一种新式防撕裂（rip-stop）的距腓前韧带修复技术：生物力学和临床研究
来源：优秀文章 发布时间：2023-01-24 点击：
李宏 李宏云 薛啸傲 华英汇 陈世益
复旦大学附属华山医院运动医学科（上海 200040）
踝关节内翻扭伤是骨科运动医学比较常见的损伤，常常导致外侧距腓前韧带（anterior talofibular ligament，ATFL）撕裂[1，2]。如ATFL未能愈合，踝关节会逐渐发展为慢性外侧踝关节不稳定（chronic ankle instability，CAI），导致外踝疼痛和反复扭伤，需要外科手术进行ATFL修复[3]。传统的开放下ATFL修复技术，如Broström修复技术，将残余ATFL组织及周围软组织重新缝合固定于腓骨止点，临床效果较为满意[4，5]。随着关节镜技术的发展应用，越来越多外科医师采用关节镜下修复ATFL，不仅微创，而且临床效果优异，患者能早期重返运动[6-10]。
此前在一项生物力学研究中，Waldrop等[11]研究单纯缝线修复和缝线锚钉修复ATFL，两个修复组中所有标本的失效部位都在韧带-缝合界面处，在进行拉力测试时，缝线均切割ATFL残端组织。这些结果表明，缝线简单穿过ATFL组织时容易切割残端组织，从而导致韧带再撕裂。为了解决这个问题，避免缝合缝线切割肌腱或韧带，研究人员在肩袖修复方面设计了各种“防撕裂（rip-stop，RS）技术”，在生物力学研究中获得了良好的效果[12-16]。受此概念启发，我们设计了一种新的“防撕裂”技术用于ATFL的修补。由此，本研究从生物力学及临床结果方面评估验证该种新式防撕裂的距腓前韧带修复技术，探讨其优越性。
1.1 生物力学研究
使用12例新鲜冷冻的人体踝关节标本，随机分为两组：防撕裂组（实验组）（n=6）和传统修复组（对照组）（n=6）。尸体平均年龄66岁（55～77岁），两组之间的年龄分布相似。组织在-20°C下储存，使用前在室温下解冻24小时。
所有手术操作均由一位在ATFL修复手术方面拥有丰富经验的资深运动医学外科医生执行。在腓骨前方做一个3 cm长弧形切口，逐层分离暴露ATFL。传统的ATFL修复技术如之前文献介绍[17，18]，于腓骨止点剥离ATFL组织，在腓骨止点处植入一枚直径2.9 mm的双线缝合锚钉（DePuy Mitek，Raynham，MA）。其中缝线一端穿过ATFL后形成一个缝线环，并将该缝线自由端穿过该线环并拉紧套扎韧带组织，然后缝线打结固定韧带。另外一根缝线也采用相同的方法进行缝合固定。新型防撕裂技术如图1所示，于腓骨止点剥离韧带组织后，植入一枚直径2.9 mm的双线缝合锚钉（DePuy Mitek，Raynham，MA）。将来自锚钉的同一根缝线的两端同时从点“a”处穿出韧带，缝线的一端再从“b”点穿入关节，然后该缝线缠绕锚钉线根部，从“c”点穿出，从而形成“防撕裂”结构，最后收紧缝合线两端，打结固定。另外一根缝线也采用同样的方法进行缝合。
图1 踝关节距腓前韧带“防撕裂”技术修复示意图
标本制备完成后，清理切除踝关节周围的所有韧带及肌腱，仅暴露腓骨、ATFL及部分距骨。根据先前文献报道[18]，采用MTS生物力学测试系统（CMT4204，中国）进行生物力学测试。腓骨及距骨骨块采用专门工具夹持。采用10 N拉力预牵张5 s，然后以10 mm/min速率牵拉至失败，测试最终失效载荷（N）和刚度（N/mm）。
1.2 临床研究
1.2.1一般资料及分组
本研究经本院伦理委员会审核通过，且告知所有患者签署知情同意书。本研究纳入2019年1月至2020年2月期间连续性收治入院行手术的单侧慢性踝关节外侧不稳患者。其中纳入标准为临床诊断慢性外侧踝关节不稳患者、保守治疗3个月后无效、踝关节外侧仍有疼痛及不稳症状。临床诊断包括病史、体检及磁共振成像（图2）。排除标准包括：（1）严重的骨性畸形；
（2）并发神经肌肉疾病；
（3）全身关节松弛；
（4）韧带残端缺失无法行手术修复；
（5）并发其它韧带损伤，如跟腓韧带或内侧三角韧带损伤。
图2 一例慢性踝关节不稳患者磁共振成像。上层切面（A）及下层切面（B）均提示距腓前韧带撕裂（白色箭头）。
根据上述标准共有30例踝关节不稳患者纳入研究，按照随机数字表法分为防撕裂修复组（实验组，n=15例）及传统修复组（对照组，n=15例）。两组患者基本资料如表1所示，两组在基本资料及术前功能评分方面均无显著性差异。
表1 患者基本资料
1.2.2 手术技术
所有手术均由同一位主任医师操作。所有患者采用全身麻醉，取仰卧位。患侧脚踝置于手术床远端稍稍伸出床缘，膝关节后方放三角形支架，使膝关节屈曲70～80度，以方便踝关节屈伸活动。采用关节镜进行踝关节检查，明确距腓前韧带损伤（图3）；
探查并处理其余关节内病变，如骨软骨损伤、游离体等。
图3 关节镜下探查距腓前韧带损伤（黑色箭头）
对于传统修复组（对照组），清理暴露ATFL后，采用射频定位ATFL腓骨止点，于止点处植入一枚直径2.9 mm双线缝合锚钉（DePuy Mitek，Raynham，MA）。采用缝合钩缝合ATFL韧带引入一根缝线，然后打结固定。
对于防撕裂组（实验组，如图1），同样地于腓骨止点植入一枚直径2.9 mm双线缝合锚钉（DePuy Mitek，Raynham，MA）（图4A）。采用缝合钩技术，将同一颜色两条缝线从点“a”处穿过韧带（图4B）。其中一根缝线从“b”点穿回到关节内（图4C）。然后，该缝线包绕锚钉线根部，从“c”点穿出，形成“防撕裂”结构（图4D）。该缝线穿过之前线环以形成第2个“防撕裂“结构（图4E）。最后收紧缝线打结固定（图4F）。另外一根缝线也采用同样的方法进行缝合。
图4 防撕裂技术修复距腓前韧带
手术后，使用短腿石膏将脚踝固定在中立位置。术后第2天开始进行包括踝关节周围肌肉群等长收缩在内的康复训练。术后2周，石膏更换为护踝，鼓励患者进行被动活动，允许患者负重行走。
1.2.3 临床评估
一位未参与手术的独立医师进行了术前和术后2年时踝关节功能评估。主观功能评分包括美国骨科足踝协会（American Orthopedic Foot and Ankle Society，AOFAS）评分、Karlsson评分、Tegner活动评分和术后满意度，并记录患者重返运动的时间。体格检查包括踝关节活动度（range of motion，ROM）和前抽屉试验（anterior drawer test，ADT）结果。术后随访时复查磁共振成像评估距腓前韧带。
1.3 统计学分析
使用Stata 10.0软件（Stata Corp，USA）进行数据分析，并将数据报告为平均值和标准偏差。样本量计算：临床研究中，基于AOFAS评分进行样本量分析（post hoc power analysis），如果在组间的AOFAS评分中观察到至少10分的差异，则认为功能评分存在显着差异，鉴于数据中AOFAS评分的标准差，每组中大于13名患者的样本量即检验效能达到0.8[19]。连续性变量，当数据满足正态分布时，采用独立样本t检验；
若不满足正态分布，则采用Wilcoxon秩和检验进行组间比较。分类变量（如性别、患侧、并发症等）采用Fisher精确检验。显着性水平设定为P＜0.05。
生物力学评估显示，实验组的最终失效载荷显著高于对照组（50±11 N vs.28±4 N；
P=0.001）。实验组的刚度也显著高于对照组（4±1 N/mm vs.2±2 N/mm；
P=0.04）。对照组中所有样本的失效机制发生在韧带和缝线界面，可观察到缝线切割韧带。而实验组中有4例失效发生在韧带中间位置，有2例发生在距骨止点位置，均未发现缝线切割韧带。
临床研究方面，在术后2年时，所有患者均参与临床随访，随访结果显示实验组和对照组在AOFAS评分（92±5分vs.90±4分；
P=0.19）、Karlsson评分（94±7分vs.93±6分；
P=0.67）及Tegner活动量表（5±1分vs.5±1分；
P=0.60）方面均无显著差异。与对照组相比，实验组重返运动时间显著早于对照组（3.6±0.6月vs.4.7±1.3月；
P=0.01）。所有患者均无并发症发生，活动度正常，ADT显示阴性。实验组的术后满意度为100%，对照组术后满意度为87%。术后复查磁共振成像显示，两组患者修复的距腓前韧带走行良好，实验组韧带信号度较低，愈合更佳（图5）。
图5 术后磁共振图像
慢性踝关节不稳有多种关节镜下ATFL修复方式。在本研究中，我们提出了一种新的防撕裂技术并评估相关的生物力学优势，生物力学结果显示，防撕裂修复技术的生物力学强度显著优于传统修复技术。进一步的临床随访结果提示，这种新技术具有优异的临床结果，并更早地促使患者重返运动。
慢性踝关节外侧不稳手术治疗通常根据ATFL残端情况分为直接修复技术和重建增强技术[4，20，21]。由于ATFL修复技术创伤相对较小，一般来说，只有在ATFL残余组织不足或消失的情况下，需要使用肌腱或线带进行增强重建，当ATFL残余组织状况良好时，尽量优先考虑直接ATFL修复[4，22]。然而有时ATFL残余组织比较松散或柔软，传统的直接缝合技术可能切割韧带组织，无法牢靠固定韧带。因此，我们借鉴在肩袖修复技术中的“防撕裂”概念，引入一种新的ATFL“防撕裂”技术。
与带有环形纤维的肩袖肌腱不同，ATFL仅由单向纤维组成，因此在使用简单的修复缝合时缝线容易切割韧带[11]。本研究中，缝线从a、b和c点穿过韧带，在关节侧和关节囊侧形成双重“防撕裂”结构。该新技术有以下优点：（1）缝合线可以牢牢抓住韧带，同时避免切割韧带；
（2）3个点位穿过韧带能够最大程度缝合固定更多韧带组织；
（3）在最后一步通过抽动缝线可以起到类似“滑结”的作用，将ATFL韧带向止点收紧，如果韧带张力令人满意，则打结固定。
此前有诸多生物力学实验研究ATFL修复技术，Cottom等[23]采用单排锚钉修复ATFL，结果发现缝线容易切割韧带组织。在一项踝关节外侧韧带复合体修复的生物力学研究中，Giza等[24]也观察到大多数标本在韧带-缝线界面处失败。在本研究中，对照组所有样本的失效机制发生在韧带和缝线界面，而实验组几乎没有缝线切割韧带情况发生。这些结果表明，该防撕裂技术能更牢固地固定ATFL残余组织并提供优异的生物力学性能。
先前已有研究报道了关节镜下ATFL修复术后短期及长期临床结果。Cottom等[25]采用关节镜下ATFL修复，AOFAS评分从术前41.2分提高到术后95.4分（平均随访12月）。Nery等[26]的一项调查关节镜下踝关节外侧副韧带修复的研究中，平均术后随访9.8年，平均AOFAS评分为90分。在本研究中，平均随访2年，两组患者均取得良好的功能，平均AOFAS评分为92分和90分。尽管两组人群在功能评分方面未见显著性差异，但防撕裂修复组的重返运动时间显著早于对照组。我们推测该防撕裂技术固定韧带更为牢固，术后韧带更早发生愈合，患者更有信心重返运动。
本研究有几点局限性：首先，生物力学研究采用开放下修复，而临床研究采用关节镜下修复，开放修复和关节镜下修复是否存在差异并不确定[27，28]。此外，生物力学实验中尸体标本年龄较大，韧带组织质量可能相对较差，与临床中遇到的情况可能存在不一致。最后，临床研究部分，手术过程中我们并没有缝合关节囊，是否连带缝合关节囊目前存在一定争议。
总之，生物力学研究发现该新式防撕裂ATFL修复技术能有效提高最大失效负荷和刚度；
临床研究结果表明该技术能取得优异的临床结果，促使患者早期重返运动。尤其是对于组织质量差的患者，该防撕裂修复技术具有良好的临床实用性。