膝关节前交叉韧带重建兔模型的建立

背景：传统前交叉韧带重建造模腱骨界面愈合缓慢,造模时间较长。目的：通过在腱骨界面注入以纤维蛋白胶为载体的重组人骨形态发生蛋白2复合物,建立造模周期更短、更完善的兔膝关节前交叉韧带重建动物模型。方法：取成年新西兰兔同侧半腱肌肌腱作为自体移植材料,建立双侧前交叉韧带重建动物模型,建模后随机分为模型组、纤维蛋白胶组,空白对照组和正常组。模型组在移植腱骨隧道界面注射填充以纤维蛋白胶作为载体的重组人骨形态发生蛋白2,纤维蛋白胶组在重建术后腱骨界面仅填充纤维蛋白胶,空白对照组在重建术后腱骨界面不作任何填充,正常组则不予手术,保留正常的前交叉韧带。各组分别于术后第4和8周取材,进行生物力学检测。结果与结论：模型组最大载荷和刚度在术后4和8周与纤维蛋白胶组和空白对照组相比均增强（P〈0.01）。由此可见,实验成功建立了双侧前交叉韧带重建动物模型,以纤维蛋白胶作为载体的重组人骨形态发生蛋白2可以在术后早期提高腱骨界面的最大载荷和刚度,促进了腱骨界面的愈合,缩短了重建动物模型的实验周期。     

骨形态发生蛋白2对移植肌腱在骨隧道内愈合的影响:界面组织学特点

目的:前交叉韧带重建移植肌腱在骨隧道内多为间接愈合,即在肌腱与骨之间没有纤维软骨带而直接由Sharpey's纤维固定.观察人重组骨形态发生蛋白2对移植肌腱在骨隧道内愈合的影响.方法:实验于2004-06/09在上海市第六人民医院动物实验室完成,动物实验方法符合动物伦理学要求.①实验材料及分组:选用新西兰大白兔36只,按随机数字表法分为3组,即空白对照组、胶原海绵组及骨形态发生蛋白2组,每组12只.②实验方法:采用兔膝关节自体半腱肌重建前交叉韧带悬吊固定模型,骨形态发生蛋白2组在骨隧道内加入人重组骨形态发生蛋白2和胶原海绵,胶原海绵组仅在骨隧道内加入胶原海绵.③实验评估:术后4,8,12周在移植物周围取材进行苏木精-伊红、天狼猩红和Masson染色,观察骨隧道和肌腱移植物间的界面组织学变化,采用Yamakado分类评价界面形态愈合类型,并对Masson染色切片作肌腱周围新骨形成的形态学定量评估.结果:空白对照组2只白兔于术后第10周脱失.①术后4周空白对照组腱骨间有腱-骨分离,骨形态发生蛋白2组腱-骨间充满结缔组织;术后8周骨形态发生蛋白2组形成Sharpey's纤维,而空白对照组术后12周时开始出现Sharpey's纤维.②术后4,8,12周骨形态发生蛋白2组白兔新骨形成面积均显著大于空白对照组、胶原海绵组(P＜0.01).结论:人重组骨形态发生蛋白2可促进移植肌腱在骨隧道内的愈合,促进腱-骨之间形成间接连接.     

早期关节活动对前交叉韧带重建后腱骨愈合的影响

背景:异体移植物可作为前交叉韧带重建翻修以及膝关节复合损伤修复的选择。目的:通过建立异体韧带移植重建前交叉韧带的动物模型,观察早期活动对异体植入物止点腱骨愈合的组织形态以及关节活动功能恢复的影响。方法:健康成年新西兰兔9只,随机取3只兔双侧跟腱作为供体,取6只兔切断一侧膝关节前交叉韧带,固定重建前交叉韧带。动物随机数字表法均分运动组和制动组,6周后观察关节活动功能、腱骨愈合大体观察以及组织学观察。结果与结论:术侧肢体活动情况基本正常,所有动物前交叉韧带上下止点愈合情况均良好。前交叉韧带周围滑膜均可见明显增生。活动组可见较多Sharpey纤维,腱骨间接连接形成,而制动组未见明显Sharpey纤维。说明术后6周异体重建物止点已有腱骨愈合,早期活动对重建物的腱骨愈合并无明显不良影响,可能还更有利。     

早期关节活动对前交叉韧带重建后腱骨愈合的影响

背景：异体移植物可作为前交叉韧带重建翻修以及膝关节复合损伤修复的选择。目的：通过建立异体韧带移植重建前交叉韧带的动物模型,观察早期活动对异体植入物止点腱骨愈合的组织形态以及关节活动功能恢复的影响。方法：健康成年新西兰兔9只,随机取3只兔双侧跟腱作为供体,取6只兔切断一侧膝关节前交叉韧带,固定重建前交叉韧带。动物随机数字表法均分运动组和制动组,6周后观察关节活动功能、腱骨愈合大体观察以及组织学观察。结果与结论：术侧肢体活动情况基本正常,所有动物前交叉韧带上下止点愈合情况均良好。前交叉韧带周围滑膜均可见明显增生。活动组可见较多Sharpey纤维,腱骨间接连接形成,而制动组未见明裎Sharpey纤维。说明术后6周异体重建物止点已有腱骨愈合,早期活动对重建物的腱骨愈合并无明显不良影响,可能还更有利。     

透明质酸钠复合重组人骨形态发生蛋白2凝胶对自体半腱肌重建兔前交叉韧带腱-骨愈合的生物力学分析

背景：在前交叉韧带重建的早期,腱-骨连接处是整个移植物-骨隧道复合体的薄弱环节,所以腱-骨愈合的情况是关系韧带移植重建成败的关键。目的：观察透明质酸钠复合重组人骨形态发生蛋白2凝胶对自体半腱肌重建兔前交叉韧带后腱-骨愈合的影响。设计、时间及地点：随机对照动物实验,于2007-09/2008-06在潍坊医学院动物实验中心实验室完成。材料：将重组人骨形态发生蛋白2和透明质酸钠混合制成混悬凝胶注射剂。48只兔随机分成2组,每组24只48膝。方法：实验组随机选取一侧于胫骨隧道入口处注入重组人骨形态发生蛋白2与透明质酸钠凝胶（透明质酸钠-重组人骨形态发生蛋白2亚组）,另一侧仅做重建后骨道不予处理（未处理亚组）;对照组随机选取一侧于胫骨骨道入口处仅注入重组人骨形态发生蛋白2（重组人骨形态发生蛋白2亚组）,另一侧仅注入透明质酸钠（透明质酸钠亚组）。主要观察指标：术后2,4,8,12周大体观察肌腱移植物生长情况及在胫骨隧道内的愈合情况,生物力学拉伸试验测定其生物力学的性能。结果：透明质酸钠-重组人骨形态发生蛋白2亚组在术后2周隧道内见稀疏软骨样组织,4～8周时隧道内见沿骨隧道排列的软骨样组织,双股肌腱之间形成稳定组织连接。l2周时出现部分骨样组织包裹肌腱。其他亚组术后2周时隧道内仅为瘢痕组织,到术后12周隧道内肌腱与骨道壁之间仍充满瘢痕组织,未见稳定组织连接形成。4,8和12周透明质酸钠-重组人骨形态发生蛋白2亚组和重组人骨形态发生蛋白2亚组肌腱移植物部分断裂和完全断裂平均载荷高于未处理亚组与透明质酸钠亚组（P〈0.05）,同时,透明质酸钠-重组人骨形态发生蛋白2亚组高于重组人骨形态发生蛋白2亚组（P〈0.05）。结论：注入透明质酸钠-重组人骨形态发生蛋白2的肌腱移植物有良好的生物力学特性,能促进肌腱移植物在骨隧道内的早期腱-骨愈合。     

自固化磷酸钙人工骨Ⅱ修复兔腱-骨损伤的生物力学变化

背景：磷酸钙人工骨与重组人骨形态发生蛋白2在实验中均有成骨诱导作用,有修复腱骨界面损伤的可能。目的：评估自固化磷酸钙人工骨Ⅱ（含重组人骨形态发生蛋白2）修复兔肩袖腱-骨界面损伤后的生物力学变化。方法：取27只成年健康家兔,其中3只直接取双侧肩关节腱-骨界面标本作为正常组,余下的24只家兔双侧肩关节接受兔肩袖急性断裂腱-骨止点重建手术,术中实验组12只填塞自固化磷酸钙人工骨Ⅱ,对照组12只不填塞任何药物。分别于术后2,4,8周采集标本行生物力学测试。结果与结论：实验组各时间点肩袖腱-骨界面最大抗拉强度均高于对照组（P 〈0.001）,但低于正常组（P 〈0.001）;实验组术后8周肩袖腱-骨界面刚度高于对照组（P 〈0.001）,但低于正常组（P 〈0.001）。表明自固化磷酸钙人工骨Ⅱ可以在术后早期提高兔腱-骨界面的最大抗拉强度和刚度,增强腱-骨界面结合力,促进腱骨界面愈合。     

自体浓缩骨髓移植促进腱骨愈合

背景：前交叉韧带断裂后应用自体腘绳肌腱移植进行重建应用较多,腱-骨愈合的时间较长,限制了患者交叉韧带重建后早期的功能活动。目的：用浓缩自体骨髓植于前交叉韧带重建腱-骨界面,观察其界面愈合情况。方法：32只新西兰大白兔行双侧膝关节半腱肌肌腱前交叉韧带重建,随机选取一侧膝关节作为实验组,胫骨侧腱骨界面植入自体浓缩骨髓,对侧不植入作为对照组。结果与结论：组织学显示,前交叉韧带重建后2周对照组移植肌腱与骨隧道的界面由肉芽组织填充,连接组织松散,有成骨活动;实验组移植肌腱与骨隧道界面肉芽组织连接亦不紧密,骨隧道侧成骨活动较活跃。前交叉韧带重建后12周对照组腱骨结合部组织界面变模糊,可见胶原纤维-纤维软骨-钙化的软骨组织-骨组织的移行带改变;实验组显示明显的胶原纤维-纤维软骨-钙化的软骨组织-骨组织的移行带改变,潮线清晰。前交叉韧带重建后4,8,12周,实验组最大抗拉脱强度数值显著大于对照组（P〈0.05）。提示自体浓缩骨髓可以增强腱骨界面的抗拉伸强度,有利于腱-骨界的组织愈合。     

自体浓缩骨髓移植促进腱骨愈合

背景:前交叉韧带断裂后应用自体腘绳肌腱移植进行重建应用较多,腱-骨愈合的时间较长,限制了患者交叉韧带重建后早期的功能活动。目的:用浓缩自体骨髓植于前交叉韧带重建腱-骨界面,观察其界面愈合情况。方法:32只新西兰大白兔行双侧膝关节半腱肌肌腱前交叉韧带重建,随机选取一侧膝关节作为实验组,胫骨侧腱骨界面植入自体浓缩骨髓,对侧不植入作为对照组。结果与结论:组织学显示,前交叉韧带重建后2周对照组移植肌腱与骨隧道的界面由肉芽组织填充,连接组织松散,有成骨活动;实验组移植肌腱与骨隧道界面肉芽组织连接亦不紧密,骨隧道侧成骨活动较活跃。前交叉韧带重建后12周对照组腱骨结合部组织界面变模糊,可见胶原纤维-纤维软骨-钙化的软骨组织-骨组织的移行带改变;实验组显示明显的胶原纤维-纤维软骨-钙化的软骨组织-骨组织的移行带改变,潮线清晰。前交叉韧带重建后4,8,12周,实验组最大抗拉脱强度数值显著大于对照组(P<0.05)。提示自体浓缩骨髓可以增强腱骨界面的抗拉伸强度,有利于腱-骨界的组织愈合。     

间歇性负压干预前交叉韧带重建后的腱一骨愈合

背景;间歇性负压被证实可以促进软组织修复及骨愈合,但其对交叉韧带重建后腱一骨愈合的影响尚未见报道。目的：观察间歇性负压对兔前交叉韧带重建后腱一骨愈合及肌腱移植物生物力学的影响。方法：取24只新西兰大白兔制各自体半腱肌前交叉韧带重建模型,随机取一侧后腿作为负压侧,负压侧关节通过引流管接微型负压吸引器,并维持低强度、间歇性负压;对侧后腿作为对照,接普通引流管。5d后两侧同时拔除吸引管。造模后6周,取关节液检测白细胞介素113的表达水平;取股骨一韧带一胫骨复合体行肌腱移植物拉力测定和腱一骨界面组织学观察。结果与结论：1只兔关节感染,最终23只兔进入结果分析。拉力测定结果显示,负压组完全断裂所需拉力显著大于对照组（P〈0．05）。组织学观察结果发现,负压组成骨细胞数目显著多于对照组,差异有显著性意义（P〈0．01）。关节液检测结果提示负压组关节滑液中自细胞介素113含量低于对照组,差异有显著性意义（P〈0．01）。提示间歇性负压可能在前交叉韧带重建后腱一骨愈合、肌腱移植物的塑性过程中扮演着积极作用。     

人工骨材料磷酸钙及硫酸钙在腱-骨愈合中的作用

背景：有关促进腱-骨愈合的方法文献报道很多,主要方法就是给腱-骨间隙添加一些刺激物质,以此促进腱骨的愈合。磷酸钙盐作为生物活性材料具有骨传导性,已广泛应用于临床骨缺损的替代和填充。而硫酸钙作为人工材料,具有潜在的骨诱导活性。目的：在自体腘绳肌肌腱移植重建膝关节前交叉韧带过程中,观察人工骨材料磷酸钙及硫酸钙促进腱-骨愈合的效应。方法：选用36条雄性成熟比格犬,先行切断双侧膝关节前交叉韧带,取同侧后肢趾长屈肌腱作为移植物,采用悬吊式固定重建前交叉韧带。按随机数字表法分为3组,磷酸钙组于股骨腱骨隧道中注入磷酸钙,硫酸钙组注入硫酸钙,空白组韧带重建结束后不添加任何填充物。分别于重建后1,2,3,4,6个月取材行大体观察、组织学和生物力学观测。结果与结论：前交叉韧带重建后1,2,3,4个月时,磷酸钙组及硫酸钙组腱骨界面纤维连接明显强于空白组,而磷酸钙组、硫酸钙组差异无显著性意义。6个月时,各组愈合程度相似。生物力学方面,重建后1个月时,磷酸钙组及硫酸钙组腱骨界面的抗拉脱强度均高于空白组（P〈0.05）,而磷酸钙组、硫酸钙组差异无显著性意义（P〉0.05）。提示磷酸钙及硫酸钙均能促进腱-骨愈合,两者之间无明显差异。     

深低温处理对异种骨-髌腱-骨重建膝前交叉韧带排斥反应影响

背景:重建膝关节前交叉韧带的移植物包括自体移植物、同种异体移植物和人工韧带3种,关于移植物的选择一直存在诸多争议。目的:回顾分析深低温处理对异种骨-髌腱-骨重建膝前交叉韧带排斥反应的影响。方法:以"骨-髌腱-骨、膝前交叉韧带、排斥反应"为中文关键词,以"bone-patellartendon-bone、anterior cruciate ligament、reject reaction"为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1995-01/2011-11)相关文章。纳入骨-髌腱-骨重建膝前交叉韧带等相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。结果与结论:共检索到76篇,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入16篇文章。文章从运动中膝关节交叉韧带损伤治疗方法,交叉韧带损伤重建,移植物体的选择和对比,移植物体排斥反应,异种骨-髌腱-骨移植免疫反应等方面的内容进行了叙述。研究表明,深低温处理能有效降低异种骨-髌腱-骨免疫原性,对于抑制排斥反应的发生具有积极作用。     

The effect of graft stiffness on knee joint biomechanics after ACL reconstruction--a 3D computational simulation

OBJECTIVE: The objective was to determine the effect of varying graft stiffness and initial graft tension on knee kinematics and graft tension after anterior cruciate ligament reconstruction. DESIGN: A 3D computational knee model was used. BACKGROUND: Many factors influencing the biomechanical outcome of anterior cruciate ligament reconstruction have been investigated. However, there are no reports on the effect of variations in graft stiffness on knee behavior. METHODS: A 3D computational knee model was used to simulate anterior cruciate ligament reconstruction using three different grafts with stiffnesses similar to the anterior cruciate ligament (graft 1), a 10mm bone-patellar tendon-bone graft (graft 2), and a 14 mm bone-patellar tendon-bone graft (graft 3). The initial graft tension was set to 0 or 40 N with the knee at 30 degrees of flexion. A 134 N anterior tibial drawer load and a 400 N quadriceps load were applied to the knee, and kinematics and graft tension were calculated. RESULTS: When fixed with no initial tension, graft 1 was found to under-constrain the knee, while graft 2 slightly over-constrained the knee, and graft 3 over-constrained the knee when compared to the intact knee. When an initial graft tension of 40 N was used, all of the reconstructed knees were more constrained than when an initial tension of 0 N was used. CONCLUSIONS: This study suggests that graft stiffness has a direct impact on knee biomechanics after anterior cruciate ligament reconstruction. An optimal anterior cruciate ligament reconstruction can be achieved if the anterior cruciate ligament is replaced by a graft with similar structural stiffness. RELEVANCE: This study showed that if the graft material and fixation sites are selected such that the anterior cruciate ligament structural stiffness is retained, normal knee kinematics can be restored.     

关节滑液对兔前交叉韧带重建后腱骨愈合生物力学和组织学的影响

背景:目前前交叉韧带重建后关节滑液对移植物强度以及腱骨愈合的影响尚无定论。目的:观察兔前交叉韧带重建后腱骨愈合过程中,关节滑液对移植肌腱生物力学及组织学的影响。方法:取新西兰大白兔下肢半腱肌腱,以同侧肢体半腱肌腱重建前交叉韧带模拟关节滑液影响模型,并同时取对侧肢体半腱肌行股骨髁上"U"形肌腱埋植避免关节滑液的影响。重建4周,取股骨-韧带-胫骨复合体,行生物力学测定和组织学观察。结果与结论:重建后4周,生物力学测定时发现"U"字形埋植肌腱断裂时平均载荷明显大于前交叉韧带重建后处于关节内的肌腱(P<0.01)。组织学观察发现,骨隧道内坏死的腱组织已被纤维组织、新生骨组织替代,腱骨交界面形成Sharpey纤维连接和纤维软骨,优于关节内肌腱;"U"字形埋植肌腱腱骨交界面成骨细胞数目明显多于前交叉韧带重建肌腱(P<0.01)。结果证实"U"字形埋植肌腱的生物力学及腱骨愈合均优于处于关节内肌腱,提示关节滑液对前交叉韧带重建后韧带的强度以及腱骨愈合有不利影响。     

前交叉韧带移植物选择及重建中的相关问题

背景：前交叉韧带移植物的选择受到多种因素的影响和制约,目前仍然存在争议。目的：综述近期前交叉韧带重建移植物的选择及相关进展。方法：由第一作者检索1995/2009 PubMed数据与维普数据库有关前交叉韧带重建中单、双束重建的比较,移植物选择,前交叉韧带损伤与骨关节炎相关性及前交叉韧带重建与本体感觉功能恢复相关性的文献。结果与结论：在前交叉韧带重建中,单束与双束重建在临床疗效上目前并无显著差别;在移植物的选择上,目前仍然存在争议,骨-髌腱-骨以及四股腘绳肌自体移植物仍为前交叉韧带重建中的首选,带骨或不带骨的股四头肌肌腱、各种异体移植物和人工肌腱也逐渐被广泛使用于临床。从目前的各种报道分析,发生早期骨关节炎的危险因素中最重要的是半月板损伤,而非前交叉韧带损伤;对于施行前交叉韧带重建的患者,在治疗过程中应同时重视本体感觉功能的恢复。     

前交叉韧带重建失败后的首次翻修

背景：前交叉韧带重建失败可由多种因素引起,需要进行翻修手术治疗。国内关于前交叉韧带翻修的报道较少。目的：分析前交叉韧带重建失败后行翻修治疗的主要原因、适应证、方法及效果。方法：前交叉韧带重建后失稳需要接受翻修患者30例,均在关节镜下行探查与翻修治疗。翻修后应用KT-2000、国际膝关节评分委员会评分标准（IKDC）、Lysholm及Tegner评分系统进行评价。结果与结论：30例患者中,初次手术选用自体骨-髌腱-骨移植物9例,自体半腱股薄肌腱14例,同种异体腘绳肌腱7例,翻修原因上、下两端骨道均偏前8例,上骨道偏前12例,下骨道偏前8例,其中1例合并关节强直;自体骨-髌腱-骨重建固定上骨道内骨块的挤压螺钉位置异常1例;内侧副韧带股骨止点撕脱骨折未予修复1例。翻修术中重建的前交叉韧带完全断裂和吸收12例,韧带有部分连接但已明显松弛失张力18例。无骨道骨质严重缺损,均一期行前交叉韧带翻修手术,重建移植物采用同侧腘绳肌腱（STG）10例,对侧腘绳肌腱14例,人工韧带6例。前交叉韧带翻修后KT-2000检查膝关节屈曲90°和30°平均差值,以及IKDC、Tegner和Lysholm评分均较翻修前有明显改善。前交叉韧带重建手术失败的原因较多,但主要与手术骨道位置异常、固定失效、复合韧带损伤处理不当、关节强直等有关。前交叉韧带翻修后膝关节的主观功能和客观稳定性可获得明显改善。     

Influence of the tunnel angle in ACL reconstructions on the biomechanics of the knee joint

BACKGROUND: A high tension in anterior cruciate ligament grafts affects both graft and knee functional performance. Clinical observations suggest that impingement of the graft against the posterior cruciate ligament might cause high graft tensions. Also, meniscal injury has been well documented in association with damage in the anterior cruciate ligament. METHODS: In this paper, we present the results obtained in a three-dimensional finite element model of the human knee, corresponding to different aspects of anterior cruciate ligament reconstruction with bone-patellar tendon-bone grafts. This model was used to investigate the effect of the angle in the coronal plane of femoral and tibial tunnels. Firstly, graft tension was computed in a knee moved from 0 degrees to 60 degrees of flexion and the results were compared with experimental ones obtained by other authors. Secondly, the resulting kinematics under an anterior load of 134 N was compared to that of the intact knee. FINDINGS: The obtained results showed that the closest anterior tibial translation to that of the intact knee was obtained with femoral and tibial tunnels with angles of 60 degrees. In this same case, a lower graft tension was also obtained. The results demonstrated noticeable increases in the meniscal stresses after anterior cruciate ligament reconstruction. INTERPRETATION: Our results showed that impingement only depends on the femoral tunnel angle. On the contrary, laxity principally depends on the tibial tunnel angle. The angle of the femoral tunnel affects the graft tension while the tibial tunnel affects laxity, meniscal stresses and strains.