引用本文： 黄长明, 范华强, 傅仰攀, 董辉详, 唐聪. 经不同入路Rigidfix重建前交叉韧带发生软骨损伤的比较研究. 中国修复重建外科杂志, 2014, 28(6): 677-680. doi: 10.7507/1002-1892.20140150 复制
Rigidfix横穿钉内固定系统（DePuy公司，美国）因能使移植物固定点接近前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）的生理止点，减少股骨隧道扩大等并发症发生率[1]，已广泛用于关节镜下ACL重建术中[2-4]。术中定位股骨隧道内口时，需经胫骨隧道应用导向器来完成。有学者认为，这样会使股骨隧道内移植物在冠状位上过于垂直，不符合正常ACL的解剖特点，建议通过前内侧入路定位股骨隧道[5-8]。但经前内侧入路应用Rigidfix横穿钉内固定系统，可能会出现软骨损伤、横穿钉突出等医源性损伤，目前尚存在争议[9-10]。为此，我们采用成人尸体双膝关节标本，分别经前内侧入路及胫骨隧道定位股骨隧道，利用Rigidfix横穿钉内固定系统建立股骨隧道及横穿钉植入道，解剖分析两种不同入路的安全性，为临床选择合适的ACL重建术式提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验标本及分组
9具成人防腐尸体双膝关节标本，由南方医科大学解剖教研室提供。男5具，女4具；年龄（41.0 ± 6.4）岁，体重（57.6 ± 10.0）kg，身高（162.4 ± 7.6）cm。经X线片检查，双膝关节均无手术史及骨质器质性改变。将膝关节配对分为两组，A组经前内侧入路定位股骨隧道内口，B组经胫骨隧道入路定位。
1.2 实验方法
1.2.1 ACL损伤模型制备
将两组膝关节远、近端各截取20 cm，两端包埋，去除周围肌肉，保留关节囊、侧副韧带、髌骨、髌腱、腘肌腱，前内侧切口切开关节囊，暴露关节腔，去除ACL，缝合切口。
1.2.2 股骨隧道及横穿钉植入道制备
A组：保持膝关节屈膝120°，固定于工作台上。取膝前关节面水平、髌腱内侧1 cm作为工作入路，放置7 mm股骨隧道导向器，切开部分前内侧切口缝线，直视下帮助定位股骨隧道内口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm钻头钻取3 cm长股骨隧道，使隧道后壁距离过顶点2～3 mm。以垂直于胫骨平台的冠状面为旋转参照平面，分别放置Rigidfix股骨导向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通过导向器钻取2个横穿钉植入道。见图 1。
图1
A组手术操作示意图 ⓐ 经前内侧入路定位股骨隧道 ⓑ Rigidfix导向器分别置于0、45、90°钻取横穿钉植入道 B组：膝关节固定于工作台上，切开部分前内侧切口缝线，直视下用点对点胫骨定位器，角度设置为45°，勾端置于后交叉韧带前约5 mm，方向与胫骨呈28°，调整导向器方向，对准ACL股骨止点等长点位置，导向器外端置于胫骨结节内侧2 cm左右，固定导向器。经导向器植入导针，8 mm空心钻扩隧道，7 mm股骨隧道导向器经胫骨隧道定位股骨隧道内口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm钻头钻取3 cm长股骨隧道，使隧道后壁距离过顶点2～3 mm。以垂直于胫骨平台的冠状面为旋转参照平面，分别放置Rigidfix股骨导向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通过导向器钻取2 个横穿钉植入道。见图 2。
1.2.3 软骨损伤观察
两组隧道制备后，剔除膝关节周围软组织，暴露股骨关节面，观察横穿钉植入道与关节面位置关系，判断是否损伤关节面软骨。软骨损伤标准：任一横穿钉植入道波及股骨外髁关节软骨面即为医源性软骨损伤[9]。见图 3。
1.3 统计学方法
采用SPSS13.0统计软件进行分析。计数资料以率表示，采用Spearman秩相关分析旋转角度与软骨损伤的相关性，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法；检验水准α=0.05。
2 结果
相关分析示，A、B组软骨损伤发生率与旋转角度成正相关（r=0.611，P=0.000；r=0.852，P=0.000）。A、B组软骨损伤发生率分别为69.1%（56/81）及48.1%（39/81），差异有统计学意义（χ2=7.356，P=0.007）。见表 1。线形图变化趋势显示，0～30°时损伤发生率变化不明显，30～70°范围内发生率明显升高（图 4）。因此，本研究将旋转角度分为2组：0～30°为i组，45～90°为ii组；i组及ii组软骨损伤发生率分别为18.1%（13/72）、91.1%（82/90），比较差异有统计学意义（χ2=88.023，P=0.000）。综合A、B组处理与旋转角度变化因素，将A、B组处理因素设置为组间因素，角度设置为分层因素，行χ2检验分层分析。结果显示：0～30°范围，A组软骨损伤发生率为36.1%（13/36），显著高于B组（0），比较差异有统计学意义（χ2=15.864，P=0.000）；45～90°范围，A、B组发生率分别为95.6%（43/45）及86.7%（39/45），比较差异无统计学意义（P=0.267）。控制角度因素，经协变量MH法分析，手术入路对软骨损伤发生有显著影响（χ2=14.086，P=0.000）。
表1
两组软骨损伤发生率比较（n=9）
Table1.
Comparison of chondral injury incidence between the 2 groups（n=9）
3 讨论
经典的Rigidfix横穿钉内固定系统是使用导向器经胫骨隧道确定股骨隧道内口，该法制备的股骨隧道过于垂直，会影响膝关节旋转稳定性[11-12]。有学者建议通过前内侧入路来定位股骨隧道内口，加大股骨隧道的倾斜角度，以提高关节旋转稳定性[5, 7-8]。经前内侧入路由于可操作范围更大，能根据需要对股骨隧道内口的位置进行调整，克服了经胫骨隧道定位调整范围有限的不足[7, 13-14]。 但是，由于股骨隧道方向更倾斜，隧道变短，股骨端移植物固定后可能发生后壁骨折、隧道过短等问题[10]。
对于股骨隧道方向、长度的改变是否会影响横穿钉内固定系统的安全性，学者们进行了大量研究。Hantes等[8]报道应用Bio-TransFix横穿钉内固定系统行前内侧入路ACL重建术，取得了满意临床效果。但他们也提出该术式有损伤腓侧副韧带等软组织的风险[7]。Gelber等[15-16]研究也表明，采用Bio-TransFix横穿钉内固定系统经前内侧入路有损伤腓侧副韧带、腘肌腱、腓肠肌外侧头的风险。为此，学者们提出了相应的安全操作范围，但目前相关研究报道的安全操作范围有所不同[17-18]。McGlaston等[17]认为产生差异的原因可能是研究选定的旋转角度参照平面不同。
相对于Bio-TransFix横穿钉内固定系统，有关Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路操作的安全性研究较少。Castoldi 等[9]对20具新鲜成人膝关节标本，应用Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路行ACL重建，Rigidfix导向器分别位于0、45、90°钻取横穿钉植入道，术后解剖发现无股骨隧道后壁骨折发生；但对股骨外髁关节面解剖发现，软骨面损伤发生率较高，尤其在导向器垂直于地面90°时，发生率高达100%。因此他们建议在使用该系统时不选择前内侧入路操作。一些学者通过解剖学研究，提出了Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路操作的安全角度，但目前大部分研究是以垂直股骨纵轴的冠状面为参照平面进行测量[10, 18-19]。而实际手术操作中，术者面对的是胫骨平台，如以股骨纵轴垂直平面为参照，存在一个视觉平面的转换，因此本研究选择以垂直于胫骨平台的冠状面为参照，以期更好模拟术中操作。此外，既往研究缺乏对照，Rigidfix横穿钉内固定系统经典的经胫骨隧道操作是否也会损伤软骨，两种操作路径是否存在差异均未明确。为此，本研究对操作角度进一步细化，通过比较经前内侧、经胫骨隧道两种入路发生股骨髁软骨损伤的风险，旨在为Rigidfix横穿钉内固定系统寻找安全有效入路及操作角度。预实验中我们发现，如旋转角度低于水平面，操作时可能因胫骨平台的阻挡，影响横穿钉植入道的钻取；而当旋转角度＞ 90°时，横穿钉植入道穿过股骨髁间窝的几率大大增加。因此我们参照Castoldi等[9]操作，选择0～90°作为观察旋转角度。
统计学分析显示，A、B组软骨损伤发生率与旋转角度均成正相关，尤其是B组，提示随着旋转角度的增大，经胫骨隧道入路医源性软骨损伤的发生率明显增高。而A组经前内侧入路软骨损伤发生率显著高于B组的传统经胫骨隧道入路。通过对两组不同角度范围的比较分析，45～90°组软骨损伤发生率显著高于0～30°组，说明无论采用何种入路，术中将Rigidfix横穿钉内固定系统导向器的位置控制在30°以下，可避免软骨损伤。进一步将A、B组处理因素设置为组间因素，角度设置为分层因素，行χ2检验分层分析，发现0～30°范围A组软骨损伤发生率仍显著高于B组，而45～90°范围A、B组发生率差异无统计学意义。控制角度因素后，我们仍发现手术入路与医源性软骨损伤的发生率显著相关。提示经前内侧入路操作是Rigidfix横穿钉内固定系统行ACL重建发生软骨损伤的危险因素。
综上述，我们认为Rigidfix横穿钉内固定系统行前内侧入路重建ACL技术发生软骨损伤的可能性大，宜选择经胫骨隧道定位股骨隧道内口，且导向器位置应保持在0～30°范围内，可有效减少医源性软骨损伤发生率。但本研究也存在一些不足：① 剔除标本皮肤及周围肌肉，可能会影响膝关节稳定性，进而影响实验结果；② 为模拟临床实际操作，本研究将横穿钉旋转平面参照面改为垂直于胫骨平台的冠状面，与既往研究[10, 18-19]不同，因此本研究结论有待进一步实验及临床研究明确。
Rigidfix横穿钉内固定系统（DePuy公司，美国）因能使移植物固定点接近前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）的生理止点，减少股骨隧道扩大等并发症发生率[1]，已广泛用于关节镜下ACL重建术中[2-4]。术中定位股骨隧道内口时，需经胫骨隧道应用导向器来完成。有学者认为，这样会使股骨隧道内移植物在冠状位上过于垂直，不符合正常ACL的解剖特点，建议通过前内侧入路定位股骨隧道[5-8]。但经前内侧入路应用Rigidfix横穿钉内固定系统，可能会出现软骨损伤、横穿钉突出等医源性损伤，目前尚存在争议[9-10]。为此，我们采用成人尸体双膝关节标本，分别经前内侧入路及胫骨隧道定位股骨隧道，利用Rigidfix横穿钉内固定系统建立股骨隧道及横穿钉植入道，解剖分析两种不同入路的安全性，为临床选择合适的ACL重建术式提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验标本及分组
9具成人防腐尸体双膝关节标本，由南方医科大学解剖教研室提供。男5具，女4具；年龄（41.0 ± 6.4）岁，体重（57.6 ± 10.0）kg，身高（162.4 ± 7.6）cm。经X线片检查，双膝关节均无手术史及骨质器质性改变。将膝关节配对分为两组，A组经前内侧入路定位股骨隧道内口，B组经胫骨隧道入路定位。
1.2 实验方法
1.2.1 ACL损伤模型制备
将两组膝关节远、近端各截取20 cm，两端包埋，去除周围肌肉，保留关节囊、侧副韧带、髌骨、髌腱、腘肌腱，前内侧切口切开关节囊，暴露关节腔，去除ACL，缝合切口。
1.2.2 股骨隧道及横穿钉植入道制备
A组：保持膝关节屈膝120°，固定于工作台上。取膝前关节面水平、髌腱内侧1 cm作为工作入路，放置7 mm股骨隧道导向器，切开部分前内侧切口缝线，直视下帮助定位股骨隧道内口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm钻头钻取3 cm长股骨隧道，使隧道后壁距离过顶点2～3 mm。以垂直于胫骨平台的冠状面为旋转参照平面，分别放置Rigidfix股骨导向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通过导向器钻取2个横穿钉植入道。见图 1。
图1
A组手术操作示意图 ⓐ 经前内侧入路定位股骨隧道 ⓑ Rigidfix导向器分别置于0、45、90°钻取横穿钉植入道 B组：膝关节固定于工作台上，切开部分前内侧切口缝线，直视下用点对点胫骨定位器，角度设置为45°，勾端置于后交叉韧带前约5 mm，方向与胫骨呈28°，调整导向器方向，对准ACL股骨止点等长点位置，导向器外端置于胫骨结节内侧2 cm左右，固定导向器。经导向器植入导针，8 mm空心钻扩隧道，7 mm股骨隧道导向器经胫骨隧道定位股骨隧道内口（左膝2∶00，右膝10∶00），用7 mm钻头钻取3 cm长股骨隧道，使隧道后壁距离过顶点2～3 mm。以垂直于胫骨平台的冠状面为旋转参照平面，分别放置Rigidfix股骨导向器于0、10、20、30、45、60、70、80、90°，通过导向器钻取2 个横穿钉植入道。见图 2。
1.2.3 软骨损伤观察
两组隧道制备后，剔除膝关节周围软组织，暴露股骨关节面，观察横穿钉植入道与关节面位置关系，判断是否损伤关节面软骨。软骨损伤标准：任一横穿钉植入道波及股骨外髁关节软骨面即为医源性软骨损伤[9]。见图 3。
1.3 统计学方法
采用SPSS13.0统计软件进行分析。计数资料以率表示，采用Spearman秩相关分析旋转角度与软骨损伤的相关性，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法；检验水准α=0.05。
2 结果
相关分析示，A、B组软骨损伤发生率与旋转角度成正相关（r=0.611，P=0.000；r=0.852，P=0.000）。A、B组软骨损伤发生率分别为69.1%（56/81）及48.1%（39/81），差异有统计学意义（χ2=7.356，P=0.007）。见表 1。线形图变化趋势显示，0～30°时损伤发生率变化不明显，30～70°范围内发生率明显升高（图 4）。因此，本研究将旋转角度分为2组：0～30°为i组，45～90°为ii组；i组及ii组软骨损伤发生率分别为18.1%（13/72）、91.1%（82/90），比较差异有统计学意义（χ2=88.023，P=0.000）。综合A、B组处理与旋转角度变化因素，将A、B组处理因素设置为组间因素，角度设置为分层因素，行χ2检验分层分析。结果显示：0～30°范围，A组软骨损伤发生率为36.1%（13/36），显著高于B组（0），比较差异有统计学意义（χ2=15.864，P=0.000）；45～90°范围，A、B组发生率分别为95.6%（43/45）及86.7%（39/45），比较差异无统计学意义（P=0.267）。控制角度因素，经协变量MH法分析，手术入路对软骨损伤发生有显著影响（χ2=14.086，P=0.000）。
表1
两组软骨损伤发生率比较（n=9）
Table1.
Comparison of chondral injury incidence between the 2 groups（n=9）
3 讨论
经典的Rigidfix横穿钉内固定系统是使用导向器经胫骨隧道确定股骨隧道内口，该法制备的股骨隧道过于垂直，会影响膝关节旋转稳定性[11-12]。有学者建议通过前内侧入路来定位股骨隧道内口，加大股骨隧道的倾斜角度，以提高关节旋转稳定性[5, 7-8]。经前内侧入路由于可操作范围更大，能根据需要对股骨隧道内口的位置进行调整，克服了经胫骨隧道定位调整范围有限的不足[7, 13-14]。 但是，由于股骨隧道方向更倾斜，隧道变短，股骨端移植物固定后可能发生后壁骨折、隧道过短等问题[10]。
对于股骨隧道方向、长度的改变是否会影响横穿钉内固定系统的安全性，学者们进行了大量研究。Hantes等[8]报道应用Bio-TransFix横穿钉内固定系统行前内侧入路ACL重建术，取得了满意临床效果。但他们也提出该术式有损伤腓侧副韧带等软组织的风险[7]。Gelber等[15-16]研究也表明，采用Bio-TransFix横穿钉内固定系统经前内侧入路有损伤腓侧副韧带、腘肌腱、腓肠肌外侧头的风险。为此，学者们提出了相应的安全操作范围，但目前相关研究报道的安全操作范围有所不同[17-18]。McGlaston等[17]认为产生差异的原因可能是研究选定的旋转角度参照平面不同。
相对于Bio-TransFix横穿钉内固定系统，有关Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路操作的安全性研究较少。Castoldi 等[9]对20具新鲜成人膝关节标本，应用Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路行ACL重建，Rigidfix导向器分别位于0、45、90°钻取横穿钉植入道，术后解剖发现无股骨隧道后壁骨折发生；但对股骨外髁关节面解剖发现，软骨面损伤发生率较高，尤其在导向器垂直于地面90°时，发生率高达100%。因此他们建议在使用该系统时不选择前内侧入路操作。一些学者通过解剖学研究，提出了Rigidfix横穿钉内固定系统经前内侧入路操作的安全角度，但目前大部分研究是以垂直股骨纵轴的冠状面为参照平面进行测量[10, 18-19]。而实际手术操作中，术者面对的是胫骨平台，如以股骨纵轴垂直平面为参照，存在一个视觉平面的转换，因此本研究选择以垂直于胫骨平台的冠状面为参照，以期更好模拟术中操作。此外，既往研究缺乏对照，Rigidfix横穿钉内固定系统经典的经胫骨隧道操作是否也会损伤软骨，两种操作路径是否存在差异均未明确。为此，本研究对操作角度进一步细化，通过比较经前内侧、经胫骨隧道两种入路发生股骨髁软骨损伤的风险，旨在为Rigidfix横穿钉内固定系统寻找安全有效入路及操作角度。预实验中我们发现，如旋转角度低于水平面，操作时可能因胫骨平台的阻挡，影响横穿钉植入道的钻取；而当旋转角度＞ 90°时，横穿钉植入道穿过股骨髁间窝的几率大大增加。因此我们参照Castoldi等[9]操作，选择0～90°作为观察旋转角度。
统计学分析显示，A、B组软骨损伤发生率与旋转角度均成正相关，尤其是B组，提示随着旋转角度的增大，经胫骨隧道入路医源性软骨损伤的发生率明显增高。而A组经前内侧入路软骨损伤发生率显著高于B组的传统经胫骨隧道入路。通过对两组不同角度范围的比较分析，45～90°组软骨损伤发生率显著高于0～30°组，说明无论采用何种入路，术中将Rigidfix横穿钉内固定系统导向器的位置控制在30°以下，可避免软骨损伤。进一步将A、B组处理因素设置为组间因素，角度设置为分层因素，行χ2检验分层分析，发现0～30°范围A组软骨损伤发生率仍显著高于B组，而45～90°范围A、B组发生率差异无统计学意义。控制角度因素后，我们仍发现手术入路与医源性软骨损伤的发生率显著相关。提示经前内侧入路操作是Rigidfix横穿钉内固定系统行ACL重建发生软骨损伤的危险因素。
综上述，我们认为Rigidfix横穿钉内固定系统行前内侧入路重建ACL技术发生软骨损伤的可能性大，宜选择经胫骨隧道定位股骨隧道内口，且导向器位置应保持在0～30°范围内，可有效减少医源性软骨损伤发生率。但本研究也存在一些不足：① 剔除标本皮肤及周围肌肉，可能会影响膝关节稳定性，进而影响实验结果；② 为模拟临床实际操作，本研究将横穿钉旋转平面参照面改为垂直于胫骨平台的冠状面，与既往研究[10, 18-19]不同，因此本研究结论有待进一步实验及临床研究明确。
