富血小板血浆辅助三股腓骨长肌腱重建后交叉韧带的临床研究

Abstract

目的

探讨关节镜下富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP）辅助 3 股腓骨长肌腱重建后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）的临床疗效。

方法

2014 年 6 月—2017 年 12 月选择符合标准的 58 例 PCL 断裂患者，按随机数字表法，随机分为试验组（应用 PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建）和对照组（单纯 4 股腘绳肌腱重建），每组 29 例。两组患者性别、年龄、受伤侧别、Kellgren-Lawrence 分级、受伤至手术时间及术前美国矫形足踝协会（AOFAS）踝-后足评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）评分、Lysholm 评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05）。术前和术后 3、12 个月两组采用 IKDC 评分及 Lysholm 评分评估膝关节功能，采用 AOFAS 踝-后足评分评估足踝部功能；术后 12 个月，应用 KT-2000 检查（屈膝 90°，30 磅）评估双侧膝关节后向松弛度差异，行 MRI 检查评估韧带重建情况；术后 3、12 个月行 CT 检查评估股骨及胫骨骨隧道内口的扩大程度。

结果

两组手术均顺利完成，供腱区均无并发症发生，手术切口均 Ⅰ 期愈合。患者均获 1 年以上随访，试验组随访时间 13～17 个月，平均 15.0 个月；对照组 15～20 个月，平均 15.4 个月。术后 3、12 个月，两组 AOFAS 踝-后足评分与术前比较，以及两组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。术后 3、12 个月，两组患者 IKDC 评分及 Lysholm 评分均较术前显著改善，术后 12 个月较 3 个月时进一步改善（P<0.05）；试验组均显著优于对照组（P<0.05）。术后 12 个月试验组双膝后向松弛度差异<5 mm 27 例，6～10 mm 2 例；对照组双膝后向松弛度差异<5 mm 20 例，6～10 mm 6 例，>10 mm 3 例；两组比较差异无统计学意义（Z=0.606，P=0.544）。术后 12 个月复查膝关节 MRI 提示所有患者 PCL 移植物走行良好，试验组 MRI 评分优于对照组（t=2.425，P=0.019）。术后 3、12 个月复查 CT 示，试验组股骨及胫骨骨隧道内口扩大程度均优于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。

结论

PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建 PCL 能够显著改善膝关节功能和稳定性，有效促进移植物重塑，并可促进腱-骨愈合，减少骨隧道扩大程度，临床疗效满意。

后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）断裂后会造成膝关节后向和旋转不稳定，如不进行积极治疗，会引起半月板及软骨损伤，导致骨关节炎发生。对于 PCL 断裂，关节镜下 PCL 重建术是当今公认的有效治疗方法。但许多研究表明 PCL 重建术后存在较高的失败率，其中表现最突出的是存在明显后向松弛度^[1-2]，而后向松弛度的发生与移植物强度、腱-骨愈合等因素有一定关系^[3]。因此，有必要对现有重建技术做进一步改进，如通过增加移植物强度、促进腱-骨愈合等方式，以期减少膝关节后向松弛度的发生，提高手术疗效。如何促进腱-骨愈合已成为目前运动医学研究的热点之一^[4]。

4 股自体腘绳肌腱是 PCL 重建应用最广泛的移植物，然而近年研究表明^[5-6]，4 股自体腘绳肌腱的直径明显小于正常 PCL 直径，难以提供足够的初始强度；3 股腓骨长肌腱的直径接近正常 PCL 直径，能提供足够的初始强度，而且生物学特性符合 PCL 重建要求，供腱区并发症少，因此可作为 PCL 重建的理想移植物。富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP）富含大量炎症调节因子和生长因子，具有促进韧带移植物重塑及腱-骨愈合的功能，在前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）重建的临床研究中获得了满意疗效^[7]，而应用于 PCL 重建国内外尚未见报道。2014 年 6 月—2017 年 12 月，我科采用前瞻性随机对照试验对 PCL 断裂行关节镜下重建患者，分别采用 PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建及单纯 4 股腘绳肌腱重建。现比较两种手术方式的临床疗效，探讨 PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建 PCL 的有效性。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 患者选择标准

纳入标准：① MRI 检查示 PCL 完全断裂，应用 KT-2000 检查（屈膝 90°，30 磅）评估双侧膝关节后向松弛度差异>10 mm，需行韧带重建手术者；② 采用美国矫形足踝协会（AOFAS）踝-后足评分量表评估足踝部功能正常。排除标准：① 合并胫骨平台骨折、胫骨髁间棘骨折等膝关节周围骨折；② 较严重的骨关节炎（Kellgren-Lawrance 分级≥2 级）；③ 严重骨质疏松症。2014 年 6 月—2017 年 12 月，共 58 例患者符合选择标准纳入研究，根据随机数字表法随机分为试验组（采用 PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建）和对照组（单纯 4 股腘绳肌腱重建），每组 29 例。

1.2. 一般资料

试验组：男 18 例，女 11 例；年龄 18～53 岁，平均 32.0 岁。左膝 17 例，右膝 12 例。骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级：0 级 15 例，1 级 14 例。KT-2000 检查双侧膝关节后向松弛度差异为 11～15 mm，平均 12.5 mm。受伤至手术时间 7～21 d，平均 12.6 d。对照组：男 20 例，女 9 例；年龄 21～48 岁，平均 31.2 岁。左膝 19 例，右膝 10 例。骨关节炎 Kellgren-Lawrence 分级：0 级 16 例，1 级 13 例。KT-2000 检查双侧膝关节后向松弛度差异为 11～14 mm，平均 12.6 mm。受伤至手术时间 5～23 d，平均 14.1 d。

两组患者主要临床症状均为膝关节肿胀、疼痛和活动受限，其中 27 例存在膝关节绞锁症状（试验组 15 例、对照组 12 例）。术前两组患者后抽屉试验均为Ⅲ度阳性。两组患者性别、年龄、受伤侧别、Kellgren-Lawrence 分级、受伤至手术时间及术前 AOFAS 踝-后足评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）评分、Lysholm 评分等一般资料比较差异均无统计学意义（P>0.05），具有可比性。见表 1～3。

表 1.

Comparison of AOFAS ankle-hindfoot scores before and after operation between the two groups (n=29, )

两组患者手术前后 AOFAS 踝-后足评分比较（n=29， ）

组别 Group	术前 Preoperative	术后 3 个月 Postoperative at 3 months	术后 12 个月 Postoperative at 12 months	统计值 Statistic
试验组 Trial group	99.1±1.0	99.2±0.9	99.4±0.9	F=0.580 P=0.567
对照组 Control group	99.1±1.1	98.9±0.6	99.0±0.9	F=0.506 P=0.608
统计值 Statistic	t=0.126 P=0.900	t=1.685 P=0.098	t=1.706 P=0.094

表 3.

Comparison of Lysholm scores before and after operation between the two groups (n=29, )

两组患者手术前后 Lysholm 评分比较（n=29， ）

组别 Group	术前 Preoperative	术后 3 个月 Postoperative at 3 months	术后 12 个月 Postoperative at 12 months	统计值 Statistic
*与术前比较P<0.05；#与术后 3 个月比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05;#compared with postoperative value at 3 months, P<0.05
试验组 Trial group	45.1±3.8#	77.6±5.2*	91.7±3.9*#	F=1 638.963 P=0.000
对照组 Control group	44.7±4.1#	71.6±3.5*	88.3±4.1*#	F=1 725.709 P=0.000
统计值 Statistic	t=0.336 P=0.738	t=5.124 P=0.000	t=3.201 P=0.002

表 2.

Comparison of IKDC scores before and after operation between the two groups (n=29, )

两组患者手术前后 IKDC 评分比较（n=29， ）

组别 Group	术前 Preoperative	术后 3 个月 Postoperative at 3 months	术后 12 个月 Postoperative at 12 months	统计值 Statistic
*与术前比较P<0.05；#与术后 3 个月比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05;#compared with postoperative value at 3 months, P<0.05
试验组 Trial group	50.6±3.8#	77.2±5.4*	92.5±4.0*#	F=1 754.965 P=0.000
对照组 Control group	50.8±3.3#	72.2±3.4*	88.0±4.4*#	F=1 185.909 P=0.000
统计值 Statistic	t=0.222 P=0.825	t=4.210 P=0.000	t=4.091 P=0.000

1.3. 手术方法

两组手术均由同一治疗组医师完成，除移植肌腱获取不同及试验组需加用 PRP 进一步处理外，其余操作步骤均一致。椎管内麻醉下患者取平卧位，大腿根部上气囊止血带。采用标准前外侧、前内侧入路，探查 PCL 断裂情况，关节腔内清理。对伴有半月板损伤者（试验组 14 例、对照组 11 例），行半月板部分切除或缝合术，保留 PCL 残端。

1.3.1. PRP 制备

经患者肘前静脉采血，采用 PRP 制备套装以离心半径 15 cm、2 000 r/min 离心 10 min。离心后去除下层红细胞；剩余成分同上法再次离心 10 min，去除上层淡黄色清液，剩余成分即为 PRP。试验组制备的 PRP 平均血小板计数为 695×10⁹/L，平均白细胞计数为 12.73×10⁹/L。

1.3.2. 移植肌腱的获取及制备

① 试验组：于外踝尖下方 2 cm 处作长约 2 cm 横切口，逐层切开，分离腓骨长肌腱并用肌腱剥离器切取。未将腓骨长肌腱从远端附着点切断，而是将远端留下 1.5 cm，并与腓骨短肌腱进行编织缝合。在外踝上方 3 cm 处作长约 2 cm 纵切口，取出腓骨长肌腱，长度为（30.72±1.19）cm，经编织缝合成 3 股后、长度为（10.01±0.45）cm、直径为（9.86±0.69）mm，应用 5 mL PRP 浸润 10 min。② 对照组：于胫骨结节前内侧作长约 3 cm 斜切口，逐层切开，分离腘绳肌腱（半腱肌肌腱、股薄肌腱），并用肌腱剥离器切取。取出腘绳肌腱，长度为（24.28±1.85）cm，经编织缝合成 4 股后，长度为（11.94±0.92）cm、直径为（7.62±0.68）mm，用 5 mL 生理盐水浸润 10 min。

1.3.3. 骨隧道的建立

① 胫骨隧道：将胫骨隧道定位器角度调为 60°，尖端置于胫骨关节面下 15 mm，稍偏外侧，隧道外口置于胫骨结节内侧，依次钻入克氏针及空心钻头（直径与移植肌腱相同）。② 股骨隧道：隧道内口中心点距髁间窝前缘软骨为 6 mm，距髁间窝顶部软骨为 12 mm，依次钻入克氏针及空心钻头（直径与移植肌腱相同）。

1.3.4. 韧带重建

用引导线将移植肌腱导入相应的骨隧道，股骨端应用 Endobutton 带袢钛板固定，胫骨端应用与骨隧道直径相同或大 1 mm 的可吸收界面挤压螺钉固定。内固定材料均为美国 Smith & Nephew 公司提供。术毕，关闭切口。

1.4. 术后处理

试验组分别于术后即刻、8 d 和 15 d 将 5 mL PRP 注入关节腔。见图 1。两组术后处理方法一致。术后应用卡盘支具固定患膝于伸直位，并在小腿上段后侧垫一软枕以避免胫骨后沉；麻醉过后即开始鼓励患者开始踝泵练习、腘绳肌肌力训练、股四头肌等长收缩训练；术后 6 周开始行屈膝、伸膝训练，活动范围为 0°～90°，可部分负重；术后 8 周屈伸活动范围为 0°～120°，可完全负重，开始静蹲、上下台阶、自行车训练等。术后 3 个月去除下肢支具。术后 6 个月后根据情况可适当进行慢跑等户外运动。

图 1.

In the trial group, 5 mL PRP was injected into the joint cavity after operation

试验组术后关节腔注入 5 mL PRP

1.5. 疗效评价指标

① 术前和术后 3、12 个月，两组采用 IKDC 评分及 Lysholm 评分评估膝关节功能，采用 AOFAS 踝-后足评分评估足踝部功能。② 术后 12 个月应用 KT-2000 检查（屈膝 90°，30 磅）评估双侧膝关节后向松弛度差异，分为>10 mm、6～10 mm、<5 mm 3 个等级。③ 术后 12 个月行 MRI 检查，评估韧带重建情况，MRI 评分系统^[8]包括韧带重塑（高信号为 1 分、中等信号为 2 分、低信号为 3 分）和韧带整合（腱-骨隧道无渗出 2 分、有渗出为 1 分）。④ 术后 3、12 个月行 CT 检查，评估股骨及胫骨骨隧道内口扩大程度。

1.6. 统计学方法

采用 SPSS22.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，组内各时间点间比较采用重复测量方差分析，两两比较采用 LSD 检验；组间比较采用独立样本 t 检验。计数资料比较采用χ² 检验、Wilcoxon 秩和检验。检验水准 α=0.05。

2. 结果

两组手术均顺利完成，供腱区均无并发症发生，手术切口均Ⅰ期愈合。所有患者均获 1 年以上随访，其中试验组随访时间为 13～17 个月，平均 15.0 个月；对照组为 15～20 个月，平均 15.4 个月。术后 3、12 个月，两组 AOFAS 踝-后足评分与术前比较，以及两组间比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。术后 3、12 个月，两组患者 IKDC 评分及 Lysholm 评分均较术前显著改善，术后 12 个月较 3 个月时进一步改善，差异均有统计学意义（P<0.05）；试验组均显著优于对照组（P<0.05）。见表 1～3。术后 12 个月试验组双膝后向松弛度差异<5 mm 27 例，6～10 mm 2 例；对照组双膝后向松弛度差异<5 mm 20 例，6～10 mm 6 例，>10 mm 3 例；两组比较差异无统计学意义（Z=0.606，P=0.544）。术后 12 个月复查膝关节 MRI 提示所有患者 PCL 移植物走行良好，试验组 MRI 评分优于对照组，差异有统计学意义（t=2.425，P=0.019）。术后 3、12 个月复查 CT 示，试验组股骨及胫骨骨隧道内口扩大程度均优于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。见表 4，图 2。

表 4.

Comparison of the graft MRI score and bone tunnel expansion degree between the two groups after operation (n=29, )

两组术后移植物 MRI 评分及骨隧道内口扩大程度比较（n=29， ）

组别 Group	移植物 MRI 评分 Graft MRI score	股骨骨隧道内口扩大程度（mm） Bone tunnel expansion of femur (mm)			胫骨骨隧道内口扩大程度（mm） Bone tunnel expansion of tibia (mm)
		术后 3 个月 Postoperative at 3 months	术后 12 个月 Postoperative at 12 months		术后 3 个月 Postoperative at 3 months	术后 12 个月 Postoperative at 12 months
试验组 Trial group	3.2±1.0	0.51±0.22	1.05±0.32		0.53±0.20	1.15±0.26
对照组 Control group	3.8±0.9	0.92±0.26	1.46±0.23		0.88±0.19	1.53±0.28
统计值 Statistic	t=2.425 P=0.019	t=6.573 P=0.000	t=4.709 P=0.000		t=6.092 P=0.000	t=5.450 P=0.000

图 2.

A 32-year-old male patient with right PCL rupture in the trial group

试验组患者，男，32 岁，右侧 PCL 断裂

a. 术前 MRI；b. 术前 CT；c. 术后 3 个月 CT 示股骨隧道；d. 术后 3 个月 CT 示胫骨隧道；e. 术后 12 个月 CT 示股骨隧道；f. 术后 12 个月 CT 示胫骨隧道；g. 术后 12 个月 MRI

a. Preoperative MRI; b. Preoperative CT; c. CT at 3 months after operation, showing femoral tunnel; d. CT at 3 months after operation, showing tibial tunnel; e. CT at 12 months after operation, showing femoral tunnel; f. CT at 12 months after operation, showing tibial tunnel; g. MRI at 12 months after operation

3. 讨论

目前，关于 PCL 重建技术仍存在许多争议，如移植物的选择、促进腱-骨愈合的方式等^[9]。PCL 重建的移植肌腱有多种选择，如自体移植物、同种异体移植物、人工韧带等。理想的移植物应有足够的强度、取材容易、供腱区并发症少^[10]。自体腘绳肌腱广泛应用于 ACL 重建术，并取得了满意疗效，因此有许多学者也将自体腘绳肌腱作为 PCL 重建的移植物。然而，PCL 的强度是 ACL 的 2 倍，许多研究证实国人 PCL 直径约 10 mm^[11]。本研究测得试验组 3 股腓骨长肌腱的直径为（9.86±0.69）mm，接近国人正常 PCL 直径；而对照组 4 股腘绳肌腱的直径为（7.62±0.68）mm，明显小于 PCL 直径。而且移植肌腱重建后，其强度会明显下降（甚至达 50%），如果在重塑过程中移植肌腱受到较大应力，移植肌腱则会在持续拉伸状态下腱-骨愈合，最终导致膝关节后向松弛^[12]。移植肌腱直径偏小、强度不够可能是导致膝关节后向松弛的原因之一。为了增加腘绳肌腱的直径及初始强度，部分学者将腘绳肌腱编织成 7 股，股骨端及胫骨端均应用悬挂固定的方法，获得了满意疗效^[13]。但我们认为，这种方法存在骨隧道内移植物长度过短以及悬挂固定导致的“雨刷效应”、“蹦极效应”等问题，不利于腱-骨愈合。

应用同种异体移植物、人工韧带能够增加移植肌腱的直径，提高移植肌腱的初始强度。但也面临一系列问题，如应用同种异体移植物存在疾病传播、免疫排斥反应等缺点，而应用人工韧带也会出现腱-骨愈合困难、螺钉固定失败率高等缺点^[14-15]，因此多数学者选用自体移植物作为 PCL 重建的移植物。腓骨长肌腱位置表浅，取腱容易，距腓深神经约 6.3 cm，取腱过程安全^[16]。Pearsall 等^[5]研究了腓骨长肌腱的生物力学特性，发现腓骨长肌腱具有与 PCL 相同的弹性模量，正常 PCL 的最大失败负荷为 1 627 N，而 2 股腓骨长肌腱的最大失败负荷达 2 483 N，3 股腓骨长肌腱的最大失败负荷远大于正常 PCL。应用 3 股腓骨长肌腱重建 PCL，不仅有足够的初始强度，而且移植肌腱的直径与正常 PCL 相当，可作为 PCL 重建的理想移植物。

腓骨长肌腱是维持足弓生理平衡的肌腱之一，为了评估腓骨长肌腱切除后对足弓的影响，左立新等^[17]对 15 例应用腓骨长肌腱重建 ACL的患者进行相关研究，16 排 CT 检查显示，由于其他肌腱的代偿，切除腓骨长肌腱后对患者足弓的平衡无明显影响。Kerimoğlu 等^[18]对 29 例 ACL 断裂患者应用 2 股腓骨长肌腱重建，疗效满意，而且切除腓骨长肌腱后，患者踝关节功能未受明显影响。为了避免腓骨长肌腱切除后对足弓生理平衡的影响，我们未将腓骨长肌腱从远端附着点切断，而是将远端留下 1.5 cm，并与腓骨短肌腱进行编织缝合，以期让腓骨短肌腱能代偿腓骨长肌腱的部分功能^[19]。本研究结果显示，术后 3、12 个月两组 AOFAS 踝-后足评分与术前比较差异均无统计学意义，故认为切取腓骨长肌腱后不会对踝关节功能产生显著影响。

腱-骨愈合不良是交叉韧带重建术后失败的原因之一^[7]。因此，如何促进腱-骨愈合成为目前运动医学研究的热点之一。PRP 是自体血离心后获得，富含大量生长因子，能够促进组织修复^[20-21]。Xie 等^[22]应用 PRP 辅助交叉韧带重建的动物实验研究发现，PRP 组无论是促移植韧带胶原合成还是促新生血管形成，均明显优于非 PRP 组。Starantzis 等^[23]对 51 例 ACL 断裂患者进行一项前瞻性研究，术后 12 个月复查膝关节 MRI 显示，PRP 辅助 ACL 重建组骨隧道直径增宽程度明显小于非 PRP 组，因此认为 PRP 能够有效促进移植肌腱的腱-骨愈合。Orrego 等^[24]的前瞻性随机对照试验发现，术后 6 个月复查 MRI 显示，PRP 辅助 ACL 重建组 100% 出现低强度信号，而非 PRP 组只有 78% 患者出现低强度信号，提示 PRP 能够显著促进移植物的韧带重塑。尽管 PRP 在 ACL 重建的临床研究上已获得了满意疗效，但国内外尚未见应用于 PCL 重建的报道。本研究结果显示，试验组术后 12 个月 MRI 评分明显优于对照组，试验组术后 3、12 个月复查 CT 测量的股骨及胫骨骨隧道内口扩大程度明显小于对照组，说明 PRP 应用于 PCL 重建同样能促进韧带移植物重塑及腱-骨愈合，与上述文献报道一致。

本研究结果显示，试验组应用 3 股腓骨长肌腱以提高移植肌腱的初始强度，应用 PRP 以促进腱-骨愈合，术后 12 个月检查后向松弛度明显优于对照组，术后 3、12 个月 IKDC 评分及 Lysholm 评分也均明显优于对照组，故认为 PRP 辅助 3 股腓骨长肌腱重建 PCL，能够显著改善膝关节功能和稳定性，临床疗效满意。然而本研究也存在许多不足之处，如样本量少，随访时间短，切取腓骨长肌腱后对供腱区的长期影响仍有待进一步研究，PRP 使用的标准剂量、次数等也仍有待进一步研究。

作者贡献：吴市春负责课题设计及实施、数据收集整理及统计分析、文章撰写；徐伟华、李洪瀚负责数据收集整理；林文祥负责指导课题设计及实施，并对文章的知识性内容作批评性审阅。

利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。课题经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道。

机构伦理问题：研究方案经福建医科大学附属漳州市医院伦理委员会批准（漳医伦 20140209）。患者均签署知情同意书。

Funding Statement

福建医科大学附属漳州市医院新技术项目