科技成果

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成果名称: 关节镜下保留胫骨止点的腘绳肌股骨双隧道重建前交叉韧带的生物力学特性和愈合模式

成果登记号: 9612019Y0090

第一完成单位: 陕西省人民医院

联 系 人: 武敏

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 采矿业

成果简介:

(1)技术领域和技术原理:

膝关节前交叉韧带(ACL)损伤是临床上常见而严重的运动损伤。主要发生在社会发展的中坚力量-中青年及青少年人群中,直接影响了社会经济价值的创造。关节镜下保留胫骨止点的腘绳肌股骨双隧道重建前交叉韧带,保证移植物的坚强固定,增加膝关节抗扭转的稳定性,节约了医疗费用,有利于早期功能锻炼。

本课题在生物力学及愈合模式上深入研究,为该方法的应用提供理论依据。利用实验动物模型和离体标本模拟我们现在所使用的ACL重建方法,通过加载不同类型的负荷,获取生物力学资料,对其进一步统计分析,并同传统的ACL重建方法和健康膝关节相应的生物力学特性进行比较,并在不同时间段提取动物标本进行组织学研究,动态观察新方法的愈合模式。

(2)性能指标

通过研究,我们得到以下结果:①术后1个月后,重建韧带的生物力学强度略低于正常韧带的强度,但基本可以满足日常功能;②关节液的渗漏没有影响重建韧带的生物力学强度,但确实影响了腱骨愈合,同时造成了骨道的扩大;③在穿越关节腔的模型中,术后3个月时腱骨愈合仍没有完成,而且愈合模式也非之前所预计的骨长入肌腱,而是肌腱与骨之间形成了纤维连接;④在非穿越关节腔的模型中,韧带与骨之间没有孔隙形成,结合紧密,没有既没有纤维连接,也没有骨连接,但韧带有明显骨化的趋势;⑤韧带血管化能够在骨隧道中良好进行,但是在韧带体部,血管爬行非常缓慢。

(3)与国内外同类技术比较及项目的创造性、先进性:

关节镜下重建ACL已经得到了临床医生的充分认可并被广泛应用。现在用于重建ACL的材料以自体肌腱移植为首选的重建材料。现在临床上多用腘绳肌游离移植重建ACL。传统的ACL重建手术多以经单一股骨和胫骨隧道单束重建ACL为主。然而现在研究发现,当膝关节被加载扭转负荷时,这种方法重建的ACL不能改善关节的稳定性。决定ACL重建手术效果的另一个重要因素是移植物的固定方式。目前常用的内固定有可吸收螺钉,挤压螺钉,垫环固定等,这些方法都存在内固定物断裂,拔出,骨隧道扩大,康复时间长等并发症,而且往往是移植物再次断裂的直接原因。

    我们目前使用的方法,关节镜下重建ACL创伤小,减少了开放式手术带来的并发症。保留肌腱胫骨端的天然附着点有效保证了移植物在胫骨段的坚强固定。股骨段的双隧道增强了移植物限制股骨前移的力量,同时增加了膝关节抗扭转的稳定性。半腱肌及股薄肌端端重叠缝合于股骨外上髁皮质外,使得两根肌腱成为了一个联动的整体,消除了移植物与骨隧道之间纵向的"活塞"效应。由于没有使用内固定物,不但节约了医疗费用和二次手术费用,肌腱端端吻合以及肌腱和骨隧道之间都具有生物愈合的基础,有利于早期功能锻炼。因此,关节镜下保留胫骨止点的腘绳肌股骨双隧道重建前交叉韧带具有良好的应用前景。

(4)作用意义:

新方法在内固定耗材上每位患者可节约2500元左右,同时消除了二次手术的费用。这对于现在努力实现全民基础医疗保障的国家而言是不可忽视的庞大开支。而且患者有条件早期活动,可以更早地恢复工作能力。

(5)本项目应用推广的前景、范围、条件,存在的问题和改进意见:

ACL损伤的发病率高,患病人群年轻化,而我国人口基数大,目前用于治疗ACL损伤的手术方法仅内固定的使用,以可吸收螺钉和挤压螺钉为例,每颗市场价格在2500元左右,常规手术使用两颗,产生的医疗费用在5000元左右。如果使用不可吸收内固定物,还会产生二次手术的费用。这对于现在努力实现全民基础医疗保障的国家而言是不可忽视的庞大开支。我科现在使用的新方法节约了内固定物和二次手术的费用,而且临床观察获得了良好的效果。另外,由于没有异体的内固定物的介入,肌腱与骨隧道以及肌腱之间具有生物愈合的条件,其愈合时间明显短于内固定物介入的手术愈合时间,因此有望较早开始康复锻炼,使患者更快恢复工作能力。

通过实验模型,该方法目前仍存在一些需要改进的方面:①封闭骨隧道在关节腔的开口,阻止关节液渗漏。尽管动物实验发现关节液的渗漏没有影响重建韧带的生物力学强度,但确实影响了腱骨愈合,同时造成了骨道的扩大;②促进腱骨愈合。动物实验结果显示,术后3个月时腱骨愈合仍没有完成,而且愈合模式也非之前所预计的骨长入肌腱,而是肌腱与骨之间形成了纤维连接,这种连接方式是不牢固的;③促进韧带再血管化。动物实验显示韧带血管化能够在骨隧道中良好进行,但是在韧带体部,血管爬行非常缓慢。

(6)下一步的目标和打算。

研究下一步希望在腱骨愈合方面进行更加深入的研究,将尝试设计将部分成骨细胞生长因子(例如BMP,OSTERIX,CBFA1)引入,将组织工程学的研究进展应用于此。