富血小板血浆辅助前交叉韧带重建治疗的临床疗效分析

Abstract

目的

探讨自体富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP）辅助前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）重建治疗的临床疗效。

方法

2014 年 8 月—2016 年 8 月选择符合标准的 ACL 断裂需行韧带重建手术患者 42 例，随机分为 PRP 治疗组（试验组）及非 PRP 治疗组（对照组），每组 21 例；因随访过程中 6 例失访，故最终试验组和对照组纳入研究例数分别为 17 例和 19 例。两组患者性别、年龄、体质量指数、侧别、损伤原因、病程、Kellgren-Lawrence 分级及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、Lysholm 评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）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。试验组采用自体 PRP 辅助 ACL 重建治疗，对照组单纯行常规 ACL 重建治疗。术后采用 VAS 评分、Lysholm 评分及 IKDC 评分评估膝关节疼痛及功能状态，并于术后 12 个月进行 MRI 及关节镜二次探查。

结果

两组患者均获随访，随访时间 3～12 个月，平均 9.83 个月。术后 3、12 个月两组 VAS 评分、Lysholm 评分及 IKDC 评分均较术前显著改善（P<0.05），术后 3 个月试验组各评分均优于对照组（P<0.05），术后 12 个月两组比较差异均无统计学意义（P>0.05）。随访期间两组患者膝关节均未见显著渗液、感染或过敏反应等并发症。膝关节 MRI 复查示所有患者 ACL 移植物走行良好，位置佳；少数患者（试验组 3 例、对照组 4 例）可见重建移植物呈混杂信号或腱-骨界面存在积液，提示移植物愈合程度欠佳。试验组和对照组 MRI 评分分别为（3.53±1.13）分和（3.21±0.92）分，差异无统计学意义（t=0.936，P=0.356）。9 例患者行关节镜二次探查显示，试验组韧带重塑评分优于对照组（t=3.248，P=0.014），而两组滑膜覆盖评分及软骨修复发生率比较差异无统计学意义（t=2.190，P=0.064；χ²=0.090，P=0.764）。

结论

PRP 辅助膝关节 ACL 重建治疗能够缓解早期术后关节疼痛、改善关节功能，并能有效促进移植物韧带重塑。

前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）断裂是目前青壮年常见和多发的运动损伤。ACL 作为膝关节重要的静力和动力稳定结构，一旦断裂会显著降低膝关节稳定性，并易反复出现打软、扭伤等症状。同时，由于关节软骨自身的再生修复能力较弱^[1]，如未积极采取非手术或手术方式治疗，关节不稳所继发的软骨损伤会引起关节疼痛、活动能力下降，最终进展为严重骨性关节炎而需行关节置换治疗^[2]。对此，多数学者主张严重损伤后进行 ACL 重建以恢复关节稳定性，改善膝关节的运动功能^[3-4]。随着关节镜技术的进步，关节镜下 ACL 重建手术因组织损伤小、术后恢复快等优势已被临床广泛应用^[5]。其中，重建移植物多由腘绳肌等肌腱材料构成。而如何在 ACL 重建术后促进腱-骨隧道愈合并提高重建手术成功率，得到越来越多的关注^[6]。富血小板血浆（platelet rich plasma，PRP）作为自体全血离心后得到的血小板浓缩物，富含大量生长因子及炎症调节因子，对组织愈合修复再生具有显著促进作用^[7-8]。通过自体外周血分离，PRP具有无排斥反应、操作简便、生物活性安全、创伤小等优势，是一种理想的自体生长因子来源^[9-10]。因其较强的促组织再生能力，PRP 在临床已应用于跟腱炎^[11]、难愈性创面^[12]、半月板修复^[13]等治疗并取得了较好疗效。国外研究指出^[14-16]，PRP 具有促进 ACL 移植物韧带重塑并减轻关节疼痛的功能。国内有关 PRP 辅助 ACL 重建治疗的报道多为动物实验研究^[17-18]，而探究临床应用效果的报道仍较有限。本研究通过评价 ACL 重建患者的术后早期关节疼痛、活动功能及移植物重建修复情况，探讨 PRP 辅助 ACL 重建治疗的可行性和临床应用性。报告如下。

1. 临床资料

1.1. 患者选择标准

纳入标准：MRI 检查提示 ACL 断裂需行韧带重建手术者。排除标准：① MRI 或查体提示半月板损伤；② 中晚期骨性关节炎（Kellgren-Lawrance 分级≥2 级），合并类风湿性关节炎、痛风、明显内外翻畸形（>5°）；③ 糖尿病、血液病、严重心血管疾病、感染，1 周内服用过抗凝剂、免疫抑制剂、非甾体抗炎药；④ 血红蛋白<110 g/L，血小板<100×10⁹/L；⑤ 孕妇、哺乳期、月经期妇女；⑤ 既往有膝关节手术史。2014 年 8 月—2016 年 8 月共 42 例患者符合选择标准纳入研究，并随机分为 PRP 治疗组（试验组）及非 PRP 治疗组（对照组），每组 21 例；因随访过程中试验组及对照组分别有 4 例和 2 例失访，故最终试验组和对照组纳入研究例数分别为 17 例和 19 例。本研究通过吉林大学中日联谊医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2. 一般资料

试验组：男 8 例，女 9 例；年龄 17～44 岁，平均 31.59 岁。体质量指数（body mass index，BMI）18.84～31.39 kg/m²，平均 24.94 kg/m²。左膝 10 例，右膝 7 例。病程 2～28 d，平均 11.82 d。Kellgren-Lawrence 分级为 0～1 级，平均 0.47 级。

对照组：男 7 例，女 12 例；年龄 18～44 岁，平均 33.68 岁。BMI 18.31～35.38 kg/m²，平均 27.21 kg/m²。左膝 7 例，右膝 12 例。病程 3～34 d，平均 10.21 d。Kellgren-Lawrence 分级为 0～1 级，平均 0.63 级。

两组患者主要症状均为外伤后膝关节疼痛和活动受限，其中 16 例伴膝关节肿胀（试验组 9 例、对照组 7 例），15 例存在膝关节绞锁和打软腿症状（试验组 8 例、对照组 7 例）。术前两组前抽屉试验、Lachman 试验均为阳性。MRI 检查示 12 例软骨表面不光滑或局部缺损呈低信号（试验组 5 例、对照组 7 例）。两组患者性别、年龄、BMI、侧别、病程、Kellgren-Lawrence 分级及术前疼痛视觉模拟评分（VAS）、Lysholm 评分、国际膝关节文献委员会（IKDC）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 VAS score between 2 groups before and after operation ( )

两组患者手术前后 VAS 评分比较（ ）

组别 Group	例数 n	术前 Preoperative	术后 3 个月 Three months after operation	术后 12 个月 Twelve months after operation	统计值 Statistic
*与术前比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05
试验组 Trial group	17	7.59±2.48	4.06±1.30*	2.18±1.78*	F=35.088 P= 0.000
对照组 Control group	19	6.95±2.59	5.68±1.38*	3.05±2.72*	F=14.066 P= 0.000
统计值 Statistic		t=0.756 P=0.455	t=–3.633 P= 0.001	t=–1.130 P= 0.266

表 3.

Comparison of IKDC score between 2 groups before and after operation ( )

两组患者手术前后 IKDC 评分比较（ ）

组别 Group	例数 n	术前 Preoperative	术后 3 个月 Three months after operation	术后 12 个月 Twelve months after operation	统计值 Statistic
*与术前比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05
试验组 Trial group	17	43.76±9.28	68.47±10.90*	80.53±4.05*	F=80.975 P= 0.000
对照组 Control group	19	41.79±9.16	60.00± 9.87*	75.84±9.24*	F=62.069 P= 0.000
统计值 Statistic		t=0.642 P=0.525	t=2.447 P=0.020	t=2.007 P=0.056

表 2.

Comparison of Lysholm score between 2 groups before and after operation ( )

两组患者手术前后 Lysholm 评分比较（ ）

组别 Group	例数 n	术前 Preoperative	术后 3 个月 Three months after operation	术后 12 个月 Twelve months after operation	统计值 Statistic
*与术前比较 P<0.05 *Compared with preoperative value, P<0.05
试验组 Trial group	17	42.82±22.44	71.18± 9.23*	83.53±11.83*	F=30.480 P= 0.000
对照组 Control group	19	31.26±20.43	63.11±10.83*	84.89± 8.91*	F=67.542 P= 0.000
统计值 Statistic		t=1.618 P=0.115	t=2.391 P=0.022	t=–0.394 P= 0.696

1.3. 手术方法

1.3.1 PRP 制备　采用 PRP 制备套装（山东威高集团医用高分子制品股份有限公司），无菌操作下经患者肘前静脉采血，摇匀后以离心半径 15 cm、2 000 r/min 离心 10 min。全血离心后分为 3 层，吸除下层红细胞；剩余悬液同上法再次离心，吸除上层淡黄色上清液，剩余血浆成分静置震荡后即为 PRP。平均血小板和白细胞计数分别为 695×10⁹/L 和 12.73×10⁹/L。

1.3.2 PRP 辅助 ACL 重建治疗　均由同一组医师于膝关节镜下利用自体半腱肌和股薄肌行 ACL 重建。第 1 次 PRP 治疗于术中采血 100 mL，利用 1.3.1 方法制备 PRP 10 mL。试验组患者统一采用 5 mL PRP 浸润自体移植肌腱 10 min 并行常规 ACL 解剖位重建手术；对照组则应用相同剂量生理盐水给予同样处理。重建术后关闭切口，常规不留置引流管。试验组将其余 5 mL PRP 经皮注入关节腔，注射后无菌敷料覆盖并加压包扎；避免造成关节腔积液，对照组重建术后未给予生理盐水处理。试验组于术后第 15 天和第 30 天进行第 2 次及第 3 次 PRP 注射治疗。无菌操作下采血 50 mL，制备 PRP 5 mL；患膝屈曲，经消毒处理后选取合适进针点，经皮行关节腔注射；注射后无菌敷料覆盖包扎，辅助患者缓慢屈伸膝关节数次。注射后患膝制动 24 h，3 d 内注射部位避免沾水。

1.4. 术后处理

术后常规康复锻炼，即第 2 天行床上股四头肌等长收缩练习；术后 1 周支具保护下开始膝关节屈伸锻炼，助力器辅助下部分负重功能锻炼；术后 1 个月去除限制支具，开始全负重功能锻炼。

1.5. 随访指标

① 术后 3、12 个月采用 VAS 评分、Lysholm 评分及 IKDC 评分评定患者膝关节疼痛和功能状态。② 术后 12 个月行膝关节 MRI 复查，根据 MRI 评分系统^[19-20]客观评价韧带重建情况，包括韧带整合（腱-骨隧道界面可见积液渗出为 1 分，无渗出为 2 分）和韧带重塑[低信号（与正常韧带信号强度一致）为 3 分，中等信号（信号强度略高）为 2 分，高信号（均质水肿信号）为 1 分]。③ 9 例患者（试验组 4 例、对照组 5 例）于术后 12 个月取出胫骨固定钉时行关节镜二次探查，于关节镜下采用 Kondo 系统^[21]评估 ACL 移植物韧带重建及软骨修复情况。根据移植物重塑程度分为完整而无撕裂或延长（2 分）、部分撕裂或延长（1 分）、显著撕裂或延长（0 分）；而将移植物表面滑膜覆盖程度分为完全覆盖（2 分）、部分覆盖（1 分）和几乎无覆盖（0 分）。

1.6. 统计学方法

采用 SPSS21.0 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单因素方差分析，两两比较采用 SNK 检验，方差不齐则采用 Kruskal-Wallis 秩和检验和组间 Dunnett-t 检验；组间比较采用独立样本 t 检验。计数资料组间比较采用 χ² 检验。检验水准取双侧 α=0.05。

2. 结果

术后两组膝关节均稳定，前抽屉试验、Lachman 试验均为阴性。两组患者均获随访，随访时间 3～12 个月，平均 9.83 个月。术后 3、12 个月两组患者 VAS 评分、Lysholm 评分及 IKDC 评分均较术前显著改善，差异有统计学意义（P<0.05）。术后 3 个月试验组各评分均优于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；术后 12 个月试验组各评分略优于对照组，但比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1～3。

术后 12 个月，两组患者膝关节 MRI 显示 ACL 移植物走行良好，位置佳；6 例患者（试验组 4 例、对照组 2 例）存在不同程度的软骨修复，修复软骨与周围正常软骨相比呈较高信号。两组移植物无显著差别，其中多数患者移植物愈合状态良好，信号强度与自体后交叉韧带相近，而腱-骨界面无积液渗出；少数患者（试验组 3 例、对照组 4 例）则可见重建移植物呈混杂信号或腱-骨界面存在积液，提示移植物愈合程度欠佳。见图 1。试验组和对照组 MRI 评分分别为（3.53±1.13）分和（3.21±0.92）分，差异无统计学意义（t=0.936，P=0.356）。随访期间两组患者膝关节均未见显著渗液、感染或过敏反应等并发症。

图 1.

The MRI images at 12 months after ACL reconstruction (sagittal T2WI weighted image)　a. ACL graft (arrow) was detected to be moderate hyperintense when compared with posterior cruciate ligament, indicating poor healing; b. ACL graft (arrow) was detected to be homogeneous isointense when compared with posterior cruciate ligament, indicating good healing; c. Presence of synovial fluid at the femoral bone-tendon graft interface (arrow), showing high signal intensity; d. Absence of synovial fluid at the femoral graft-tunnel interface (arrow), showing low signal intensity

术后 12 个月 MRI 矢状位 T2WI 加权像　a. ACL 移植物（箭头）呈斑片状混杂信号，与自体后交叉韧带信号强度存在差别，提示移植物愈合不佳；b. ACL 移植物（箭头）呈均一低信号，与自体后交叉韧带信号强度一致，提示移植物愈合佳；c. 股骨侧腱-骨隧道界面存在积液（箭头），呈高信号影；d. 股骨侧腱-骨隧道界面无积液（箭头），呈均质低信号影

9 例患者行关节镜二次探查显示，其中 6 例患者（试验组 3 例、对照组 3 例）ACL 移植物呈现良好的韧带重塑，移植物张力佳；2 例（试验组 1 例、对照组 1 例）移植物存在部分延长，张力欠佳；对照组 1 例移植物存在显著撕裂。试验组和对照组韧带重塑评分分别为（1.75±0.50）分和（0.60±0.55）分，差异有统计学意义（t=3.248，P=0.014）。4 例患者（试验组 3 例、对照组 1 例）重建韧带具备良好的滑膜覆盖，形貌均质而光滑；3 例（试验组 1 例、对照组 2 例）滑膜部分覆盖；对照组 2 例重建韧带几乎无滑膜覆盖。试验组和对照组滑膜覆盖评分分别为（1.25±0.96）分和（0.20±0.44）分，差异无统计学意义（t=2.190，P=0.064）。4 例患者（试验组 2 例、对照组 2 例）软骨缺损已被修复组织所填充，修复组织较周围软骨略苍白，与周围组织结合良好，两组发生率比较差异无统计学意义（χ²=0.090，P=0.764）。见图 2。

图 2.

Second arthroscopy examination at 12 months after ACL reconstruction　a. ACL graft was intact with no elongation or laceration, showing a good remodeling ligamentation; b. ACL graft was intact with partial elongation, showing a fair remodeling ligamentation; c. ACL graft was intact with obvious elongation, showing a poor remodeling ligamentation; d. Obvious tears of ACL graft (arrow); e. Complete synovial coverage; f. Almost no synovial coverage

术后 12 个月关节镜二次探查　a. ACL 移植物完整而无撕裂或延长，重塑成熟度高；b. ACL 移植物完整并存在部分延长，重塑成熟度尚可；c. ACL 移植物可见显著延长，重塑成熟度较差；d. ACL 移植物存在显著撕裂（箭头）；e. ACL 移植物滑膜呈完全覆盖；f. ACL 移植物几乎无滑膜覆盖

3. 讨论

ACL 重建术后良好的腱-骨结合和移植物的血管再生，是保证重建移植物韧带重塑和维持膝关节长期稳定的关键因素。PRP 通过血小板 α-颗粒脱颗粒，可释放一系列细胞因子促进肌肉骨骼系统损伤的修复^[22]。研究表明^[23-24]，PRP 所富含的 BMP、VEGF、TGF-β、IGF-1 在促进腱-骨隧道界面瘢痕化、移植物成熟化和软骨细胞诱导再生方面均具有重要作用。而 VEGF 是移植物韧带重塑的主要活性因子。Xie 等^[25-26]利用比格犬进行 PRP 辅助 ACL 重建，RT-PCR 结果显示 PRP 组无论是促新生血管形成或促重建韧带胶原合成方面的细胞因子表达均显著高于非PRP组。安全性方面，PRP 是通过采集自体外周血经二次离心后制备，本研究试验组未发生术后不良反应。既往文献^[27-28]也证实应用 PRP 辅助 ACL 重建治疗是安全可靠的，不会增加术后不良反应发生率。

本研究结果显示，试验组 PRP 在 ACL 重建术后早期能显著提高膝关节功能恢复，减轻疼痛；但术后 12 个月试验组的膝关节疼痛和功能评分均略高于对照组，比较差异无统计学意义。该结果与文献报道^{[20, 28-29]}一致。同时，Magnussen 等^[27]和 Nin 等^[30]对 ACL 重建患者进行术后 2 年随访指出，PRP 治疗组和对照组患者在膝关节 IKDC 评分及疼痛等方面未见显著差异。另一方面，相关研究证实^[27-28]PRP 在减少重建术后关节腔积液及增强膝关节稳定方面较对照组具有显著优势。

影像学方面，Ventura 等^[31]研究表明，PRP 组与对照组的 ACL 移植物在重建术后 6 个月的 MRI 信号强度方面存在明显差异，提示 PRP 能够在术后早期促进移植物进行韧带重塑。Orrego 等^[32]在术后 6 个月通过 MRI 检查发现，PRP 组几乎所有 ACL 移植物均与自体后交叉韧带呈相近的强度信号，而非 PRP 组只有 78% 的移植物信号强度接近自体后交叉韧带。Figueroa 等^[19]对术后 6 个月 ACL 移植物的 MRI 信号强度分析后提出，PRP 组 63.2% 的移植物具有低信号，而非 PRP 组仅为 42.1%。尽管差异不具有统计学意义，但该结果提示应用 PRP 辅助 ACL 重建治疗能够较好地促进移植物重塑及韧带化。同时，Starantzis 等^[29]对 51 例患者采取随机对照双盲试验分析 PRP 辅助 ACL 重建治疗的临床疗效，术后 12 个月 MRI 复查结果示，PRP 能够有效防止骨隧道直径增宽，促进移植物与骨隧道的愈合。而 Silva 等^[33]在术后 3 个月复查 ACL 移植物 MRI 信号强度时未见两组患者存在明显差异。本研究术后 12 个月的 MRI 评分显示试验组优于对照组，但差异无统计学意义，该结果与 Figueroa 等^[19]和 Seijas 等^[14]研究结论一致。

Sánchez 等^[34]分别从关节镜探查和组织学角度对应用 PRP 辅助治疗的 ACL 移植物进行了评估。关节镜二次探查提示 PRP 组 57.1% 移植物具有良好的成熟度，而对照组只有 33.3%；组织学分析显示 PRP 组移植物周围具有较多的新生滑膜组织。修复损伤软骨方面，Siclari 等^[35]对 4 例采用 PRP 治疗软骨缺损的患者进行组织活检并指出，应用 PRP 能够有效促进膝关节损伤软骨的修复再生。通过免疫组织化学分析证实，再生修复组织具有分散或集簇状软骨细胞形成，富含蛋白多糖，细胞外基质结构良好，Ⅱ型胶原染色（+），形成类透明软骨。本研究中，试验组的移植物韧带重塑评分显著高于对照组；同时，试验组韧带表面滑膜覆盖评分及损伤软骨修复的发生率均高于对照组，但差异无统计学意义，考虑因样本含量较低所致。该结果与 Sánchez 等^[34]提出的 PRP 能够有效促进移植物表面滑膜包裹，以促进韧带重塑的结论一致。尽管中重度退变或骨性关节炎伴有软骨缺损患者未纳入本研究，但相关研究报道^[36]应用 PRP 能够有效缓解此类患者关节疼痛，在防止关节退变加剧、关节间隙进一步变窄方面也具有良好的临床效果。

本研究的关节镜二次探查样本例数较少，不能客观评断所有患者的 ACL 移植物韧带重塑及滑膜覆盖情况。同时，研究随访时间较短，PRP 的中远期疗效尚不明确。考虑通过浸润移植物及关节腔内注射，PRP 在膝关节作用时间较短，存在随膝关节代谢流失等问题。未来研究将考虑联合生物工程支架，进一步完善其中远期疗效评估。

Funding Statement

吉林大学研究生创新基金资助项目（2016219）

Graduate Innovation Fund of Jilin University (2016219)