人工韧带生物材料修复膝关节交叉韧带损伤：问题及前景

BACKGROUND: Related studies have confirmed that the experimental results and short-term clinical outcomes of artificial ligaments are satisfactory that the artificial ligaments can restore the stability of knee joint as soon as possible and ensure motor function. OBJECTIVE: To summarize the basic and clinical research progress of artificial ligaments. METHODS: The articles regarding artificial ligaments in repair of knee joint cruciate ligament injury were retrieved from Wanfang database, CNKI and PubMed database during 1985 to 2015 by computer. The keywords were “cruciate ligament injuries, artificial ligament, biological materials” in Chinese and English, respectively. RESULTS AND CONCLUSION: Compared with autologous and allogenic ligaments, artificial ligament has good mechanical properties, and can get sufficient tensile strength and joint stability immediately after implantation, so as to ensure the cruciate ligament reconstruction of the knee joint. Artificial ligament technology has experienced carbon fiber ligament, polyester material and stent artificial ligaments. As a new type of polyester artificial ligament, LARS artificial ligament shows a good biocompatibility, on which, cells can adhere, proliferate and differentiate well. However, the controversies over the use of artificial ligament still exist, and its long-term clinical effects still need further observation. Further researches regarding the material selection, shape bionic design, weaving and surgical techniques of artificial ligaments are still further needed.      

人工韧带修复膝关节交叉韧带损伤

背景：以往治疗膝关节交叉韧带损伤的主要手段是移植重建,最常用的移植材料为自体的骨髌腱骨、半腱肌腱和股薄肌腱。但由于此类移植物存在取材区并发症及韧带化过程中的各种问题,近年来人工韧带的研究受到重视。 目的：认识膝关节交叉韧带的结构及血供特点,以及膝关节交叉韧带损伤后人工韧带重建治疗机制与临床应用特点。 方法：①分析膝关节前、后交叉韧带的组织结构,功能学特点以及血供差异。②分析膝关节前、后交叉韧带损伤的类型及生物力学机制。③分析修复膝关节交叉韧带损伤的材料学分类及特点。④分析人工韧带修复后影响关节稳定性的因素。 结果与结论：修复膝关节前、后交叉韧带损伤时,应首先考虑到前、后交叉韧带的功能及血供情况,选择合适的重建物,使重建时过程简化,操作简单,重建材料的组织相容性较好,达到修复后的解剖与功能的双重建。     

人工膝关节常用假体材料及其生物相容性

背景：理想的假体材料对人工膝关节的功能、预后至关重要。 目的：评价各种人工膝关节生物材料的性能、应用及其生物相容性,寻找合理的膝关节替代物。 方法：采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)中检索1999-01/2009-12有关生物材料应用于人工膝关节的研究文章,关键词为“组织工程,人工膝关节,生物材料”。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入17篇文献进行评价。 结果与结论：传统的金属和骨水泥材料仍广泛运用于人工膝关节假体中,随着医学和组织工程技术的发展,各种合成生物材料相继出现。近来出现了生物相容性较好的生物陶瓷及高分子复合材料,但存在易磨损的缺点,改进上述材料的缺点,寻求理想的人工膝关节假体材料是当前生物医学工程研究的热点之一。虽然传统的金属、骨水泥、生物陶瓷及高分子复合材料均在临床上大量应用于人工膝关节,但由于其存在各自不可避免的缺点,理想的人工膝关节假体材料仍需进一步开发。     

韧带损伤及人工韧带应用与研究

通过调查人体韧带的结构、功能及分布,归纳了常见韧带损伤类型及损伤机制,整理了临床治疗手段,综述了目前人工韧带的应用与研发现状,分析了各种人工韧带的优势与不足,最后对人工韧带的未来发展进行了展望.期望为现有产品的完善及新型人工韧带的研发提供参考.     

膝关节后交叉韧带损伤的修复与重建

背景：膝关节后交叉韧带是维持膝关节稳定性的重要结构之一,损伤后引起膝关节稳定性下降,从而影响膝关节功能,严重可致膝关节病废。 目的：就膝关节后交叉韧带损伤的最新治疗进展进行讨论,旨在对膝关节后交叉韧带损伤的治疗有一个更好的理解。 方法：应用计算机检索万方数据库、中国知网和PubMed最近20年有关膝关节后交叉韧带损伤方面的文献,中文检索词为“后交叉韧带、韧带重建、损伤”,英文检索词为“Posterior cruciate ligament;ligament reconstruction;Injury”。 结果与结论：目前后交叉韧带重建的效果仍不如前交叉韧带的重建。后交叉韧带重建关键在于移植物的选择、骨道的定位、移植物植入张力及固定方法,与患者的依从性及术后康复锻炼也密切相关。目前的研究显示缺少有力的随机对照试验(RCT)来对比不同治疗方式的疗效。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

修复膝关节韧带运动性损伤材料的免疫学性能

背景：运用材料学手段对膝关节韧带进行修复是组织工程学研究的重要内容,而材料的免疫学性能诱发的材料与人体的生物相容性问题,是制约修复成败的关键。 目的：以膝关节韧带移植材料的免疫学性能为视角,分析移植材料与人体的生物相容性。 方法：应用计算机检索PubMed、维普和万方数据库中1990-01/2012-01关于韧带损伤治疗及其移植材料免疫学性能方面的文章,在标题、摘要、全文中以“膝关节,韧带,材料,性能”或“knee,ligament,material,performance”为检索词进行检索,排除内容重复、普通综述、Meta分析类文章后筛选纳入22篇文献进行评价。 结果与结论：膝关节韧带移植材料经历了复杂而漫长的研究过程,无论自体移植、异体移植还是人工合成材料,在选用材料时良好的生物相容性是制约修复成败的关键问题。由于受生物免疫排斥等因素的影响,异种移植和人工合成材料的运用受到了限制,而目前通过对移植材料进行物理或化学改性以减小其免疫排斥反应收到了良好效果。所以,密切关注移植材料的免疫学性能,应成为今后组织工程学研究理想韧带移植材料的基础和关键环节。      

运动性膝关节损伤重建交叉韧带的生物材料：选择与优劣分析

目的：分析不同生物材料对膝关节运动损伤后交叉韧带重建的优势和缺陷,为膝关节运动损伤后交叉韧带重建与生物材料的选择临床应用提供理论依据。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库中与人工合成膝关节韧带有关的文献,检索时限为1987-01/2010-09。检索关键词：膝交叉韧带,运动,韧带修复,韧带重建,人工合成材料。纳入选取针对性强,相关度高的文献。排除较陈旧的文献及重复性研究。对16条文献资料进行分析。 结果：膝关节交叉韧带的重建修复材料主要有包括自体移植物、同种异体移植物和人工韧带。三种材料在临床应用中都存在各自的优势和缺陷及适用范围。 结论：膝关节运动损伤膝关节交叉韧带的重建在材料选择方面,应该从个体化的、不同年龄、不同受伤机制、不同术后要求方面进行最佳材料的选择。     

人工材料与人工脏器的生物相容性

目前临床上使用的许多装置都是用金属、玻璃、陶瓷和高分子等材料制作的,现在一般把这些医用材料统称为“生物材料”(Biomaterial)。研究这些材料,首先遇到的问题是如何快速、准确地评价材料的生物相容性,这对于研究新生物材料和加快研究周期将起着重要的作用。但只有少数体外试验能对表面进行很好的表征,并与体内试验结果有相关性。因此,本文结合作者的研究工作,简要介绍生物材料与血液的生物相容性以及生物相容性的评价方法。     

后稳定型与后交叉韧带保留型膝关节假体在人工膝关节置换术后的早期临床疗效比较分析

目的比较后稳定型膝关节假体(Posterior Stabilized Total Knee Prostheses PS)与后交叉韧带保留型膝关节假体(Posterior Cruciate-Retaining Total Knee Prostheses CR)在人工膝关节置换术(Total Knee Arthoplasty TKA)后的临床疗效,并分析两种假体在TKA术后可能存在的相关问题。方法回顾自2010年1月至2012年12月我院收治的晚期骨关节炎、并进行人工全膝关节置换术治疗的66位患者资料,其中PS假体30例,CR假体36例,观察两组患者手术时间、术后引流量,以及术后2周、1年、3年的下肢力线、膝关节活动度(Range Of Motion ROM)、膝关节最大屈曲角度、术后视觉模拟评分法((Visual Analogue Score VAS)、纽约特种外科医院膝关节功能评分(hospital for special surgery knee score HSS)评分、髋膝关节炎评分(The Western Ontario and Mc Master Universities,WOMAC,Osteoarthritis Index)。结果 PS组的术中手术时间、术后引流量明显大于CR组,差异具有统计学意义(P0.05),术后两周PS组膝关节ROM、膝关节最大屈曲角度明显大于CR组,差异具有统计学意义(P0.05),而在术后1年、3年的随访数据中均无明显差异。结论对于无严重畸形的初次膝关节置换,后稳定型膝关节假体与后交叉韧带保留型膝关节假体均具有重要的临床使用价值,可有效改善患者的膝关节功能,降低膝关节疼痛评分等。     

纳米材料人工韧带骨连接及在抗粘连领域的研究与应用

背景:纳米尺度的不规则结构模拟了自然细胞外基质分子中的结构,可作为细胞黏附或增殖的载体,促进植入部位的组织再生.目的:对纳米材料人工韧带应用于韧带重建的研究进展进行综述.方法:应用计算机检索中国知网、PubMed、Web of science、embase、维普资讯和万方数据库,检索词为组织工程、纳米材料、人工韧带、...     

膝关节人工交叉韧带材料的运动力学特征及临床应用评价

背景：交叉韧带损伤是膝关节常见的运动损伤,可引起膝关节的疼痛和关节不稳,常伴有关节松弛、半月板损伤等症状出现。 目的：分析膝关节人工交叉韧带的特点以及在膝关节交叉韧带损伤治疗中的效果评价。 方法：膝关节交叉韧带发生断裂时,需要通过外科方法重建韧带功能,应用生物材料进行交叉韧带的重建,可以使患者获得较少的病废,并且允许患者膝关节在治疗后立即活动,有利于患者的康复。交叉韧带的移植材料包括自体韧带材料、同种异体韧带材料和人工韧带材料。 结果与结论：膝关节交叉韧带修复重建的自体材料有骨-髌腱-骨和半腱肌移植,骨-髌腱-骨移植的并发症较多,半腱肌与股薄肌腱取材后会影响关节的功能。异体韧带材料主要包括骨-髌腱-骨和股四头肌腱-骨,异体材料的不足之处是杀灭细菌和病毒不完全。人工交叉韧带材料分为永久性韧带材料、支架韧带材料和框架韧带材料,LARS人工韧带移植治疗交叉韧带损伤的疗效较为理想,与自体韧带移植的近期疗效相比,差异有显著性意义(P < 0.05),与自体韧带移植的远期疗效比较无差异。无论是自体、同种异体还是人工韧带材料,每种材料都有各自的优缺点,需要根据患者的自身情况和病情来决定,人工韧带材料为交叉韧带移植提供了新的材料选择,随着生物材料学和生物医学工程学的发展,人工韧带材料一定会成为韧带材料的良好替代物。     

膝关节损伤修复材料及生物力学性能

背景：膝关节是人体的主要负重关节也是人体运动的中枢部位,其生理结构和运动构成较为复杂,在体育运动及日常生活中膝关节损伤较为常见,选择合适的膝关节生物材料进行修复或重建至关重要。 目的：对膝关节生物材料的性能要求及临床应用情况进行概述,着重对生物材料的选择与其生物力学的相关性进行阐述与分析。 方法：应用计算机检索PubMed、维普和万方数据库中1980-01/2011-10关于膝关节损伤治疗及其材料学方面的文章,在标题和摘要中以“膝关节;材料;力学”或“Knee; Materials; Mechanics”为检索词进行检索。最终选择27篇文章进行综述。 结果与结论：在行膝关节再生或重建以及假体置换过程中,理想的材料学特征对治疗效果起着关键的制约作用,从对材料的选择与其生物力学的相关性来看,二者有着密切的相互促进和相互制约的关系。研究和开发理想的生物力学性能材料固然重要,同时运用合理的物理学手段对其进行改性或处理以达到理想力学性能材料的需求,也是切实可行的重要手段。     

膝关节前交叉韧带损伤的弥散张量成像观测

目的　为膝关节前交叉韧带损伤分度提供新的影像诊断依据。 方法　选取膝关节弥散张量成像扫描检查正常者100例和单侧前交叉韧带撕裂伤者100例,后者按照损伤程度分为Ⅰ~Ⅳ级,在工作站划分前交叉韧带损伤处及正常组相应部位感兴趣区,测量各向异性分数（fractional anisotropy,FA）和表观弥散系数（apparent diffusion coefficient,ADC）,生成纤维示踪图像。 结果　前交叉韧带损伤处与正常组相应部位的FA和ADC差异有统计学意义,损伤处的FA低于正常组,ADC高于正常组。前交叉韧带Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级损伤处的FA和ADC差异有统计学意义,FA随损伤程度增高而逐渐降低,与损伤程度呈负相关;ADC则逐渐增高,与损伤程度呈正相关。FA和ADC、纤维示踪成像及MRI诊断前交叉韧带损伤程度分级的灵敏度、特异度、准确度、阳性预测值及阴性预测值差异均有统计学意义,从高到低均依次为纤维示踪成像、FA和ADC、MRI。 结论　膝关节前交叉韧带损伤处的FA和ADC与损伤程度密切相关,纤维示踪成像可以提高损伤程度分级的准确率,弥散张量成像可以为前交叉韧带损伤分级提供更准确的影像诊断依据。     

漂浮膝合并膝关节韧带损伤的治疗

目的 探讨漂浮膝合并膝关节韧带损伤的手术综合治疗的方法及疗效.方法 回顾我院2000年至2009年收治的漂浮膝合并膝关节韧带损伤病例22例.浮膝骨折固定后18例予一期修补或重建损伤韧带,4例二期修补或重建断裂的前交叉韧带,术后予系统康复训练.随访15 ～ 57个月,平均31个月.采用Karlstrom和Olreud推荐的标准对伤肢功能进行评定.结果 膝关节功能评定,优5例,良7例,中4例,优良率为54.5％.结论 对漂浮膝损伤合并膝关节韧带损伤一期手术或尽早予以修补或重建,术后予系统康复训练,效果满意.     

Biomechanical characteristics of the knee joint in female athletes during tasks associated with anterior cruciate ligament injury

This study was designed to compare biomechanical characteristics of the knee joint for several athletic tasks to elucidate their effects and to examine what tasks pose a risk for ACL injury.Three athletic tasks were performed by 24 female athletes: single-limb landing, plant and cutting, and both-limb jump landing. Angular displacements of flexion/extension, abduction/adduction, and external/internal tibial rotation were calculated. Angular excursion and the rate of excursion of abduction and internal tibial rotation were also calculated.During plant and cutting, from foot contact, subjects rotated the tibia more rapidly and to a greater degree toward internal tibial rotation. Moreover, excursion of knee abduction is greater than that during single-limb landing. During both-limb jump landing, the knee flexion at foot contact was greater than for either single-limb landing or plant and cutting; peak knee abduction was greater than for either single-limb landing or plant and cutting.In plant and cutting, the risk of ACL injury is increased by greater excursion and more rapid knee abduction than that which occurs in single-limb landing, in addition to greater internal tibial rotation. Although single-limb tasks apparently pose a greater risk for ACL injury than bilateral landings, both-limb landing with greater knee abduction might also risk ACL injury.     

膝关节后交叉韧带解剖研究及临床意义

目的:对后交叉韧带的解剖结构进行观察研究,为临床诊治提供解剖学基础。方法:对42例人膝关节标本PCL进行观察,测量其长度、宽度和厚度以及附着区的形态;应用显微外科技术对14具新鲜冷冻标本进行解剖;对PCL行组织学观察,掌握其微观结构。结果:PCL长(33.8±1.3)mm(31.0～37.0mm),两端粗大,最窄处位于中间。PCL是不可分割的完整韧带,由许多纤维组成并发生扭转,纤维束相互穿插融合。组织切片示PCL近端和远端纤维分布松散,中段紧密。结论:PCL是完整的韧带,各束之间有交叉纤维联结。