笔者序:2023年,上海利格泰生物科技股份有限公司正式上市了首款国产人工韧带。交叉韧带重建无疑是运动医学一直讨论的热点和焦点。鉴于交叉韧带重建技术的复杂性和重要性,笔者认为有必要对交叉韧带重建历史和人工韧带历史做一些梳理。期间会探讨韧带重建历史沿革、相关经验和教训积累、对后续技术展望。笔者认为,充分了解历史和技术形成过程,对现在技术的认识将起到重要的借鉴作用。本系列将分为《交叉韧带重建历史》和《人工韧带》两个专题探讨。这个系列是写给运动医学专科医生看的。希望同行能不吝赐教,一起探讨,其目的是更好地服务患者。
《交叉韧带重建历史》-2
(续上篇)
历史上的新认识
历史上对交叉韧带新认识的里程碑是法国外科医生Segond(1),Segond医生于1879年发表了膝关节韧带损伤——临床症状和功能损伤文章。他首次解释了伴随交叉韧带断裂的疼痛反应。他还描述了韧带断裂经常听到“pop”声和迅速的关节肿胀,他认为关节肿胀是由于关节内积血。此外,他还描述了详细的临床检查,包括前交叉韧带断裂胫骨前后移位明显。他还描述了“Segond 骨折”(1)。这种被定义为胫骨平台外缘的一种撕裂骨折,通常发生在急性膝关节损伤并伴有ACL损伤的患者。时至今日,有经验的运动医生看到Segond 骨折时,提示前交叉韧带等膝关节内结构损伤(尤其是前交叉韧带损伤)的意义远大于其骨折本身,正确认识 Segond 骨折有助于减少临床工作中漏诊的发生。早期明确的诊断对临床治疗方案的选择以及对预后判断都有极其重要的意义。
Segond骨折
早期治疗-保守和修复
早期对膝关节疾病手术治疗的描述主要集中在骨与关节感染性方面 — 在大多数情况下是骨与关节结核。1558年,法国外科医生Ambrose Paré进行了已知的第一次手术矫正膝关节功能障碍。他报告说从膝关节取出了游离体。这个游离体是滑膜软骨瘤病脱落的软骨。
首次手术切除撕裂移位的半月板是1866年由来自苏格兰外科医生Thomas. Annandale完成。Annandale(2)介绍了消毒手术技术; 在此之前,膝关节的手术治疗主要局限于脓毒性关节的引流。Annandale创立了膝关节切开术,他1879年研究了关节内游离软骨的移除,这个手术类似于半月板部分撕裂的移除。
1889年,英国外科医生Herbert Allingham第一次成功缝合了撕裂的内侧半月板。 在那个年代,半月板是当作软骨被看待。Herbert Allingham将内外半月软骨描述为“引起膝关节内部紊乱的最普遍的原因”。他说,膝盖可能会“失控,软骨运动过快或过慢,或髁运动过慢或过快,都可能导致严重损伤。”他还指出,半月板损伤“实际上被忽视了,并且没有得到大多数专业人士真正应得的考虑。这也就为以后半月板缝合技术奠定了理论基础。
半月板损伤类型
另外一个被称为“半月板缝合之父”的德国外科医生(3)Moritz Katzenstein注意到半月板切除术后效果不佳;因此,他强烈地主张缝合撕裂的半月板,而不全是半月板切除术。Katzenstein于1908年在德国医学期刊发表了长达七年随访的系列半月板缝合研究。同时,他的术后康复方案更有趣。他主张在没有石膏制动的情况下使用强力的股四头肌锻炼进行早期活动,患者也应该在手术前学习这些练习。这个康复方案一直延续到现在。
Moritz Katzenstein-半月板缝合之父
1877年,Richard von Volkmann首次报道了对关节结核进行了滑膜切除术。1878年,来自维也纳的外科医生Eduard Albert首先报道了膝关节融合术,后来,来自纽约的外科医生Russell Hibbs进一步发展了膝关节融合术,Hibbs于1911年报道了膝关节结核患者的膝关节融合术。
而最早报道膝关节前交叉韧带损伤治疗的外科医生是James Stark(4),这个发表于1850年的文章提到了两例前交叉韧带断裂用石膏成功治疗。直到50年后,Battle WH(5)才发表了一篇文章, 报告成功修复前交叉韧带与2年的随访。后来,1903年Robson(6)报道了前后十字韧带修复的8年随访的结果。这是对膝关节脱位的首次文献描述,涉及一名矿工患者。患者在一次坠地事故中损伤膝关节。手术后膝关节功能完全恢复,矿工重新从事重体力劳动。Robson的报告显示膝关节完全恢复伸直,稳定性正常(没有松弛),只有轻微的屈曲限制(6)-这样的结果,就算是放到今天,外科医生都会非常自豪。
首个收录交叉韧带修复系列的出版物是Hubert Goetjes在1913年出版的(7)。他报道了30例交叉患者的手术结果(他自己做过7例手术) 提倡对急性前交叉韧带断裂进行修复(缝合)。他还回顾了在麻醉下检查,以建立一个更准确的诊断韧带的损伤程度。Hubert Goetjes的出版的文章非常详细,并以尸体标本为基础,对损伤机制进行了深入的描述和研究。他不仅提倡手术修复急性交叉韧带损伤,而且提倡复位慢性胫骨损伤与石膏制动固定治疗交叉韧带。在这个时候,交叉韧带的手术治疗是用“修复Repair“,这个时候对于交叉韧带手术治疗还没有用”重建Reconstruction“这个单词。
交叉韧带修复(Repair)
交叉韧带重建(Reconstruction)
在后来的各种研究里,“重建”被提倡了,因为事实证明,交叉韧带修复(Repair)后的中期及长期效果并不成功。1916年Robert Jones(8)报道急性韧带断裂缝合后效果不佳。因此。把撕裂的韧带重新缝合在原解剖位并不能获得膝关节稳定的长期效果。在接下来的10-20年,这个结果被不同文献证明。一直到今天,交叉韧带损伤后修复的手术都不是主流。就在最近的2020年底,FDA批准了美国一家交叉韧带修复的新产品BEAR(Bridge-Enhanced ACL Repair),其长期效果还需要临床数据来证明。
BEAR韧带修复系统
交叉韧带重建
根据文献报道,交叉韧带“重建Reconstruction”的概念是由英国外科医生Hey Groves于1917年首次描述于《柳叶刀》(9)。他用了髂胫束的一部分进行了前交叉韧带做了关节内重建。然而,早在5年前,来自瑞典的外科医生Giertz(10) 给一个一年前膝关节内严重感染导致膝关节不稳的女童做了手术。这是一个分阶段手术: 最初进行截骨术,2周后,他用两条阔筋膜重建了膝关节韧带,阔筋膜缝合到股骨上髁内侧和外侧以及胫骨结节腓骨头远端。据报道,术后膝关节非常稳定,膝关节功能结果非常令人满意。
Hey Groves手术方法
髂胫束
1914年,Hesse(11)研究了用阔筋膜移植做了前后交叉韧带技术,通过在股骨和胫骨上钻洞安装上移植的阔筋膜。而1914年,另外一个外科医生Zur Verth用撕裂的半月板来修复撕裂的前交叉韧带。这个技术后来由Hölzel于1917年出版(12)。手术早期结果令人满意的,但在9个月后出现了失败。这一系列的文献报道表明,在Hey Groves报告他的技术之前,不少外科医生有创新的交叉韧带重建方法,这些方法涉及到用髂胫束、阔筋膜、撕裂半月板等移植物。然而,20年后,随着关节外技术的逐渐成熟,Bosworth D, Bosworth B. 1936年在《JBJS》 (14) 系统地描述用阔筋膜,在内侧和外侧以交叉韧带的方式编织恢复膝关节稳定结构。
阔筋膜的获取
合并损伤
膝关节软组织合并损伤往往指前后交叉韧带断裂,内外侧附韧带撕裂和半月板断裂,这些合并损伤之前并没有系统认识。在1936年, 骨科大牛Campbell(15)发现内侧半月板合并韧带撕裂的频繁相关性。内侧副韧带,前交叉韧带,内侧半月板合并损伤。这后来被称为膝关节软组织损伤的 “恐怖三联征”。 在合并损伤的患者中,因为治疗结果经常被描述为不令人满意。Campbell还介绍了重建前交叉韧带的技术,在股骨和胫骨上钻洞,用髌腱穿过股骨和胫骨(15),这就是今天在美国还被外科医生认为是韧带重建金标准的BTB技术的雏形。
膝关节‘恐怖三联征’
在同时期,1932年,Zur Verth报道了用髌韧带重建手术治疗慢性前交叉韧带损伤患者。在1935年, Wittek报告了一种“改良的Zur Verth技术”,他把髌韧带的近端缝合在后交叉韧带来完成手术(17-20)。
(未完待续)。
参考文献:
1. Segond P. Recherches cliniques et expérimentales sur les épanchements sanguins du genou par entrose. Prog Med 16:295–422.
2. Annandale T. An operation for displaced semilunar cartilage. Brit Med J 1885;1462:779.
3,HH Paessler。 Moritz Katzenstein: the father of meniscus repair surgery. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic and Related Surgery, Vol 19, No 5 (May-June), 2003: E39
4. Stark J. Two cases of ruptured cucial ligaments of the knee joint. Edinburgh Med Surg1850;5:267–271.
5. Battle WH. A case after open section of the knee joint for irreducible traumatic dislocation.Clin Soc London Trans 1900;33:232–233.
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11. Hesse E. Über den Ersatz der Kreutzbänder des Kniegelenkes durch freie Fascientransplantation. Verh Drsch Ges Chir 1914;43:188–189.
12. Hölzel A. Fall von Zerreisung beider Kreutzbänder geheilt durch Ersatz aus dem luxierten äuseren Meniskus. Münch Med Wochenschr 1917;64:928–930.
13. Hölzel A. Fall von Zerreisung beider Kreutzbänder geheilt durch Ersatz aus dem luxierten äuseren Meniskus. Münch Med Wochenschr 1917;64:928–930.
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