肌腱和韧带的生物力学范文

[关键词]前十字韧带；移植物；重建；选择；运动；生物力学

[中图分类号]R686.5[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2012）10（c）-0066-04

前十字韧带（anteriorcrueiateligament，ACL）是维持膝关节稳定的重要韧带，主要限制胫骨的前移和旋转，在膝关节活动中起到重要的稳定和制导功能[1]。随着全民健身运动的普及，运动损伤日益增多，ACL损伤发生率不断增加。其治疗的方式多以手术韧带重建为主。但无论何种方法，恢复膝关节的正常功能和稳定性无疑是最重要的，所以移植物的选择成为了临床争论的焦点。笔者对2004年4月～2010年2月我院收治的60例采用两种移植物重建ACL断裂患者的临床资料进行分析，现报道如下：

1资料与方法

1.1一般资料

选择我院2004年4月～2010年2月收治的ACL断裂患者60例，其中男44例，女16例；年龄15～49岁，平均（28.6±4.5）岁；致伤原因：交通意外18例，运动性损伤33例，其他9例；受伤位置：左侧26例，右侧34例。根据移植物的不同分为两组，每组30例。将采用关节镜下自体骨-髌腱-骨（B-PT-B）重建ACL患者30例设为A组，其中男21例，女9例；年龄16～45岁，平均（27.5±6.1）岁。将采用关节镜下异体B-PT-B重建ACL患者设为B组，其中男23例，女7例，年龄15～49岁，平均（28.8±5.8）岁。本实验经医院伦理委员会审核批准，患者及家属知情并签写知情同意书。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05）具有可比性。见表1。

1.2手术方法

所有患者常规术前准备，于患者膝部中线纵行切口，抽取自体肌腱（临床常用肌腱为髌骨肌腱）抽取髌骨肌腱中段1/3部分（宽9mm），连同肌腱两端一小段骨骼（1.5～2.0cm长的圆形骨块）（图1）。抽取部分作为自体移植物替换受损的膝关节ACL，自体移植物取出后关闭切口。关节镜下观察膝盖内部情况及移植物（自体、异体）放置的正确位置，清除受伤的ACL，采用导针沿胫骨隧道插入股骨，位置在胫骨平台下方4～5cm、胫骨结节外侧1～2cm处，并依靠导针引导前十字韧带重建（图2）。在确认关节内出针位置良好后，空心钻顺导针出胫骨隧道，将移植物（自体或异体）一端固定在导针，自遂道穿入，放置在正确位置。应用特制螺钉固定移植物于股骨和胫骨上（图3），关节镜检建的移植物位置良好后，缝合手术切口，手术结束。

1.3术后处理

用长腿石膏或支具固定下肢于伸直位6周，术后1周开始行关节被动活动器（CPM）被动关节锻炼，4周内在0°～90°范围活动，4～6周逐步恢复关节正常活动范围。6周后可去除支具保护，负重行走。3个月内不许跑步，6个月内不变向跑，1年后才能参加剧烈运动。

1.4观察指标[2]

观察患者术后每天体温（>37.2℃为发热）、术后第6天红细胞沉降率及C反应蛋白变化情况，并随访IKDC、Lysholm、Tegner评分及疼痛情况，采用Lachman试验、前抽屉试验、轴移实验、关节活动度、患侧及健侧大腿围度差值。应用KT2000膝关节测量仪测量胫骨前移距离，评估膝关节的稳定性。采用Biodex等速肌力测试系统测量患膝在60°/s和120°/s伸屈的最大扭矩，并计算与患侧的百分比，评估股四头肌和N绳肌肌力恢复情况。

1.5统计学方法

采用统计软件SPSS17.0对实验数据进行分析，计量资料数据以均数±标准差（x±s）表示，两两比较采用t检验或非参数检验。计数资料以率表示，采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1两组术后第6天红细胞沉降率和C反应蛋白比较

两组患者随访时间30～55个月，平均（35.8±6.2）个月，两组患者术后无感染、免疫排斥发生，两组发热天数、术后第6天红细胞沉降率和C反应蛋白等比较差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

2.2两组随防结果比较

两组Lachman试验试验阴性分别是B组19例（63.33%）和A组25（83.33%），1度阳性分别为10例（33.33%）和5例（16.67%），2度阳性分别为1例（3.34%）和0例。两组前抽屉试验阳性者各有1例。两组轴移试验阳性分别为B组3例（10.0%）和自体组5例（16.67%）。A组膝前痛21例（70.0%），明显高于B组13例（43.33%），髌股关节压痛方面B组为18例（60.0%），A组28例（93.33%），差异均有统计学意义（均P<0.05），可能与自体移植物导致损伤扩大有关。两组患者IFDC评分、Lyshom评分、Tegner评分、大腿围度差值、KT-2000前移距离、Biodex等速肌力测试结果比较均无统计学意义（P>0.05），见表3～5。

3讨论

ACL断裂是相当常见的伤害（运动伤害、摩托车车祸和摔伤）。因其发生几率较大（运动伤害约为PCL伤害的10倍），所以为临床研究重点。近年来由于国人越来越强调运动的重要性，因此伴随而来的运动伤害也有增加的趋势。ACL断裂可引起膝关节不稳而影响运动功能，若治疗不当可发展为ACL缺失而导致膝关节进一步损伤，随着微创外科及膝关节镜技术的发展，膝关节ACL的重建有了新的发展，而关于移植物的选择却存在很多争论。

3.1前十字韧带重建术选择

参与膝剪力、跳跃、扭转等活动的运动选手；活动力强而ACL撕裂即可修复的半月软骨撕裂的患者；活动力强而ACL撕裂且合并另一条主要韧带完全断裂（后十字韧带、内侧副韧带、外侧副韧带）的患者[3]；关节不稳定影响患者日常生活。

3.2手术治疗

ACL重建术的目标，在于保护膝关节免于反复性的伤害；使患者日常生活中膝关节保持稳定；给予运动员稳定的膝关节从事高风险运动，避免创伤后关节炎的产生。一般接受手术治疗的患者有下列特点：①膝关节不稳定或半月软骨须修补者；②想继续从事高难度的体育活动者；③不愿改变生活方式以适应膝关节不稳定者。

单纯的韧带缝合愈合较差，且愈合后有强度问题，因此目前手术的方法是取移植物作ACL重建术。移植体可分三类：自体移植物、异体移植物、合体移植物。目前广泛使用的是“骨-髌骨肌健-骨”自体移植物。因为两端均带骨，移植后植体两端是骨对骨的愈合，故愈合良好[4]。但其主要问题是有20%～25%的患者术后会发生前膝部疼痛。其次是用腿后肌健自体移植物，另外也可以用股四头肌肌健或异体移植肌健[5]。移植物两端的固定，可以用阻断式螺钉、特殊固定物或一般螺钉。ACL重建术后如果加上积极的康复训练，患者可以在6个月左右恢复正常的运动。

3.3移植物选择

目前主要有三种：自体B-PT-B、自体四股N绳肌腱（G/ST）以及同种异体肌腱。各有优缺点，均有足够的初始强度，均取得满意的临床效果，但尽量选择用自体材料，避免疾病的传播。骨道的位置，也是手术成功的重要因素。胫骨骨道偏前则导致伸直受限及与股骨髁间窝顶撞击，而导致失败；太偏后则成“悬吊”韧带，不起作用。有学者主张较正常偏后2mm，中心点位于外侧半月板游离缘延长线上，距后十字韧带约7mm，稍偏内为佳。股骨骨道偏前则屈曲受限，被动屈曲则导致韧带撕裂而失败，所以股骨骨道尽量靠后，以距股骨后缘1～2mm，2点（左）或10点（右）左右的位置为佳。牢固的初始固定强度也是手术成功的关键[6]。股骨端：B-PT-P一般采用界面螺钉固定，而G/ST多采用固定钮扣或穿针。胫骨端的固定：骨腱骨仍是界面螺钉为多，而G/ST则用界面螺钉加门钉或拴桩或Intrafix均能提供足够强度。固定角度倾向于伸直位或30°，固定时韧带张力并非越大越好，一般以80N左右为宜。近年来ACL四骨道双束重建越来越受到重视。理论上，双束重建能更好地控制膝关节的旋转功能。在临床上，近期的结果尚有分歧，有报道差异无统计学意义，也有报道旋转控制功能改善，远期结果有待进一步研究。人工韧带远期效果有待提高，应慎重选择。对未成年患者，主张先保守，劝其改变活动水平，使用支具，加强肌肉锻炼，在骨成熟或接近成熟时行ACL重建。但对不愿意改变活动量、关节不稳、轴移试验阳性的年轻患者，保守治疗效果不好，应该考虑重建术。但如何避免骨骺损伤，目前争议很大。已经证实骨块或金属固定物跨越骨骺会导致骨骺闭合，因此手术方式有很大挑战性。关节外重建效果不好，减少或不损伤骨骺是一个尝试，可取得良好效果。

将髌腱或N绳肌腱下端保留，经过半月板前角和冠状韧带下方或骨槽进入关节，固定于过顶位置，或避开骨骺的沟槽内。也有学者将肌腱的腱性部分经过骨骺钻孔，固定于过顶位置，未见明显生长影响。骨孔大小目前尚有有争议，需尽量小，以6mm左右为宜，但这些移植物是否随着生长和肥大，目前尚不清楚。肌腱重建固定后，愈合需要时间，一般认为骨骨愈合至少6周，腱骨愈合至少8周，异体肌腱再延迟2周。对髌腱移植物，最薄弱处是3周时移植物骨道交界面，6周时位于骨块的近侧；对N绳肌腱，最薄弱处是3周时移植物骨道交界面，6周时是骨道内的腱性部分。关节内肌腱的改造是从表面开始，3～5个月血运化完成，半年左右愈合完全。但对异体肌腱，有人观察约3年仍不完全。

3.4并发症

自体髌韧带移植重建ACL术后膝关节相关并发症及其发病机制，有学者对患者进行了平均2年的随访研究发现：术后膝关节存在触发性或功能性疼痛，膝关节疼痛常位于髌股关节、髌骨下极、髌韧带供区及胫骨结节部位。部分患者术后患膝活动度有不同程度受限、髌韧带发生不同程度的短缩以及髌股关节间隙变窄。所以应用自体髌韧带移植重建ACL不仅应注意疼痛等并发症的发生，还应关注髌韧带供区及髌股关节并发症的发生，重视其发病的病理基础。髌韧带的1/3缺损可引起髌韧带短缩及髌股关节退变。目前用于前交叉韧带重建的移植物有自体材料（半腱半膜肌、股薄肌、骨-髌腱-骨）、异体韧带、人工韧带。术后可能发生的并发症的处理则是康复医生和治疗师应考虑的问题。

[参考文献]

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肌腱和韧带的生物力学范文

【关键词】肩锁关节脱位；锁骨钩板；掌长肌腱；喙锁韧带

【中图分类号】R687.3【文献标识码】B【文章编号】1008-6455（2011）08-0154-01

1资料与方法

1.1一般情况：所有病人中男性占18例，女性占8例，年龄19-67岁，平均年龄为43岁，右侧11例左侧15例，没有双侧病例；所有病例均为直接暴力所致，其中交通事故20例，工作摔伤6例；复合伤肋骨骨折6例、颅脑外伤3例，所有患者均为RockwoodⅢ型以上肩锁关节脱位，不合并锁骨骨折。

1.2手术方法：

1.2.1手术方法:在颈从+臂丛麻醉下，患者被置于45°沙滩椅位，作肩部横弧形切口.自肩峰外端开始。沿肩锁关节及锁骨前方至锁骨外1／4作切口.顺三角肌和胸大肌之间向下延伸。同时显露肩锁关节和喙锁韧带。再钝性分离显露喙突，用3mm钻头在喙突的喙锁韧带附着部横形钻一骨孔在对应喙突上方的锁骨上由前下向后上方钻一骨孔.以备贯穿重建的喙锁韧带.注意保护好锁骨下血管及肺尖免受损伤。自患侧腕横纹处作小的横切口显露掌长肌,每隔3cm～4cm切一小口,逐段将其拉出,于掌长肌腱与肌腹交界处切断近端,止血缝合各切口，仔细修剪所取肌腱。然后复位锁骨远端,将锁骨钩钢板钩部插入肩峰后下方,体部平贴锁骨,然后逐一打入螺丝钉固定。将所取肌腱以粗丝线导引贯穿喙突与锁骨,将掌长肌腱穿过锁骨骨孔,拉紧反折褥式缝合。仔细修补肩锁关节囊及三角肌斜方肌筋膜,常规关闭切口。术后患者以颈腕吊带制动患肢6周。术后即刻活动肘关节及腕关节,2周时开始练习肩关节被动活动锻炼,4周～6周后开始进行肩关节的主动及抗阻肌力练习。术后6个月取出锁骨钩钢板。

1.2.2固定材料:应用AO/ASIF锁骨钩钢板,为钛合金材料制成,分钩端与钢板端,分左右侧。钢板有不同长度的规格。钢板上有孔供3.5mm或4.5mmAO/ASIF螺钉固定于锁骨上,也可供固定碎骨折片。钢板靠近钩端侧向侧方膨出,可在同一水平位置上增加一个侧面螺钉孔,其设计符合锁骨外侧端膨大的形状。

1.2.3疗效判定标准:如果患者的肩关节没有任何疼痛症状,患肢的应用没有任何限制,恢复了正常的运动范围及肌力,则结果为优。若患者对手术表示满意,仅偶尔感到患肩疼痛但不影响活动或不需要常规服用止疼药物,则结果为良好。如果患肩疼痛影响患者的活动或需要使用镇痛药物则结果为一般。而患者若有持续的肩关节疼痛影响日常生活或术后复位完全丧失则结果为差。

2结果

本组26例均获随访，随访时间3――24个月，平均10.5月，术后3个月活动良好，取出内固定时间约6个月左右，未出现再脱位，切口感染、外观畸形、螺钉松动，钢板断裂情况。本组优22例，良3例，差1例。

3讨论

3.1肩锁关节是由扁平的肩峰内缘与锁骨的远端构成，在肩胛带的功能中起重要作用。其主要功能为提供锁骨与肩峰间的滑动以及肩胛骨相对于锁骨的旋转，旋转运动在上肢外展时甚为主要。肩锁关节的稳定性主要依靠韧带保持，喙锁韧带的功能为维持肩胛骨与锁骨间的恒定关系，从而保持肩锁关节在上下方向上的稳定性。只有在肩锁韧带、喙锁韧带、肩锁关节囊等破裂之后，肩锁关节才有可能发生半脱位或全脱位。

3.2采用掌长肌腱重建喙锁韧带的依据肌腱是由腱细胞、细胞间质和血管、淋巴管及神经所构成的致密结缔组织。具有强大的张力强度、抗疲劳、耐磨损等特性，与关节周围韧带的弹性模量相似，因此笔者认为掌长肌腱是重建喙锁韧带良好的自身材料。掌长肌腱长13.70±0.14cm，宽0.51±0.01cm。［3］喙突与锁骨间距离为1.1～1.3cm［4］。重建喙锁韧带固定肩锁关节，最长需掌长肌腱11cm，其完全能满足手术需要，重建韧带后掌长肌腱在早期起固定作用，在后期作为支架，其周围组织瘢痕化，逐渐转化为新生的具有良好性能的韧带组织，极少数重建韧带钙化但对关节功能无影响。

3.3对肩锁关节脱位，笔者曾用阔筋膜条重建喙锁韧带治疗肩锁关节脱位，其缺点是手术创伤大，需另行麻醉及切开，手术操作繁琐，阔筋膜需重叠缝合，术后易松动，且影响患者某一下肢的活动，常不为患者所接受。近年来有学者采用生物聚酯人工韧带［5］J对喙锁韧带进行重建，疗效较佳，但耗材昂贵。笔者采用掌长肌腱重建喙锁韧带结合锁骨钩钢板固定技术，同一麻醉下取同侧掌长肌腱，操作简单、创伤小，加强了内固定的稳定性，使肩关节得到早期功能锻炼，减轻了患者的痛苦及经济负担。笔者认为应用该方法治疗肩锁关节脱位不失为一种有效、理想的手术方法。

参考文献

［1］王亦璁编.骨与关节损伤.第4版.北京：人民卫生出版社，2007.809―814

［2］RyhanenJ,NiemelaE.Stabilizationofacute,completeacromiocla2vicularjointdislocationwithanewChookimplant[J].JShoulderElbowSurg,2003，12:4422445

［3］郭世绂.临床骨科解剖学.天津：天津科学技术出版社，1988.496

肌腱和韧带的生物力学范文篇3

【关键词】前交叉韧带；双束四骨道关节镜

文章编号：1004-7484（2013）-12-7205-01

前交叉韧带断裂是膝关节外伤中常见损伤之一，可导致患膝关节的严重不稳，为患者的生活和工作带来了很大的困难，尤其对专职运动员来说是灾难性的。所以伤后重建是必要的。从过去的开放性手术重建发展到关节镜下重建，从理念上发生了质的飞跃。在重建方式上是采用单束重建还是双束重建，虽各家看法不一，但在理论上已证实双束重建比单束重建具有更为持久的稳定性[1]。我们在2006――2008年间对15例患者进行了关节镜下用半腱肌股薄肌肌腱行-双束四骨道重建膝前交叉韧带，其疗效优良。现报告如下：

1临床资料

本组15例，男9例，女6例；年龄22-45岁，平均35岁。左膝8例，右膝7例；单纯前交叉韧带断裂1例；单合并外侧半月板损伤1例；单合并内侧副韧带损伤4例；同时合并外侧半月板内侧副韧带损伤5例；合并外侧半月板内侧副韧带损伤及软骨损伤4例。从受伤到执行手术时间4-365天，平均46天。

2手术方法[2]

用关节系统。在连硬外麻醉下取平卧位，驱血上止血带于60mmHg。用标准前外侧和前内侧入路进关节镜和器械，先检查并清理前交叉韧带残端及关节内合并伤的治疗。

2.1自体肌腱的制备：在胫骨结节与胫骨内后髁连线的中点处取斜切口或者纵切口长约3cm，紧贴深筋膜下找到股薄肌腱和半腱肌肌腱，在鹅足止点处切断，用专用缝线编织肌腱远端，再用取腱器分别取出股薄肌腱和半腱肌肌腱。然后在工作台面上修整肌腱，两根肌腱留约20cm长，用专用缝线编织肌腱近端，然后对折，测量其分别的直径并记录下来，用湿纱布包裹备用。

2.2骨道的建立

2.2.1先建立股骨骨道在前内侧入路的内下方另取一0.5cm的辅助横切口，患肢作“4”字试验位置。前内侧束的股骨骨道定位器从前内辅助入路置入，其他同前交叉韧带单股重建。前内束的中心一般位于股骨外髁后壁远端5-6mm，10：30（1：30）位。前内侧束的股骨骨道建立后，从前内辅助入路放置后外束股骨骨道瞄准器，其臂插入前内束骨道内，后外束定位在9：30位置，两个4.5mm骨道分别用6-8mm和5-7mm钻扩大，两个骨道之间留2-3mm骨皮质，两骨道中心连线纵轴和股骨纵轴呈250-30o夹角。后外束中点位于屈膝90o时股骨髁和胫骨平台接触点是股骨纵轴垂线和前交叉韧带纵轴的交点。

2.2.2胫骨骨道制作胫骨骨道前内束定位于前内束中央，胫骨内外棘之间，后外束在后交叉韧带的前方7mm，靠近胫骨外棘，后外束的定位依靠前内束而定，后外束在前内束的后方9mm。按上述方法用单束重建前交叉韧带胫骨骨道瞄准器制作前内侧束胫骨骨道，再用后外束胫骨骨道瞄准器，其臂插入前内束骨道内，定位后外束胫骨骨道。两骨道根据制作好的两根肌腱粗细用相应粗细钻头扩大，两骨道之间的骨壁厚为2-3mm。

2.3自体肌腱的引入：根据两股骨骨道的长度选择拌板，使肌腱在骨道内至少1.5cm。骨道内置入两根引导线，线的位置要和前内侧束和前外侧束位置一致。

2.4固定先固定前内侧束，然后抽取试验下屈膝300位，拉紧韧带用适当大小挤压螺钉固定；同理后外侧束在膝伸直位固定，必要时加用自制门形钉固定。

3结果

本组15例均获18个月以上随访，采用Lysholm评分，术前评分50分（43分-57分），术后18个月平均为92分（90-94分），总优良率100%。无一例膝关节屈伸受限，术后无感染等一般并发症发生。

4讨论

前交叉韧带是稳定膝关节不可缺少的重要结构之一，它与后交差韧带、关节囊、半月板、内外侧副韧带等协同作用，在维持膝关节稳定性方面起着重要作用，如不予及时重建或重建后不能很好地发挥其应有的作用。不但会给患者在生活和工作上带来极大的痛苦，对专职运动员来说更是灾难性的，而且会加速膝关节的退变和降低膝关节的使用寿命。前交叉韧带损伤1年以上软骨3度损伤发生率达44.9%[3]。本组也显示出从损伤到手术间隔时间长者均有不同程度的软骨损伤。

前交叉韧带在功能上分为前内侧束和前外侧束（有人认为还有第三束存在），王健全等[4]研究前内侧束在屈膝全过程中均处于紧张状态，后外侧束在屈膝活动中经历了由紧张到松弛，再由松弛到紧张的过程，在屈膝600时最松弛。我们在最后固定前内侧束和后外侧束胫骨端时分别将膝关节处于屈曲300和00位固定，这与以上解剖研究是相吻合的，从而避免了术后膝关节屈伸功能受限。术中本组将较粗的双股半腱肌重建前内侧束，较细的双股半膜肌腱重建后外侧束。虽然从解剖结构看后外侧束比前内侧束粗，但从它的功能来看前内侧束在屈膝全过程中始终处于应力状态，主要维持膝关节的前向不稳定；而后外侧束在屈膝活动中为紧张-松弛-紧张的过程，这意味着后外侧束在膝关节屈伸中间有休息期，这样避免了重建韧带断裂的可能性。

目前单束重建前交叉韧带被多数学者所认同。较前交叉韧带断裂不重建的膝关节相比，确实在防止膝关节直向不稳定和旋转不稳定上有显著的疗效。临床研究表明[5]，双束重建膝前交叉韧带解决了单束重建膝前交叉韧带残留的部分前向不稳定和旋转不稳定。本组基本解决了以上问题，原因在于重建了后外侧束，近似前交叉韧带的解剖重建，手术的技巧充分发挥了重建的前内侧束和后外侧束在膝关节屈伸活动过程中应有的作用。当然术后的康复训练恢复膝关节周围肌肉力量也是不可缺少的。

我们在关节镜下执行的双束四骨道重建膝关节前交叉韧带，最接近前交叉韧带的解剖和生物力学特点，有效地维持了膝关节的术后早期稳定性。此技术值得推广。

参考文献

[1]陈百成，毛远青，高石军.双束股骨双遂道法重建后十字韧带的实验研究[J].中华骨科杂志，2005，23（5）：308-312.

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[3]敖英芳主编.膝关节手术学第一版[M].北京：北京大学医学出版社，2007，1：182-184.