韧带重建的病理生理学

这里主要以前交叉韧带（anterior　cruciate　ligament，ACL）为例来介绍韧带重建的病理生理变化。

（一）重建移植物的选择

ACL损伤后大部分需要手术重建，重建材料按来源划分，有自体移植物（autograft）、异体移植物（allograft）和人工韧带。自体和异体移植物，常用的有髌骨－髌腱－骨（bone－patellar　tendon－bone，BPTB）、腘绳肌腱（hamstring常用的是半腱肌腱和股薄肌腱，又称为ST－G）、跟腱、股四头肌腱等。

自体移植物在移植物与骨隧道的愈合方面，相对于异体和人工材料可能更加有优势。而自体移植物最大的缺点就是“拆东墙补西墙”，可能导致取材部位的病损。

异体移植物最大的优点是避免自身取材部位病损。缺点是异体移植物有潜在的免疫排斥或传播疾病的威胁；另外因为异体移植物采用放射源消毒，因而可能降低了韧带的力学强度。

人工韧带在关节内应用，曾经几乎销声匿迹。因为它们常常引起关节滑膜炎，术后关节反复肿胀。近来高级韧带加强系统（ligament　advanced　reinforcement　system　LARS）韧带似乎已经克服了滑膜炎的弊端，其材料为聚酯纤维，具有多孔结构，允许内生纤维的长入，从而促进原有韧带获得生物学愈合。该韧带由两部分组成，关节内部分由平行的纵行纤维组成，可以扭转以模仿人体韧带的活动方向，骨隧道内部分由横行和纵行纤维交织而成。国外近十年的经验显示效果较好，它最大的优点是术后恢复快。因为不论自体或异体韧带，都是生物学结构，需要经历“重塑型（remodeling）”的过程，这一过程通常需要6个月至1年，而再塑型完成之前韧带过早承受应力会导致松动。人工韧带因为不需要经历“再塑型”过程，因而可以早期恢复运动，对于专业运动员需要尽快重返赛场者尤其适合。但是，人工韧带远期效果如何，目前尚无定论。

（二）重建物的转归

无论是自体还是异体移植物，在重建术后其愈合和再塑型过程基本相似，包括移植物坏死、再血管化、细胞增殖和塑型成熟4个阶段。Goradia等（2000）观察羊的双股Hamstring腱重建ACL的自然变化过程，通过对术后4、8、12、24和52周的组织学观察，发现植入后4周替代腱的中央区细胞减少，但无坏死区存在，替代腱有明显的高血管化现象，滑膜出现，有1～2层立方柱状上皮细胞；植入后8周，组织中有大量的随意排列的成纤维细胞和胶原纤维，反应性增生的滑膜层有2～3层立方上皮细胞；12周以后中央部的纤维排列有不规则逐渐转向同向的规则排列；24周是出现一层滑膜包被，菱形细胞增多，胶原结构良好，中央与周边部已无法分辨，偏振光镜下近一般的纤维表现为类似正常前交叉韧带的均匀的正弦波样；52周时表现为进一步成熟。因此他们认为Hamstring腱重建ACL的成熟过程与髌腱相同，成熟时间应为术后1年以上。后来的动物实验研究显示，Hamstring腱移植比髌腱移植在体内变化和成熟过程快，其成熟时间为植入后26～39周，可能与多股每股直径小、股数多、表面积大，为滑膜及血管长入提供多通道，从而加速了其早期成活与改建过程有关。而自体移植物再塑型可能要快于异体移植物。但就目前的研究，移植物即使经过长期的再塑型，也不能恢复ACL的超微结构、解剖学特征、生物力学性能和本体感觉功能，还无法从真正意义上重建正常的ACL。

（三）移植物止点的转归

移植物重建ACL的关键之一是能否在骨道中形成坚固的止点，形成正常的止点有利于韧带发挥其生理功能。ACL止点为典型的直接止点，这种结构主要起应力缓冲作用。自体BPTB移植由于良好的力学特性（中1／3的BPTB的张力是正常ACL的1．5～2倍，刚度是3倍）和两端是骨－骨愈合，可以提供坚强的止点内固定，多年来被认为是ACL重建“金标准”。移植物骨端要经历一个坏死和新骨形成、爬行替代的过程，重新形成一个新的止点。现在普遍认为16～20周，移植物与骨隧道达到完全的骨性愈合。腱骨界面开始为间接止点，韧带与再生骨块之间有沙佩（Sharpey）样纤维连接，而后向直接止点转归。

腱骨间的愈合是一个骨组织逐渐长入腱组织的过程。早期（约3周）腱与骨道交界处形成富含血管的纤维结缔组织，此后大量的成纤维细胞向腱组织生长，并不断分泌胶原纤维，腱骨间有大量的沙佩（Sharpey）样纤维连接。在应力作用下，腱骨愈合逐渐成熟，纤维软骨细胞沿应力方向成串排列，并出现钙化软骨细胞，最终形成直接止点。由此可见ACL重建后腱骨愈合是由间接止点向直接止点转化的过程，此过程较漫长，约需12个月。但是目前对于腱骨愈合最终形成的是直接止点还是间接止点仍存在分歧。

（王成虎　亓建洪）