang Changbing

Department of Sport Medicine, Affiliated Foshan TCM Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Foshan 528000, Guangdong Province, China

Received:2019-12-27 Revised:2020-01-06 Accepted:2020-03-04 Online:2021-01-18 Published:2020-11-21
Contact: Zhao Lilian, MD, Associate chief physician, Associate professor, Department of Sport Medicine, Affiliated Foshan TCM Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Foshan 528000, Guangdong Province, China
About author:Lu Mingfeng, Master, Physician, Department of Sport Medicine, Affiliated Foshan TCM Hospital of Guangzhou University of Chinese Medicine, Foshan 528000, Guangdong Province, China
Supported by:
the Medical Science and Technology Research of Guangdong Province, No. 20161181228306

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
前交叉韧带重建：前交叉韧带损伤是常见的运动损伤，损伤后常导致膝关节前后向不稳定，目前临床采用自体腘绳肌腱作为移植物，通过关节镜下单束重建前交叉韧带，恢复膝关节的稳定性及功能。
膝关节软骨：是由髌骨软骨、股骨软骨及胫骨软骨构成，主要作用是避免外力的震动和冲击，保护骨头避免磨损，缓解关节的压力，软骨越厚，关节寿命越长，关节软骨由于没有血管、神经及淋巴组织，一旦损伤确实无法修复。

背景：骨前交叉韧带重建能够恢复膝关节稳定性，降低对半月板和软骨的机械应力，从而避免包括创伤性关节炎在内的继发损伤的发生与发展。然而，一些研究表明前交叉韧带重建并不能完全阻止骨关节炎的发生发展，重建后中长期的影像学检查可发现明显的骨关节炎改变，因此目前对于前交叉韧带重建预防继发性软骨损害与继发性骨关节炎的作用仍存在争议，同时前交叉韧带重建后软骨的变化情况，尤其是早期变化，并未被完全阐明。
目的：分析关节镜下前交叉韧带重建和二次关节镜探查时关节软骨变化情况。
方法：回顾性分析2015年7月到2016年7月期间在佛山市中医院运动医学科采用自体腘绳肌腱行前交叉韧带重建并进行了二次关节镜探查的50例病例，关节镜下探查前交叉韧带重建和二次探查时软骨损伤及愈合情况，同时分析重建时年龄对于关节软骨的影响。试验于 2015-06-13经佛山市中医院伦理委员会的批准，批准号20160315。
结果与结论：①所有患者均未发生感染、移植物吸收等并发症，二次探查时Lysholm 评分、国际膝关节评分委员会评分、Tegner评分、 KT-1000侧侧差值较重建前明显改善(P < 0.05)；②前交叉韧带初次重建与二次探查关节软骨情况对比，所有患者关节软骨均有恶化趋势，其中除胫骨内侧平台、股骨外侧髁关节软骨外，髌骨下、滑车、股骨内侧髁、胫骨外侧平台关节软骨较初次重建时均有较为明显恶化(P < 0.05)；③初次前交叉韧带重建时，年龄在30岁以下和30岁以上的患者关节软骨状况接近(P > 0.05)，而在关节镜二次探查时，30岁及以上的前交叉韧带重建患者髌骨下、滑车、股骨外侧髁、胫骨内、外侧平台软骨状况较30岁以下患者明显更差(P < 0.05)；④结果提示采用自体腘绳肌腱重建前交叉韧带能够获得较好的膝关节稳定性及功能，然而即使在重建后早期，创伤后骨关节炎的变化仍在进展，因此在接受前交叉韧带重建的患者中，有必要注意骨关节炎的进展和膝关节症状的出现。

https//orcid.org/0000-0002-4264-8492(赵立连)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 关节镜, 前交叉韧带, 关节软骨, 二次探查, 膝, 年龄

Abstract: BACKGROUND: Anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction can restore the stability of knee joint, reduce the mechanical stress on meniscus and cartilage, and avoid the occurrence and development of secondary injury including traumatic arthritis. However, some studies have shown that ACL reconstruction cannot completely prevent the occurrence and development of osteoarthritis, and significant changes in osteoarthritis can be found in the long-term imaging examination after operation. Therefore, there is still controversy about the role of ACL reconstruction in preventing secondary cartilage damage and secondary osteoarthritis, and the changes in cartilage after ACL reconstruction, especially at early stage after ACL reconstruction, have not been fully elucidated.
OBJECTIVE: To analyze articular cartilage changes during arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction and second-look arthroscopic evaluation.
METHODS: From July 2015 to July 2016, 50 cases of ACL reconstruction with hamstring tendon and second-look arthroscopic exploration were analyzed retrospectively. The cartilage damage and healing between the ACL reconstruction and second-look exploration were recorded. At the same time, the influence of age on articular cartilage was analyzed. The study protocol was approved by the Ethics Committee of Foshan TCM Hospital with an approval No. 20160315.
RESULTS AND CONCLUSION: No infection, graft absorption and other complications occurred in all patients. During the second-look exploration, the Lysholm score, International Knee Documentation Committee evaluation score, Tegner score and KT-1000 lateral difference were significantly improved compared with those before operation (P < 0.05). During the second-look exploration, the articular cartilage of all patients had a trend of deterioration; except for the medial tibial platform and the lateral femoral condyle, subpatellar, trochlear, medial femoral condyle and tibial lateral platform articular cartilage tissues were significantly worsened compared with those after the initial ACL reconstruction (P < 0.05). There was no significant difference in the condition of articular cartilage between the patients under 30 years and over 30 years old in the initial ACL reconstruction (P > 0.05). During the second-look exploration, the patients with anterior cruciate ligament reconstruction who were 30 years old and above had significantly worse subpatellar, trochlear, medial femoral condyle, lateral femoral condyle and tibial lateral platform cartilage tissues than those under 30 years (P < 0.05). The results suggest that the reconstruction of ACL with autogenous hamstring tendon can achieve better stability and function of the knee joint. However, even in the early postoperative period, osteoarthritis is still progressing. Therefore, it is necessary for patients with ACL reconstruction to pay attention to the progression of osteoarthritis and the appearance of knee joint symptoms.

Key words: arthroscopy, anterior cruciate ligament, articular cartilage, second look, knee, age

中图分类号:

卢明峰, 赵立连, 邢基斯, 何利雷, 许挺, 王昌兵. 前交叉韧带重建后二次关节镜探查关节软骨的转归分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(2): 222-227.

Lu Mingfeng, Zhao Lilian, Xing Jisi, He Lilei, Xu Ting, Wang Changbing. Posttraumatic progression of cartilage degeneration following anterior cruciate ligament reconstruction: a second-look arthroscopic analysis[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2021, 25(2): 222-227.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析 50例前交叉韧带重建患者均获得完整随访，所有患者在重建1年以上均进行关节镜二次探查，全部进入结果分析。
2.2 一般资料所有患者年龄、身高、受伤至手术时间等资料见表1。

2.3 膝关节功能及稳定性与重建前相比，二次探查时 Lysholm 评分、IKDC主观评分、Tegner评分、KOOS评分均显著提升(P < 0.05)，且膝关节前向稳定性也得到明显改善，见表2。

2.4 初次重建与二次探查时关节软骨情况变化与前交叉韧带重建时相比，二次探查时所有患者关节软骨均有恶化趋势，其中除胫骨内侧平台、股骨外侧髁关节软骨外，髌骨下、滑车、股骨内侧髁、胫骨外侧平台关节软骨的Outerbridge 分级均明显恶化(P < 0.05)，见表3。

2.5 前交叉韧带重建患者年龄分布与关节软骨变化情况分析初次前交叉韧带重建时，年龄<30岁和≥30岁的患者关节软骨状况差异无显著性意义(P > 0.05)，而在关节镜二次探查时，30岁及以上的前交叉韧带重建患者的软骨在髌骨下、滑车、股骨外侧髁、胫骨内、外侧平台中的状况明显更差，见表4，5。

2.6 典型病例
患者1：男，23岁，前交叉韧带损伤合并股骨髁软骨损伤，二次探查时该处股骨髁软骨损伤较重建时加重，见图2A，B。
患者2：男，31岁，前交叉韧带断裂，重建时髌股关节软骨完好，未见病变，见图2C，二次关节镜探查时髌骨下肌滑车软骨退变明显，见图2D。
患者3：女，22岁，前交叉韧带断裂，重建时髌骨下软骨光滑，未见退变，见图2E，二次关节镜探查时髌骨下软骨毛糙、剥脱，见图2F。
患者4：男，37岁，前交叉韧带断裂，2年后行前交叉韧带重建，胫骨平台软骨软化，见图2G，二次探查时胫骨平台软骨退变明显，较重建时明显加重，见图2H。
2.7 并发症所有患者均未发生感染、移植物吸收等并发症。

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引言

材料方法

1.1 设计病例资料分析。
1.2 时间及地点研究于2015年7月到2016年7月在佛山市中医院运动医学科完成。
1.3 对象回顾性分析2015年7月到2016年7月期间在佛山市中医院运动医学科采用自体腘绳肌腱行前交叉韧带重建并进行了二次关节镜探查的50例病例。
纳入标准：①单纯前交叉韧带损伤并行关节镜下重建治疗；②18岁<重建时年龄<45岁；③自体腘绳肌腱单束重建前交叉韧带；④病程<1年；⑤无严重同侧或对侧肢体合并伤；⑥重建后12个月以上。
排除标准：①同侧肢体有严重合并伤或者多发韧带损伤或半月板损伤；②使用异体或者人工韧带等其他移植物。
所有患者均在关节镜下明确为单纯前交叉韧带损伤并进行了前交叉韧带重建。所有患者自愿于重建后1年或以上返院行关节镜二次探查和内固定取出手术。患者中男32例，女18例，前交叉韧带重建手术时年龄16-44岁，平均(32.4± 11.5)岁，体质量指数为(24.4±3.4) kg/m2，患者受伤至手术时间平均为(3.0±2.1)个月，前交叉韧带重建至二次探查时间平均为(14.3±4.4)个月，受伤至二次探查时间时间平均为(17.4±5.1)个月。已取得所有患者对病历资料使用的书面知情同意。该临床研究于2015-06-13经佛山市中医院伦理委员会的批准，批准号20160315。
1.4 方法

1.4.1 前交叉韧带重建方法患者取仰卧位，椎管内阻滞麻醉，患侧驱血，大腿根部系止血带，标准的前外侧及内侧切口，使用关节镜探查膝关节腔内韧带受损情况，清理断裂的前交叉韧带残端。取自体患侧腘绳肌腱，去除肌腱周围组织，修正满意后进行肌腱Krachow编织，肌腱编织完成后，于工作台上预牵张测量直径后备用。经前内侧入路，胫骨骨道以胫骨髁间中线及外侧半月板的前角交界处作为隧道内口的定位点，股骨内口以外髁后侧骨皮质前 2.0-3.0 mm、Blumensaat’s线下方、关节软骨上6 mm处为定位点，打入导针，选相应直径的钻头制备股骨隧道。将编制的四股腘绳肌腱从胫骨隧道穿至股骨隧道，在屈膝 100°的情况下，股骨侧移植物固定采用 Endobutton袢钢板(美国Smith-Nephew公司，国械注进 20173460195)固定，胫骨端固定均为界面螺钉 (Bioabsorbable Interference Screw，美国Smith-Nephew 公司，国械注进20153542082_20150630_)联合AO空心钉(美国De Puy Mitek，国械注进 20163461218)拴桩固定，见图1。

1.4.2 术后康复患者于手术当天即开始进行踝泵运动，股四头肌等长收缩训练。术后第2天即开始进行直腿抬高锻炼及伸膝锻炼。手术后以膝关节可调式支具伸直位制动，术后可开始屈膝功能锻炼，活动度0-90°，手术后6周达到120°，半月板无缝合患者术后即可伸直位负重行走，半月板缝合患者术后双拐保护患肢免负重下行走，6周后弃拐负重行走。所有患者于术后3个月内带可调试支具，术后3个月弃支具开始正常步行。术后12周膝关节活动度要求达到正常，术后6个月进行慢跑、跳跃等非接触性体育活动，之后逐渐恢复体育运动。
1.5 主要观察指标
1.5.1 一般资料记录自体腘绳肌腱行前交叉韧带重建并行二次关节镜探查患者的性别、年龄、体质量、体重指数、受伤至手术时间、重建至二次探查时间、受伤至二次探查时间等一般资料。
1.5.2 膝关节功能及稳定性评估采用Lysholm 膝关节评分系统(包括跛行、支撑、锁定、疼痛、不稳定、肿胀、上楼梯和下蹲等8项)、Tenger评分(分值0-10分，分值越高，表示膝关节运动功能越好)、国际膝关节评分委员会(the International Knee Documentation Committee，IKDC)评分(总分为100分，评分越高，膝关节功能越好)、KT-1000侧侧差值评定患者膝关节功能及稳定性[8-11]。
1.5.3 膝关软骨及关节炎情况采用膝关节损伤和骨关节炎评分(knee injury and osteoarthritis outcome score，KOOS)评估膝关节软骨及关节炎情况[12]。
1.5.4 关节镜下二次探查对重建后1年以上的患者进行关节镜下再探查，评价前交叉韧带重建后软骨变化情况：关节软骨损伤的程度采用改良的Outerbridge分级进行评价：0度为正常软骨[13]；1度指关节软骨的软化或肿胀；2度指浅层软骨损伤包括毛糙、裂伤和缺损，深度未达软骨厚度的50%；3度指较深层的软骨损伤，深度超过软骨厚度的50%，但尚未暴露软骨下骨；4度指软骨下骨暴露。为了研究影响软骨损伤转归，记录前交叉韧带重建时和二次关节镜检查时股骨内、外侧髁、胫骨内、外侧平台及髌骨下、股骨滑车关节面软骨损伤的情况，每个部位只记录最重程度的软骨损伤。
1.6 统计学分析采集数据，使用SPSS 20.0软件进行统计学分析。计量资料(年龄、受伤至手术时间、前交叉韧带重建至二次探查时间、受伤至二次探查时间、Lysholm 评分、Tegner评分、IKDC 评分、KT-1000 侧侧差值)以x±s表示，重建前后比较采用配对t 检验；性别、软骨损伤情况采用卡方检验或者确切概率法；检验水准α=0.05。

讨论

前交叉韧带断裂后膝关节会出现前后向的旋转不稳定性，将导致重复性的损伤，进而导致膝关节关节软骨和半月板损伤。前交叉韧带重建被认为能够重建膝关节稳定性，并进一步保护膝关节软骨免受韧带受损而带来的继发性的损害。同时，理论上前交叉韧带早期重建可避免包括创伤性骨关节炎在内的继发性损伤的发生与发展[14]。然而有研究表明，前交叉韧带重建并不能完全阻止骨性关节炎的进展，重建后中长期的影像学检查可发现明显的关节炎的改变[15]。再者有研究认为原发性前交叉韧带不明显的软骨损伤可能随着时间的推移而逐渐发展[16]，然而就目前文献研究来说，对于前交叉韧带重建后各部位软骨损伤转归情况尚存在争议。
目前已存在大量研究通过影像学方法研究前交叉韧带重建后关节软骨转归。HIROSE等[17]通过磁共振对前交叉韧带重建后软骨损伤的评价，研究发现重建后第1年，部分软骨室的磁共振 T1ρ值升高，作者认为这些软骨损伤与前交叉韧带重建后早期进行性退行性软骨改变有关。另一项研究表明，在前交叉韧带重建后5年内，基于磁共振的评估显示退行性改变的发生率很高[18]。一些前交叉韧带重建后长期随访影像学发现创伤后骨关节炎发多生在髌股关节和膝关节内侧间室[19-20]。USHIO等[21]采用定量磁共振定量分析前交叉韧带重建后2年膝关节软骨形态和基质的变化，通过比较重建前2年的T1ρ值来评估前交叉韧带重建后膝盖的早期退行性改变，发现表明早期退行性改变的显著进展发生在膝关节内侧间室。MICHALITSIS等[22]对接受前交叉韧带重建的患者进行随访后通过比较重建前和随访2年后3.0T MR成像检测到的膝关节软骨变化，发现股骨外侧髁软骨恶化最严重，其次是髌骨和股骨内侧髁软骨。
然而目前通过关节镜二次探查分析前交叉韧带重建后软骨退变情况的分析研究并不多，同时对于前交叉韧带重建后各个区域关节软骨退变严重程度差别目前还存在争议。此次试验通过随访50例患者发现，前交叉韧带重建后膝关节功能和稳定性明显好转，然而创伤后骨性关节炎是前交叉韧带损伤后发生的常见情况，尽管前交叉韧带重建可以恢复膝关节的稳定性，但并不能消除骨性关节炎的发生，作者采用KOOS评分从疼痛、症状、日常生活、运动/娱乐、生活质量几个方面进行对患者膝关节软骨及关节炎情况进行评估，发现前交叉韧带重建前较二次探查前分数明显升高，预示膝关节炎较重建前进展。同时此次试验中初次重建与二次探查关节软骨情况进行对比，所有患者关节软骨均有恶化趋势，其中除胫骨内侧平台、股骨外侧髁关节软骨外，髌骨下、滑车、股骨内侧髁、胫骨外侧平台关节软骨较初次重建时均有较为明显恶化，说明患者骨关节炎症状及软骨情况明显加重。在目前已有的研究中，膝关节所有区域的关节软骨当中，髌股关节软骨是研究得最多。有一篇系统综述提出在所有的前交叉韧带后二次探查研究中，均可发现明显的髌股关节软骨损害，其数量与程度均重于其他区域，大部分研究亦证明髌股关节软骨为最易产生损害的区域[23]。SHINO等[24]通过长期随访关节镜检查发现，前交叉韧带重建后10-15年的髌股关节炎患病率的中位数几乎为50%。然而髌股关节软骨最易受损的原因存在争议，虽然目前已提出诸多观点，如前交叉韧带重建后髌股关节接触面积和压力的改变仍然持续，髌骨仍存在异常的旋转、倾斜和外移，以及软骨代谢水平的改变等。ASANO等[25]通过研究重建和第二次关节镜检查时关节软骨损伤情况，以阐明关节软骨的变化，研究发现除了胫骨内侧平台外，所有关节软骨都有明显恶化；然而2019年HIRANAKA等[26]研究比较20例双束重建前交叉韧带患者的重建与二次探查时关节软骨变化情况，发现重建后早期膝关节获得了良好的稳定性和功能与重建前相比，然而在第二次关节镜检查时，每个间室都显示出恶化的状态。重建后除胫骨外侧平台外，其余关节软骨均明显恶化，股骨内侧髁和滑车中央区亦有明显加重。
年龄也可能是前交叉韧带重建后关节软骨退行性变的危险因素，因此作者也观察了重建时年龄对于关节软骨的影响，研究发现在关节镜二次探查时，30岁及以上的前交叉韧带重建患者髌骨下、滑车、股骨外侧髁、胫骨内、外侧平台软骨状况较30岁以下患者明显更差，早在1996年BARBER等[27]研究报道40岁及以上的患者前交叉韧带重建后影像学的结果与40岁以下的患者相当，然而此次研究的随访时间过短、证据等级不高；ASANO等[25]通过长期随访发现30岁及以上患者的软骨更容易退变，认为30岁是软骨脆弱的临界点。因此对于30岁以上患者重建中尤其需要注意减少对软骨的医源性损伤，重建后注重早期康复，有利于减缓关节软骨退变。
研究也有一定的局限性，试验属于回顾性分析，且样本量少，随访时间不长，而且手术方式单一，尚需样本量大，随访时间长的随机对照研究证实。
综上所述，采用自体腘绳肌腱重建前交叉韧带能够获得较好的膝关节稳定性及功能，然而即使在重建后早期，创伤后骨关节炎的变化仍在进展，因此在接受前交叉韧带重建的患者中，有必要注意骨关节炎的进展和膝关节症状的出现。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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[1]	易新容, 贾富全, 何鑫, 张少杰, 任小燕, 李志军. 基于薄层CT扫描参数建立呼和浩特地区8-16岁男性青少年颈椎骨龄的方程式[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(6): 954-958.
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