同種異體肌腱移植修復(fù)膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷進(jìn)展

1、同種異體肌腱移植修復(fù)膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷進(jìn)展         【關(guān)鍵詞】  同種異體肌腱移植修復(fù)膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷是膝關(guān)節(jié)常見(jiàn)損傷之一，膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷后會(huì)造成嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)。對(duì)于膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷現(xiàn)在公認(rèn)的治療方法是關(guān)節(jié)鏡下韌帶的重建。自體移植物已廣泛用于膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的重建。但采用自體移植物有很多潛在的問(wèn)題。如取自體髕腱移植物后的髕骨前方疼痛、髕腱炎、髕腱斷裂等并發(fā)癥，取自體腘繩肌肌腱后會(huì)造成腘繩肌肌力下降等。因而造成自體肌腱移植物在膝關(guān)節(jié)交叉韌帶重建時(shí)的局限性。與此相比采用同種異

2、體肌腱移植物的優(yōu)點(diǎn)有：來(lái)源充足，取材方便，手術(shù)時(shí)間短，不對(duì)患者造成新的損傷。但采用異體肌腱也存在費(fèi)用昂貴、免疫原性、疾病傳播和體內(nèi)的再生過(guò)程較長(zhǎng)等問(wèn)題13。近年國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)異體肌腱的獲取、處理、臨床應(yīng)用等方面作了大量的研究工作，本文就異體肌腱的獲取、制備和在膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷中的應(yīng)用方面作一簡(jiǎn)短的綜述。1  異體肌腱移植物的處理與保存    用于重建膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的同種異體肌腱來(lái)源廣泛。脛骨前肌肌腱，脛骨后肌肌腱，腓骨長(zhǎng)肌肌腱，腘繩肌肌腱，跟腱等都可作為同種異體肌腱的取材材料。異體肌腱的供體主要為健康尸體志愿捐獻(xiàn)者以及外傷截肢無(wú)條件再植的廢棄肢體。合格的

3、供體必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查，以減少移植感染疾病的風(fēng)險(xiǎn)。制備異體肌腱移植材料主要需解決以下兩點(diǎn)：細(xì)菌或病毒感染和免疫排斥反應(yīng)。為了避免由此產(chǎn)生的負(fù)面作用而導(dǎo)致移植失敗，在進(jìn)行異體肌腱移植之前有必要對(duì)異體肌腱進(jìn)行物理和化學(xué)方法的處理，提高移植的安全性，減少移植的副作用。1.1  射線(xiàn)照射滅菌射線(xiàn)照射滅菌是常用滅菌方法。但采用多大劑量是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。射線(xiàn)照射劑量取決于兩方面因素：(1)必須達(dá)到完全滅菌的目的。包括HIV和肝炎病毒;(2)必須保證肌腱有足夠大的機(jī)械強(qiáng)度。國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)使用25 kGg做為醫(yī)療產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)滅菌劑，但此劑量對(duì)于殺死HIV并不是足夠有效的。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)必須5 kGg以

4、上劑量才能達(dá)到引起HIV完全失活的目的4?？紤]到30 kGg以上劑量能顯著降低肌腱的機(jī)械性能，目前大部分組織庫(kù)仍使用1525  kGg作為標(biāo)準(zhǔn)劑量。而且照射劑量與所取肌腱的規(guī)格和溫度也有關(guān)系5。最近的King W等的一項(xiàng)研究表明將異體肌腱移植物置于“保護(hù)性溶液”中可使移植物耐受高劑量的照射(50  kGg)而對(duì)移植肌腱的結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響6。Teri AGrieb等將肌腱移植物用16.7的丙二醇，24.2二甲基亞砜，2.7甘露醇，3.8%的海藻糖(均為質(zhì)量比)組成的輻射保護(hù)劑浸泡處理，再分別用50 kGy射線(xiàn)照射處理，并與沒(méi)有經(jīng)輻射保護(hù)劑處理的18 kGy照射組和未照

5、射組對(duì)比。結(jié)果顯示輻射保護(hù)劑可使肌腱耐受高劑量照射而不明顯改變其機(jī)械性能7。但這些實(shí)驗(yàn)都是在體內(nèi)植入前做的。經(jīng)輻射保護(hù)劑保護(hù)的肌腱移植物在體內(nèi)機(jī)械強(qiáng)度變化還需進(jìn)一步的跟蹤隨訪(fǎng)觀(guān)察。而且這些輻射保護(hù)劑的毒理性，安全性等也需進(jìn)一步的研究。1.2  其他滅菌法環(huán)氧乙烷過(guò)去常用于肌-骨骼系統(tǒng)移植物的滅菌。但有較多的關(guān)于環(huán)氧乙烷用于軟組織移植物滅菌的不良反應(yīng)的報(bào)道8，9?，F(xiàn)在環(huán)氧乙烷滅菌法已基本不再用于異體組織的滅菌。近年來(lái)市面上出現(xiàn)了很多其它的用于異體肌腱的滅菌方法，但缺乏一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)這些方法的有效性和安全性作有效的評(píng)價(jià)。但這些方法都在美國(guó)食品和藥物管理委員會(huì)(FDA)的隨訪(fǎng)觀(guān)測(cè)之下，

6、作者期待有一種安全有效的滅菌方法?，F(xiàn)將這些新方法作一簡(jiǎn)要的概述10，11。A1lowash等(Lifenet,Virginia Beach，VA)等用超聲、離心分離和負(fù)壓吸引法來(lái)除去移植物中的有害成分。Clearant公司(C1earant，LosAngeles，CA)用輻射加生物保護(hù)劑的方法來(lái)處理異體移植物，避免輻射對(duì)異體移植物的不良影響。Cryolife公司將異體組織用甘油等脫水處理后放在抗菌液中，深低溫滅菌。Tutoplast過(guò)程(Tutogen Medicai US，Clifton，NJ)是用滲透、氧化等方法除去異體移植物中的有害物質(zhì)后再經(jīng)脫水、射線(xiàn)照射滅菌。1.3  異體肌

7、腱的保存移植物的處理和保存的一個(gè)重要目的就是降低移植物的抗原性，避免移植排斥反應(yīng)。新鮮的組織由于上面有存活的或完整的細(xì)胞成分造成抗原性較高12。低溫冷藏的方法在保存異體移植物上的細(xì)胞活性方面有優(yōu)勢(shì)是有疑問(wèn)的。Jackson等用DNA探針?lè)ㄗC明在經(jīng)低溫冷藏的方法的異體移植物上的活細(xì)胞都是受體來(lái)源的而非供體來(lái)源的13。大多數(shù)的異體肌腱制備方法都是盡可能的除去組織中的間質(zhì)成分，低溫冷藏方法由于還保留有一部分細(xì)胞成分，因而會(huì)造成移植物具有中度的抗原性。簡(jiǎn)單的冷凍和冷凍干燥會(huì)將移植物的抗原性降至最低，這是目前各組織廣泛采用的保存方法。按照美國(guó)組織庫(kù)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，肌骨系統(tǒng)組織必須在20°40

8、76;作短期保存(不少于6個(gè)月)，在不低于-40°的溫度下作長(zhǎng)期保存(6個(gè)月5年)。組織保存時(shí)間不能超過(guò)5年14。    從異體肌腱的獲得直至用于患者體內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)都可能造成微生物的感染。特別是采用了污染的供體組織或肌腱處理過(guò)程中滅菌不嚴(yán)。而且由于臨床上常規(guī)大劑量、高效的抗生素的應(yīng)用，從而很多感染病例都沒(méi)被發(fā)現(xiàn)，異體組織也被錯(cuò)誤的認(rèn)為是非常安全的15。美國(guó)疾病控制中心通過(guò)對(duì)一組因?yàn)橐浦伯愺w肌腱而感染梭狀芽孢桿菌病例的作流行病學(xué)調(diào)查后就提到了2點(diǎn)意見(jiàn)：(1)在結(jié)締組織的滅菌過(guò)程中需要有殺細(xì)菌孢子的一步；(2)對(duì)采用了抗生素處理的組織需要采用有效的檢測(cè)手段來(lái)

9、判斷細(xì)菌抑制狀況16，17。    在異體肌腱移植物的處理和保存過(guò)程中，如何有效的進(jìn)行滅菌處理和降低抗原性，而又盡可能的保持移植物的生物力學(xué)強(qiáng)度和其中的腱細(xì)胞的活性是今后研究的重點(diǎn)方向。2  異體肌腱植入后的生物力學(xué)變化    無(wú)論自體或異體肌腱，韌帶移植物植入后都有一個(gè)缺血壞死和再血管化、塑型的過(guò)程。因此移植物的機(jī)械強(qiáng)度也有一個(gè)先下降再增加的過(guò)程。移植的肌腱是作為受體的細(xì)胞黏附增值的生物支架材料。細(xì)胞長(zhǎng)入到異體韌帶移植物中大概需要46周時(shí)間。交叉韌帶重建物的再血管化由髕下脂肪墊和包繞移植物表面的滑膜的血管組織發(fā)展而來(lái)，隨著

10、移植物的再血管化，細(xì)胞的增殖、移植物的塑型也逐步向深部發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，異體肌腱移植物的改建塑型過(guò)程比自體肌腱移植物長(zhǎng)，組織學(xué)研究發(fā)現(xiàn)用異體肌腱重建膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶后，移植物在6個(gè)月時(shí)膠原纖維束的排列基本正常，在18個(gè)月時(shí)達(dá)到完全成熟，關(guān)節(jié)鏡下進(jìn)行大體觀(guān)察見(jiàn)移植的肌腱隨時(shí)間的增加而逐漸改建塑型而且在改建完成后不會(huì)再發(fā)生退變18。    另一個(gè)必須注意的問(wèn)題就是移植物的強(qiáng)度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而強(qiáng)度下降的問(wèn)題19。在短期內(nèi)，無(wú)論自體或異體移植物在改建塑性過(guò)程中有一相對(duì)的強(qiáng)度較弱期。Drez DJ等的研究表明在第六周時(shí)，異體肌腱移植物的最大載荷只有完整膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶的255

11、0，而自體肌腱移植物的最大載荷為完整膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶的6020。移植物強(qiáng)度的長(zhǎng)期變化還不十分明了，各個(gè)學(xué)者之間的結(jié)果也有較大差異。RobertK等的一項(xiàng)每組各30例的骨髕韌帶骨自體移植和異體移植重建ACL的觀(guān)察研究，隨訪(fǎng)時(shí)間平均為63個(gè)月。2組中各有1例發(fā)生了完全斷裂。異體移植組在術(shù)后2年有4例發(fā)生了移植物的滑動(dòng)而自體移植組只有2例。但在5年時(shí)2組內(nèi)都沒(méi)有再發(fā)生移植物的滑動(dòng)21。異體肌腱移植物斷裂和滑動(dòng)的原因是多樣的，有患者的運(yùn)動(dòng)情況，肌腱處理過(guò)程的影響等。而且不同的移植物，不同的重建方法等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，因此應(yīng)當(dāng)控制這些偏差并進(jìn)行長(zhǎng)期的客觀(guān)的觀(guān)察從而得到比較確切的結(jié)果。 

12、0;  受體的免疫系統(tǒng)對(duì)移植物的免疫反應(yīng)也會(huì)對(duì)移植物的生物力學(xué)性能產(chǎn)生影響。雖然采用現(xiàn)階段的先進(jìn)的檢測(cè)手段對(duì)這些免疫學(xué)變化都能加以檢測(cè)，但這些變化都是亞臨床性的，不引起臨床癥狀，所以也都沒(méi)有與臨床上的癥狀和體征結(jié)合起來(lái)觀(guān)察。3  異體肌腱重建膝關(guān)節(jié)交叉韌帶的臨床應(yīng)用    異體肌腱用于治療膝關(guān)節(jié)交叉韌帶損傷已有較長(zhǎng)歷史，用于前交叉韌帶重建最多，臨床資料也最充分。國(guó)內(nèi)國(guó)外都有很多異體肌腱重建ACL的隨訪(fǎng)資料報(bào)道。日本的Shino等在這方面所作的工作最早，隨后有非常多的關(guān)于此方面的報(bào)道。因?yàn)橛捎诓僮髡叩乃?，病例的納入排除標(biāo)準(zhǔn)，移植物的選擇等方面有

13、很大差異，因而各個(gè)學(xué)者的結(jié)果也大不相同。但盡管有這些差異，異體肌腱重建ACL的效果是值得肯定的，異體肌腱移植重建組與自體肌腱重建組的效果沒(méi)有明顯的差異，術(shù)后效果都比較良好22,23。    在用于后交叉韌帶重建方面，過(guò)去單獨(dú)的一級(jí)或二級(jí)的后交叉韌帶損傷認(rèn)為是不需要手術(shù)重建的。但后來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，在單獨(dú)后交叉韌帶損傷后行保守治療的患者，后期的關(guān)節(jié)退變和疼痛非常明顯。所以現(xiàn)在的觀(guān)點(diǎn)是對(duì)于單獨(dú)的后交叉韌帶損傷也是早期進(jìn)行重建，以恢復(fù)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。在后交叉韌帶重建上，多數(shù)是采用的自體移植物重建，但近來(lái)，異體肌腱移植物也開(kāi)始廣泛用于后交叉韌帶的重建。而且術(shù)后效果良好，而且自體

14、和異體肌腱重建組沒(méi)有明顯的差異24。             在單獨(dú)的前交叉韌帶或單獨(dú)的后交叉韌帶重建方面。近來(lái)的一個(gè)研究熱點(diǎn)就是究竟是采用雙束肌腱來(lái)達(dá)到解剖學(xué)重建還是采用單束重建。采用單束重建，手術(shù)操作簡(jiǎn)單，術(shù)后效果也良好。雙束重建操作較為復(fù)雜，但能達(dá)到解剖學(xué)的重建。Lattermann等就報(bào)道了他們進(jìn)行ACL雙束重建的效果，認(rèn)為雙束重建在術(shù)后的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性上要比單束重建好25。Makino等用異體肌腱采用雙脛骨隧道-雙股骨隧道的方法進(jìn)行雙束后交叉韌帶重建并有效的恢復(fù)了膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性26

15、。在采用雙束重建時(shí)，異體肌腱就比自體肌腱有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槿舨捎米泽w肌腱進(jìn)行雙束重建會(huì)損傷  1 Rihn J, Harner C. The use of musculoskeletal allograft tissue in knee surgeryJ. Arthroscopy，2003,19(1):51-66.2 Morbidity and Mortality Weekly Report. Septic arthritis following anterior cruciate ligament reconstruction using tendon allograftsFlorida

16、 and LouisianaR. MMWR，2001,50:1081-1083.3 Central Data Control. CDC reports five knee allograft infectionsJ. OR Manager， 2002,18:8.4 Smith RA, Ingels J， Lochemes JJ, et al. Gamma irradiation of HIV1J. Journal of Orthopaedic Research, 2001,19:815-819.5 Hernigou G, Gras G, Marinello, et al.Influence o

17、f irradiation on the risk of transmission of HIV in bone grafts obtained from appropriately screened donors and followed by radiation sterilizationJ. Cell and Tissue Banking 2000，1:279-289.6 King W, Grieb T, Forng R, et al. Pathogen inactivation of soft tissue allografts using high dose gamma irradi

18、ation with early clinical resultsR.In:2004 Annual Meeting of the American Academy of Orthopaedic Surgeons, 2004,San Francisco, California， 2004:571.7 Teri A. Grieb, RenYo F, Simon B, et al. Highdose gamma irradiation for soft tissue allografts: high margin of safety with biomechanical integrityJ. Jo

19、urnal of Orthopaedic Research,2006，24(5):1011-1018.8 Gwinner W, Uenne J, Lonnemann G,et al. Lifethreatening complications of extracorporeal treatment in patients with severe eosinophiliaJ. The International Journal of Artificial Organs,2005，28(12):1224-1227.9 Pekkarinen T, Hietalal O, Jamsa T, et al

20、. Gamma irradiation and ethylene oxide in the sterilization of native reindeer bone morphogenetic protein extractR.Scand J Surg, 2005，94(1):67-70.10Tissue Banks. The dangers of tainted tissue and the need for federal regulationR.In: United States Senate Hearing, Committee on Governmental Affairs. Wa

21、shington, DC, 2003.11Vangsness CT Jr. Overview of allograft soft tissue processingR. Bulletin of the American Academy of Orthopaedic Surgeons，2004.12Malinin TI, Levitt RL, Bashore C, et al. A study of retrieved allograftsused to replace anterior cruciate ligamentsJ. Arthroscopy，2002，18:163-170.13Jac

22、kson DW, Simon TM. Donor cell survival and repopulation after intraarticular transplantation of tendon and ligament allograftsJ. Microsc Res Tech，2002，58:25-33.14Banks AAoT. AATB Bulletin, No. 04-42R.September, 2004，9.15Ted E. Bacterial infection transmitted by human tissue allograft transplantationJ. Cell and Tissue Banking，2006，7:147-166.16Centers for Disease Control 2002. Pseudomonas aeruginosa infections associated with defective bronchoscopesR. MMWR， 51:190.17Kainer M A, Linden J V, Whaley D N, et al.Clostridium infections associated with musculoskeletaltissue allografts