关节镜下交叉韧带重建胫骨侧固定方式的现状和存在的相关问题
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移植物的固定在关节镜下行交叉韧带断裂重建手术中已是公认的最重要环节,也是最薄弱的环节。不同的移植替代物需要不同的固定方式,符合移植替代物生物力学的固定方式才是理想的。目前,固定的器械已经从金属发展到生物可降解物质,固定方式从远离原始韧带的附着点到接近解剖位置的固定。这里将移植物分别以骨栓移植物(移植物一端或两端带有骨块)和软组织移植物进行讨论。
1 一般资料
1.1 U形钉固定、螺钉和垫圈固定、螺钉/垫圈联合U形钉固定 这些重建固定方式适用于移植物因骨栓长度过短、过细,与骨道不匹配或是用作加强固定[1]。有研究表明,在浅槽内用U形钉固定的最终断裂的力量为588 N,强度为86.3 N/mm。要比界面螺钉固定(最终断裂的力量为506～758 N,强度为49.2～54.9 N/mm)更好且牢固行显著增加。但是骨快破坏的发生率是27%,要比界面螺钉固定(0%)高[2]。这些方法在理论上是可以达到固定的要求,但术中有时是很难把握的。
1.2 界面螺钉固定 骨栓在骨道内不可能完全填充,一定有缝隙存在。因此Butler等[3]研究发现,骨栓在骨道内的缝隙在1～2 mm时用7 mm和9 mm界面螺钉的拉出力是相同的。但是如果其缝隙在3～4 mm时,则9 mm比7 mm界面螺钉的拉出力更合适,且9 mm界面螺钉要比7 mm界面螺钉从骨道内松脱出来的张力和线性负荷更大并达到最大。螺钉的长度应不超过20 mm,因为有研究者的研究结果显示,用长度20 mm和30 mm的拉力是相同的。Shapiro通过牛模型试验,测得7 mm和9 mm界面螺钉的最终破坏负荷是1160～1200 N。同时还观察到使用一个圆形骨栓要比非圆形(斜方形)骨栓的拉出力能增加20%[4]。
2 软组织移植物的固定
2.1 U形钉固定 胫骨侧U形钉固定目前被认为是不坚韧也不牢固的固定,即使采用“扣带”技术能改善固定,其断裂负荷是750 N,强度是174 N/mm[5]。同时因在固定装置处易产生疼痛,所以不得不将其取出。
2.2 栓桩的螺钉和垫圈固定 用一枚金属螺钉作桩,将移植物用逢线拉紧打结固定在作桩的金属螺钉上同时拧紧螺钉。或用一枚螺钉与相适应的垫圈来直接将软组织移植物固定,这将比前者固定较坚强和牢固。但有螺钉螺纹切割逢线和移植物,造成固定不稳;固定韧带的拉力会在打线结的瞬间及在继续拧进螺钉过程中形成拉力丢失,造成韧带松弛。
2.3 Washerloc固定 是目前唯一的在坚强和牢固程度上能和ACL相似的软组织固定器械。垫圈板是一种多叉垫圈和螺钉,它可以被放置在胫骨骨道的远端且能凹进骨道,从而减小螺钉头的突出。垫圈板的断裂负荷和强度是原始ACL相似。但它也会出现用作栓桩的螺钉和垫圈固定的缺点。
2.4 Intrafix固定和双螺钉固定技术 是许多学者在研究固定方法时,把注意力放在关节线位置的固定和加大移植物在骨隧道内的接触面积上的结果。是一种新型固定装置,特别是双螺钉固定技术和Intrafix固定。现在有研究表明,Intrafix固定具有最大的强度和刚度[6],但应用时对手术技术要求较高。
2.5 界面螺钉固定 界面螺钉能够将软组织移植物固定在关节面上,并且直接针对移植物,这与把移植物固定在关节面上的观点是一致的。可降解界面螺钉在软组织移植物固定时的最终破坏负荷是680 N。7 mm界面螺钉拉出力是460 N[7],9 mm界面螺钉拉出力是625 N,RCI螺钉拉出力是400 N。实验表明,软组植物界面螺钉固定的最初固定力量与钝螺纹金属螺钉(或用于胫骨固定的可降解界面螺钉)相比具有可比性。可降解界面螺钉其螺钉的降解不会影响软组织移植物的结合,也不会减少固定力量。金属界面螺钉固定可能出现螺钉对骨栓缝线或是移植物本身的切割作用,也可能造成骨栓粉碎骨折,从而增加手术的难度,需要改变固定方式甚至需要更换或更改移植物;还可能造成术后内固定物松弛而落入关节不得不在翻修术中的取出;不利于术后MRI复查。采用可降解物质螺钉可以克服这些缺点,但它也有不足的报导,例如:可能导致骨溶解、无菌性坏死,甚至有可吸收螺钉术后损坏并脱落进入关节腔;可吸收螺钉在肌体内吸收缓慢,一年内才开始生物降解并吸收,若完全生物降解并与骨融合可能需要三年时间甚至更长时间。
2.6 可吸收膨胀螺栓 是Piltz等设计的一种固定装置,目的是减少界面螺钉固定的并发症。在牛膝上的生物力学试验,其固定强度与界面螺钉固定相似,目前尚未有临床结果。
3 总结
从交叉韧带重建移植物的固定方式现状分析,仍存在很多不完善问题,是影响交叉韧带重建手术效果主要因素:①许多固定方式是依赖连接物将肌腱连接在固定器械上,会造成连接物及其与移植物的连接点比移植物本身更薄弱。当有滑动或松弛与连接物在一条直线上时,将产生蹦极索效应。这种剪力可能使骨道扩大,即雨刷效应。②胫骨侧固定时交叉韧带的有效张力不能随需要调节,不能有效把握交叉韧带有效固定力。表现在打固定结时缝线有松弛或过紧。③固定装置对缝线或移植物的切割而发生断裂、破损。由此可见,目前在交叉韧带重建移植物在胫骨端固定方式中还没有最佳的固定方式。研制开发新型有效的固定方式是很有意义的。
参考文献
[1] James C. Y. Chow, MD. 著,费起礼,主译.现代关节镜外科学.天津科技出版社,2005,335-421.
[2] Gerich T, Latterman C, et al.Pullout strength of tibial graft fixation in anterior cruciate ligament replacement with a patellar tendon graft: Interference screw versus staple fixation in human knees. Knees Surg Traumatol Arthrosc,1997,5:84.
[3] Butler JC, Branch TP, Hutton WC. Optimal graft fixation-the effect of gap size and screw size on bone plug fixation in ACL reconstruction ......
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