引用本文： 黃長明, 范華強, 傅仰攀, 董輝詳, 唐聰. 經不同入路Rigidfix重建前交叉韌帶發生軟骨損傷的比較研究. 中國修復重建外科雜志, 2014, 28(6): 677-680. doi: 10.7507/1002-1892.20140150 復制
Rigidfix橫穿釘內固定系統（DePuy公司，美國）因能使移植物固定點接近前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）的生理止點，減少股骨隧道擴大等并發癥發生率[1]，已廣泛用于關節鏡下ACL重建術中[2-4]。術中定位股骨隧道內口時，需經脛骨隧道應用導向器來完成。有學者認為，這樣會使股骨隧道內移植物在冠狀位上過于垂直，不符合正常ACL的解剖特點，建議通過前內側入路定位股骨隧道[5-8]。但經前內側入路應用Rigidfix橫穿釘內固定系統，可能會出現軟骨損傷、橫穿釘突出等醫源性損傷，目前尚存在爭議[9-10]。為此，我們采用成人尸體雙膝關節標本，分別經前內側入路及脛骨隧道定位股骨隧道，利用Rigidfix橫穿釘內固定系統建立股骨隧道及橫穿釘植入道，解剖分析兩種不同入路的安全性，為臨床選擇合適的ACL重建術式提供參考。
1 材料與方法
1.1 實驗標本及分組
9具成人防腐尸體雙膝關節標本，由南方醫科大學解剖教研室提供。男5具，女4具；年齡（41.0 ± 6.4）歲，體重（57.6 ± 10.0）kg，身高（162.4 ± 7.6）cm。經X線片檢查，雙膝關節均無手術史及骨質器質性改變。將膝關節配對分為兩組，A組經前內側入路定位股骨隧道內口，B組經脛骨隧道入路定位。
1.2 實驗方法
1.2.1 ACL損傷模型制備
將兩組膝關節遠、近端各截取20 cm，兩端包埋，去除周圍肌肉，保留關節囊、側副韌帶、髕骨、髕腱、腘肌腱，前內側切口切開關節囊，暴露關節腔，去除ACL，縫合切口。
1.2.2 股骨隧道及橫穿釘植入道制備
A組：保持膝關節屈膝120°，固定于工作臺上。取膝前關節面水平、髕腱內側1 cm作為工作入路，放置7 mm股骨隧道導向器，切開部分前內側切口縫線，直視下幫助定位股骨隧道內口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm鉆頭鉆取3 cm長股骨隧道，使隧道后壁距離過頂點2～3 mm。以垂直于脛骨平臺的冠狀面為旋轉參照平面，分別放置Rigidfix股骨導向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通過導向器鉆取2個橫穿釘植入道。見圖 1。
圖1
A組手術操作示意圖 ? 經前內側入路定位股骨隧道 ? Rigidfix導向器分別置于0、45、90°鉆取橫穿釘植入道 ? ?B組：膝關節固定于工作臺上，切開部分前內側切口縫線，直視下用點對點脛骨定位器，角度設置為45°，勾端置于后交叉韌帶前約5 mm，方向與脛骨呈28°，調整導向器方向，對準ACL股骨止點等長點位置，導向器外端置于脛骨結節內側2 cm左右，固定導向器。經導向器植入導針，8 mm空心鉆擴隧道，7 mm股骨隧道導向器經脛骨隧道定位股骨隧道內口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm鉆頭鉆取3 cm長股骨隧道，使隧道后壁距離過頂點2～3 mm。以垂直于脛骨平臺的冠狀面為旋轉參照平面，分別放置Rigidfix股骨導向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通過導向器鉆取2 個橫穿釘植入道。見圖 2。
1.2.3 軟骨損傷觀察
兩組隧道制備后，剔除膝關節周圍軟組織，暴露股骨關節面，觀察橫穿釘植入道與關節面位置關系，判斷是否損傷關節面軟骨。軟骨損傷標準：任一橫穿釘植入道波及股骨外髁關節軟骨面即為醫源性軟骨損傷[9]。見圖 3。
1.3 統計學方法
采用SPSS13.0統計軟件進行分析。計數資料以率表示，采用Spearman秩相關分析旋轉角度與軟骨損傷的相關性，組間比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法；檢驗水準α=0.05。
2 結果
相關分析示，A、B組軟骨損傷發生率與旋轉角度成正相關（r=0.611，P=0.000；r=0.852，P=0.000）。A、B組軟骨損傷發生率分別為69.1%（56/81）及48.1%（39/81），差異有統計學意義（χ2=7.356，P=0.007）。見表 1。線形圖變化趨勢顯示，0～30°時損傷發生率變化不明顯，30～70°范圍內發生率明顯升高（圖 4）。因此，本研究將旋轉角度分為2組：0～30°為i組，45～90°為ii組；i組及ii組軟骨損傷發生率分別為18.1%（13/72）、91.1%（82/90），比較差異有統計學意義（χ2=88.023，P=0.000）。綜合A、B組處理與旋轉角度變化因素，將A、B組處理因素設置為組間因素，角度設置為分層因素，行χ2檢驗分層分析。結果顯示：0～30°范圍，A組軟骨損傷發生率為36.1%（13/36），顯著高于B組（0），比較差異有統計學意義（χ2=15.864，P=0.000）；45～90°范圍，A、B組發生率分別為95.6%（43/45）及86.7%（39/45），比較差異無統計學意義（P=0.267）。控制角度因素，經協變量MH法分析，手術入路對軟骨損傷發生有顯著影響（χ2=14.086，P=0.000）。
表1
兩組軟骨損傷發生率比較（n=9）
Table1.
Comparison of chondral injury incidence between the 2 groups（n=9）
3 討論
經典的Rigidfix橫穿釘內固定系統是使用導向器經脛骨隧道確定股骨隧道內口，該法制備的股骨隧道過于垂直，會影響膝關節旋轉穩定性[11-12]。有學者建議通過前內側入路來定位股骨隧道內口，加大股骨隧道的傾斜角度，以提高關節旋轉穩定性[5, 7-8]。經前內側入路由于可操作范圍更大，能根據需要對股骨隧道內口的位置進行調整，克服了經脛骨隧道定位調整范圍有限的不足[7, 13-14]。 但是，由于股骨隧道方向更傾斜，隧道變短，股骨端移植物固定后可能發生后壁骨折、隧道過短等問題[10]。
對于股骨隧道方向、長度的改變是否會影響橫穿釘內固定系統的安全性，學者們進行了大量研究。Hantes等[8]報道應用Bio-TransFix橫穿釘內固定系統行前內側入路ACL重建術，取得了滿意臨床效果。但他們也提出該術式有損傷腓側副韌帶等軟組織的風險[7]。Gelber等[15-16]研究也表明，采用Bio-TransFix橫穿釘內固定系統經前內側入路有損傷腓側副韌帶、腘肌腱、腓腸肌外側頭的風險。為此，學者們提出了相應的安全操作范圍，但目前相關研究報道的安全操作范圍有所不同[17-18]。McGlaston等[17]認為產生差異的原因可能是研究選定的旋轉角度參照平面不同。
相對于Bio-TransFix橫穿釘內固定系統，有關Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路操作的安全性研究較少。Castoldi 等[9]對20具新鮮成人膝關節標本，應用Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路行ACL重建，Rigidfix導向器分別位于0、45、90°鉆取橫穿釘植入道，術后解剖發現無股骨隧道后壁骨折發生；但對股骨外髁關節面解剖發現，軟骨面損傷發生率較高，尤其在導向器垂直于地面90°時，發生率高達100%。因此他們建議在使用該系統時不選擇前內側入路操作。一些學者通過解剖學研究，提出了Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路操作的安全角度，但目前大部分研究是以垂直股骨縱軸的冠狀面為參照平面進行測量[10, 18-19]。而實際手術操作中，術者面對的是脛骨平臺，如以股骨縱軸垂直平面為參照，存在一個視覺平面的轉換，因此本研究選擇以垂直于脛骨平臺的冠狀面為參照，以期更好模擬術中操作。此外，既往研究缺乏對照，Rigidfix橫穿釘內固定系統經典的經脛骨隧道操作是否也會損傷軟骨，兩種操作路徑是否存在差異均未明確。為此，本研究對操作角度進一步細化，通過比較經前內側、經脛骨隧道兩種入路發生股骨髁軟骨損傷的風險，旨在為Rigidfix橫穿釘內固定系統尋找安全有效入路及操作角度。預實驗中我們發現，如旋轉角度低于水平面，操作時可能因脛骨平臺的阻擋，影響橫穿釘植入道的鉆取；而當旋轉角度＞ 90°時，橫穿釘植入道穿過股骨髁間窩的幾率大大增加。因此我們參照Castoldi等[9]操作，選擇0～90°作為觀察旋轉角度。
統計學分析顯示，A、B組軟骨損傷發生率與旋轉角度均成正相關，尤其是B組，提示隨著旋轉角度的增大，經脛骨隧道入路醫源性軟骨損傷的發生率明顯增高。而A組經前內側入路軟骨損傷發生率顯著高于B組的傳統經脛骨隧道入路。通過對兩組不同角度范圍的比較分析，45～90°組軟骨損傷發生率顯著高于0～30°組，說明無論采用何種入路，術中將Rigidfix橫穿釘內固定系統導向器的位置控制在30°以下，可避免軟骨損傷。進一步將A、B組處理因素設置為組間因素，角度設置為分層因素，行χ2檢驗分層分析，發現0～30°范圍A組軟骨損傷發生率仍顯著高于B組，而45～90°范圍A、B組發生率差異無統計學意義。控制角度因素后，我們仍發現手術入路與醫源性軟骨損傷的發生率顯著相關。提示經前內側入路操作是Rigidfix橫穿釘內固定系統行ACL重建發生軟骨損傷的危險因素。
綜上述，我們認為Rigidfix橫穿釘內固定系統行前內側入路重建ACL技術發生軟骨損傷的可能性大，宜選擇經脛骨隧道定位股骨隧道內口，且導向器位置應保持在0～30°范圍內，可有效減少醫源性軟骨損傷發生率。但本研究也存在一些不足：① 剔除標本皮膚及周圍肌肉，可能會影響膝關節穩定性，進而影響實驗結果；② 為模擬臨床實際操作，本研究將橫穿釘旋轉平面參照面改為垂直于脛骨平臺的冠狀面，與既往研究[10, 18-19]不同，因此本研究結論有待進一步實驗及臨床研究明確。
Rigidfix橫穿釘內固定系統（DePuy公司，美國）因能使移植物固定點接近前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）的生理止點，減少股骨隧道擴大等并發癥發生率[1]，已廣泛用于關節鏡下ACL重建術中[2-4]。術中定位股骨隧道內口時，需經脛骨隧道應用導向器來完成。有學者認為，這樣會使股骨隧道內移植物在冠狀位上過于垂直，不符合正常ACL的解剖特點，建議通過前內側入路定位股骨隧道[5-8]。但經前內側入路應用Rigidfix橫穿釘內固定系統，可能會出現軟骨損傷、橫穿釘突出等醫源性損傷，目前尚存在爭議[9-10]。為此，我們采用成人尸體雙膝關節標本，分別經前內側入路及脛骨隧道定位股骨隧道，利用Rigidfix橫穿釘內固定系統建立股骨隧道及橫穿釘植入道，解剖分析兩種不同入路的安全性，為臨床選擇合適的ACL重建術式提供參考。
1 材料與方法
1.1 實驗標本及分組
9具成人防腐尸體雙膝關節標本，由南方醫科大學解剖教研室提供。男5具，女4具；年齡（41.0 ± 6.4）歲，體重（57.6 ± 10.0）kg，身高（162.4 ± 7.6）cm。經X線片檢查，雙膝關節均無手術史及骨質器質性改變。將膝關節配對分為兩組，A組經前內側入路定位股骨隧道內口，B組經脛骨隧道入路定位。
1.2 實驗方法
1.2.1 ACL損傷模型制備
將兩組膝關節遠、近端各截取20 cm，兩端包埋，去除周圍肌肉，保留關節囊、側副韌帶、髕骨、髕腱、腘肌腱，前內側切口切開關節囊，暴露關節腔，去除ACL，縫合切口。
1.2.2 股骨隧道及橫穿釘植入道制備
A組：保持膝關節屈膝120°，固定于工作臺上。取膝前關節面水平、髕腱內側1 cm作為工作入路，放置7 mm股骨隧道導向器，切開部分前內側切口縫線，直視下幫助定位股骨隧道內口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm鉆頭鉆取3 cm長股骨隧道，使隧道后壁距離過頂點2～3 mm。以垂直于脛骨平臺的冠狀面為旋轉參照平面，分別放置Rigidfix股骨導向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通過導向器鉆取2個橫穿釘植入道。見圖 1。
圖1
A組手術操作示意圖 ? 經前內側入路定位股骨隧道 ? Rigidfix導向器分別置于0、45、90°鉆取橫穿釘植入道 ? ?B組：膝關節固定于工作臺上，切開部分前內側切口縫線，直視下用點對點脛骨定位器，角度設置為45°，勾端置于后交叉韌帶前約5 mm，方向與脛骨呈28°，調整導向器方向，對準ACL股骨止點等長點位置，導向器外端置于脛骨結節內側2 cm左右，固定導向器。經導向器植入導針，8 mm空心鉆擴隧道，7 mm股骨隧道導向器經脛骨隧道定位股骨隧道內口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm鉆頭鉆取3 cm長股骨隧道，使隧道后壁距離過頂點2～3 mm。以垂直于脛骨平臺的冠狀面為旋轉參照平面，分別放置Rigidfix股骨導向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通過導向器鉆取2 個橫穿釘植入道。見圖 2。
1.2.3 軟骨損傷觀察
兩組隧道制備后，剔除膝關節周圍軟組織，暴露股骨關節面，觀察橫穿釘植入道與關節面位置關系，判斷是否損傷關節面軟骨。軟骨損傷標準：任一橫穿釘植入道波及股骨外髁關節軟骨面即為醫源性軟骨損傷[9]。見圖 3。
1.3 統計學方法
采用SPSS13.0統計軟件進行分析。計數資料以率表示，采用Spearman秩相關分析旋轉角度與軟骨損傷的相關性，組間比較采用χ2檢驗或Fisher確切概率法；檢驗水準α=0.05。
2 結果
相關分析示，A、B組軟骨損傷發生率與旋轉角度成正相關（r=0.611，P=0.000；r=0.852，P=0.000）。A、B組軟骨損傷發生率分別為69.1%（56/81）及48.1%（39/81），差異有統計學意義（χ2=7.356，P=0.007）。見表 1。線形圖變化趨勢顯示，0～30°時損傷發生率變化不明顯，30～70°范圍內發生率明顯升高（圖 4）。因此，本研究將旋轉角度分為2組：0～30°為i組，45～90°為ii組；i組及ii組軟骨損傷發生率分別為18.1%（13/72）、91.1%（82/90），比較差異有統計學意義（χ2=88.023，P=0.000）。綜合A、B組處理與旋轉角度變化因素，將A、B組處理因素設置為組間因素，角度設置為分層因素，行χ2檢驗分層分析。結果顯示：0～30°范圍，A組軟骨損傷發生率為36.1%（13/36），顯著高于B組（0），比較差異有統計學意義（χ2=15.864，P=0.000）；45～90°范圍，A、B組發生率分別為95.6%（43/45）及86.7%（39/45），比較差異無統計學意義（P=0.267）。控制角度因素，經協變量MH法分析，手術入路對軟骨損傷發生有顯著影響（χ2=14.086，P=0.000）。
表1
兩組軟骨損傷發生率比較（n=9）
Table1.
Comparison of chondral injury incidence between the 2 groups（n=9）
3 討論
經典的Rigidfix橫穿釘內固定系統是使用導向器經脛骨隧道確定股骨隧道內口，該法制備的股骨隧道過于垂直，會影響膝關節旋轉穩定性[11-12]。有學者建議通過前內側入路來定位股骨隧道內口，加大股骨隧道的傾斜角度，以提高關節旋轉穩定性[5, 7-8]。經前內側入路由于可操作范圍更大，能根據需要對股骨隧道內口的位置進行調整，克服了經脛骨隧道定位調整范圍有限的不足[7, 13-14]。 但是，由于股骨隧道方向更傾斜，隧道變短，股骨端移植物固定后可能發生后壁骨折、隧道過短等問題[10]。
對于股骨隧道方向、長度的改變是否會影響橫穿釘內固定系統的安全性，學者們進行了大量研究。Hantes等[8]報道應用Bio-TransFix橫穿釘內固定系統行前內側入路ACL重建術，取得了滿意臨床效果。但他們也提出該術式有損傷腓側副韌帶等軟組織的風險[7]。Gelber等[15-16]研究也表明，采用Bio-TransFix橫穿釘內固定系統經前內側入路有損傷腓側副韌帶、腘肌腱、腓腸肌外側頭的風險。為此，學者們提出了相應的安全操作范圍，但目前相關研究報道的安全操作范圍有所不同[17-18]。McGlaston等[17]認為產生差異的原因可能是研究選定的旋轉角度參照平面不同。
相對于Bio-TransFix橫穿釘內固定系統，有關Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路操作的安全性研究較少。Castoldi 等[9]對20具新鮮成人膝關節標本，應用Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路行ACL重建，Rigidfix導向器分別位于0、45、90°鉆取橫穿釘植入道，術后解剖發現無股骨隧道后壁骨折發生；但對股骨外髁關節面解剖發現，軟骨面損傷發生率較高，尤其在導向器垂直于地面90°時，發生率高達100%。因此他們建議在使用該系統時不選擇前內側入路操作。一些學者通過解剖學研究，提出了Rigidfix橫穿釘內固定系統經前內側入路操作的安全角度，但目前大部分研究是以垂直股骨縱軸的冠狀面為參照平面進行測量[10, 18-19]。而實際手術操作中，術者面對的是脛骨平臺，如以股骨縱軸垂直平面為參照，存在一個視覺平面的轉換，因此本研究選擇以垂直于脛骨平臺的冠狀面為參照，以期更好模擬術中操作。此外，既往研究缺乏對照，Rigidfix橫穿釘內固定系統經典的經脛骨隧道操作是否也會損傷軟骨，兩種操作路徑是否存在差異均未明確。為此，本研究對操作角度進一步細化，通過比較經前內側、經脛骨隧道兩種入路發生股骨髁軟骨損傷的風險，旨在為Rigidfix橫穿釘內固定系統尋找安全有效入路及操作角度。預實驗中我們發現，如旋轉角度低于水平面，操作時可能因脛骨平臺的阻擋，影響橫穿釘植入道的鉆取；而當旋轉角度＞ 90°時，橫穿釘植入道穿過股骨髁間窩的幾率大大增加。因此我們參照Castoldi等[9]操作，選擇0～90°作為觀察旋轉角度。
統計學分析顯示，A、B組軟骨損傷發生率與旋轉角度均成正相關，尤其是B組，提示隨著旋轉角度的增大，經脛骨隧道入路醫源性軟骨損傷的發生率明顯增高。而A組經前內側入路軟骨損傷發生率顯著高于B組的傳統經脛骨隧道入路。通過對兩組不同角度范圍的比較分析，45～90°組軟骨損傷發生率顯著高于0～30°組，說明無論采用何種入路，術中將Rigidfix橫穿釘內固定系統導向器的位置控制在30°以下，可避免軟骨損傷。進一步將A、B組處理因素設置為組間因素，角度設置為分層因素，行χ2檢驗分層分析，發現0～30°范圍A組軟骨損傷發生率仍顯著高于B組，而45～90°范圍A、B組發生率差異無統計學意義。控制角度因素后，我們仍發現手術入路與醫源性軟骨損傷的發生率顯著相關。提示經前內側入路操作是Rigidfix橫穿釘內固定系統行ACL重建發生軟骨損傷的危險因素。
綜上述，我們認為Rigidfix橫穿釘內固定系統行前內側入路重建ACL技術發生軟骨損傷的可能性大，宜選擇經脛骨隧道定位股骨隧道內口，且導向器位置應保持在0～30°范圍內，可有效減少醫源性軟骨損傷發生率。但本研究也存在一些不足：① 剔除標本皮膚及周圍肌肉，可能會影響膝關節穩定性，進而影響實驗結果；② 為模擬臨床實際操作，本研究將橫穿釘旋轉平面參照面改為垂直于脛骨平臺的冠狀面，與既往研究[10, 18-19]不同，因此本研究結論有待進一步實驗及臨床研究明確。
