富血小板血漿對前交叉韌帶重建術后移植物成熟度影響的臨床研究

陳榮進 王衛明，2 向先祥 曲振安 馬霄君 黃詩博

1 遵義醫科大學（貴州遵義563003）

2 大連大學附屬新華醫院（遼寧大連116000）

3 大連大學附屬中山醫院（遼寧大連116001）

關于前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）損傷的治療，目前多在關節鏡下行ACL重建術，以恢復膝關節功能和穩定性。ACL重建術中一般采用自體髕腱或腘繩肌肌腱作為移植物，移植物的成熟及韌帶化與手術的成功密切相關[1]。根據移植物信號強度計算的MRI 信噪比（signal/noise quotient，SNQ）是評價移植物成熟度的較好指標[2-3]，研究發現移植物SNQ 值越小，其含水量越少，移植物成熟度越高[4-5]。

促使ACL 移植物成熟是臨床亟待解決的問題，有學者發現血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、轉化生長因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）、骨髓間質干細胞（bone mesenchymalstem cells，BMSCs）等[6-8]都可提高移植物成熟度，但VEGF、TGF-β等生長因子有制取不便、半衰期短等不足，BMSCs 取材和制備過程繁瑣、手術耗時長、花費較高，限制臨床的應用。而富血小板血漿（plateletrich plasma，PRP）是自體血經離心后的血小板濃縮物，含有大量生長因子[9]，具有促進組織愈合與細胞再生的作用，有動物實驗報道PRP 應用于ACL 重建術中可促進移植物的成熟[10-11]，但臨床試驗的相關文獻報道有限。為此，本研究通過在ACL 重建術中使用自體PRP注射于移植物內及關節腔，觀察術后移植物MRI SNQ值的變化情況，以評價PRP對移植物成熟度的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年8月至2018年10月在我院行ACL 重建術的40 例患者，其中男26 例，女14 例，年齡18～50歲，平均36.0± 13.03歲；左膝18例，右膝22例。根據隨機數字表法分為兩組，試驗組（使用PRP）20例，對照組（使用生理鹽水）20例。本研究通過大連大學附屬中山醫院倫理委員會批準，所有患者簽署知情同意書。納入標準：（1）術前據影像學及體格檢查診斷ACL 斷裂；（2）年齡在18 歲到50 歲；（3）初次接受膝關節單側ACL重建術。排除標準：（1）患側膝關節嚴重骨關節炎（Kellgren-Lawrence≥Ⅲ級）；（2）MRI 檢查或關節鏡下探查發現有半月板損傷需行半月板縫合術；（3）關節鏡下探查軟骨損傷嚴重（Outerbridge 分級≥Ⅲ級）；（4）合并多發的韌帶損傷及患側膝關節感染。

1.2 PRP制備

采用RegenPRP 制備套裝（Regen ACR-C ，REGEN LAB SA ）制取自體PRP 5 ml 備用（圖1）。

圖1 制備的PRP液體及編織完成的自體腘繩肌腱

1.3 手術方法

患者全麻或硬膜外麻醉后，取仰臥位，健膝截石位，患膝自然下垂。取前內、前外關節鏡入路進鏡探查證實ACL斷裂后，經脛骨結節內側約2 cm縱行切開皮膚，長度約3 cm，切取半腱肌肌腱、股薄肌肌腱編織制備移植腱并測量其直徑。實驗組用細針注射器注射1 ml PRP 于移植物脛骨端，注射1 ml PRP 于移植物股骨端（圖2A），對照組注射同等量生理鹽水。根據移植物直徑分別于ACL脛骨及股骨解剖足印區鉆取脛骨及股骨隧道。股骨端予懸吊鈦板（強生，美國）固定，脛骨端予可吸收界面螺釘（強生，美國）固定。充分吸凈關節腔內液體，實驗組關節鏡注視下注射3 ml PRP在關節腔內移植物表面（圖2B、C），對照組注射同等量的生理鹽水，縫合切口。

圖2 PRP注射方法

1.4 術后康復

實驗組和對照組術后康復訓練方案相同，術后膝關節支具固定2 個月，術后當日麻醉恢復后即可在床上進行直腿抬高及踝泵練習，術后第2 天開始屈膝活動，術后10～12 周屈膝活動度可達到正常。術后根據患者耐受情況行負重活動，循序漸進，量力而行。術后4 至6月可恢復慢跑、游泳等運動，術后9 至12月可恢復競技性運動。

1.5 MRI評價

患者術后3、6、12月行3.0 T MRI 檢查（MAGNETOM，Verio，Siemens，Germany）。掃描系列：TR/TE 3000/41 ms；視野：15 cm*15 cm；矩陣：240*320；層厚為3.0 mm。所有圖像導入西門子軟件包（NUMARIS/4，Syngo MR B17；Siemens），在矢狀面斜向抑脂成像中間層面圖像中分析數據，選取移植物股骨端、中段、移植物脛骨端、股四頭肌肌腱、背景（大約在髕腱前2 cm處）區域測定信號強度，興趣區域為0.1 cm2，選取的位點區域面積相同（如圖3）。然后對ACL 移植物各位點信號強度進行量化，各移植物位點SNQ 的計算公式如下：SNQ 值=（ACL 移植物的信號強度－股四頭肌肌腱信號強度）/背景信號強度[12，13]。兩名醫師參與移植物MRI測量。每名醫師對每個區域數值測量分兩次進行，每次測量間隔兩周，以消除記憶影響，取兩次結果平均值進行計算。通過測量結果計算觀察者內和觀察者間的可信程度。

1.6 統計學分析

圖3 測量移植物各位點SNQ值

本研究為前瞻性研究，檢驗效能設為90%，顯著性水準設為0.05。兩組患者的樣本量相同，經計算各需要20例。采用SPSS 20.0軟件進行統計學分析。以P＜0.05 為差異具有統計學意義。性別、患側別等采用卡方檢驗。兩組間年齡、末次隨訪時間、IKDC 評分、Lysholm評分及SNQ值等比較采用獨立樣本t檢驗，組內SNQ值、IKDC評分、Lysholm評分采用重復測量方差分析和兩兩比較q檢驗，以均數±標準差表示。利用組內相關系數（intraclass correlation coefficient，ICC）研究觀察者間和觀察者內的可信度，ICC＞0.75時可信度高，ICC＜0.4時可信度低，ICC在0.4～0.75時可信度中等。

2 結果

2.1 一般結果

所有患者均獲得隨訪，40 例患者均未出現膝關節感染、血管神經損傷、膝關節僵硬等并發癥。兩組患者年齡、性別、左右患膝、隨訪時間差異均無統計學意義（P＞0.05）（表1）。

表1 患者一般資料

2.2 SNQ值

觀察者內ICC 為0.831，觀察者間ICC 為0.845，表明運用此MRI 測量方法可信度較高，可以采用此方法。兩組移植物股骨端、中段、脛骨端SNQ值術后6月較術后3月與12月更高，差異具有統計學意義（P＜0.05）（表2～4）。實驗組與對照組術后3、6、12月移植物股骨端SNQ 值差異無統計學意義（P＞0.05），見表2；實驗組與對照組術后3、6、12月移植物中段SNQ 值差異具有統計學意義（P＜0.05），見表3；實驗組與對照組術后3、6、12月移植物脛骨端SNQ 值差異具有統計學意義（P＜0.05），見表4。實驗組移植物脛骨端、股骨端SNQ 值術后3、6、12月組內差異具有統計學意義（P＜0.05），移植物脛骨端SNQ 值低于股骨端，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表5；對照組移植物脛骨端、股骨端SNQ值術后3、6、12月組內差異具有統計學意義（P＜0.05），移植物脛骨端SNQ 值低于股骨端，差異具有統計學意義（P＜0.05），見表6。實驗組與對照組ACL重建術后移植物信號強度隨時間變化的MRI表現見圖4。

表2 移植物股骨端SNQ值

表3 移植物中段SNQ值

表4 移植物脛骨端SNQ值

表5 實驗組移植物脛骨端與股骨端SNQ值

表6 對照組移植物脛骨端與股骨端SNQ值

圖4 ACL重建術后移植物信號強度隨時間的變化情況

2.3 膝關節Lysholm評分

實驗組與對照組Lysholm 評分術前差異無統計學意義（P＞0.05），術后3月差異具有統計學意義（P＜0.05），術后6月、12月差異均無統計學意義（P＞0.05）（見表7）。

表7 膝關節Lysholm評分

2.4 膝關節IKDC評分

實驗組與對照組IKDC 評分術前差異無統計學意義（P＞0.05），術后3月差異具有統計學意義（P＜0.05），術后6月、12月差異均無統計學意義（P＞0.05）（見表8）。

表8 膝關節IKDC評分

3 討論

3.1 ACL重建術中應用PRP可以促進移植物成熟

本研究中將提取的PRP 對移植物進行預處理，即兩端腱內注射PRP 及關節內部分PRP 浸潤，使PRP 充分滲透至腱纖維中，再進行移植物固定，保證了隧道內的移植物具有較高的PRP濃度，移植物固定完畢后，吸凈關節內灌注液后將剩余的PRP 注射至移植物表面，在移植物表面形成薄層覆蓋，保證了關節內較高的PRP 濃度，為移植物的愈合提供一個較好的生物學環境，實驗組移植物中段、脛骨端SNQ 值低于對照組，表明PRP 可更好地促進移植物的成熟，與Radice 等[14]研究結果一致。分析其原因可能為：（1）術中使PRP液體精準定位于移植物周圍，其富含的生長因子和細胞因子在移植物上進行轉化和再生，加快組織愈合過程，促進移植物更好更快成熟；（2）PRP 中血小板經活化后通過α顆粒釋放出多種生長因子，包括轉化生長因子β 1、血小板類生長因子和血管內皮生長因子等促進移植物的血管再生及細胞增殖、加速韌帶的成熟，刺激成纖維細胞生長、遷移和生物合成活性[15-17]。本研究發現實驗組移植物股骨端SNQ 值與對照組差異無統計學意義，實驗組與對照組股骨側SNQ值高于脛骨側，移植物股骨端的成熟度較脛骨端稍差，韌帶化并未因PRP 的注射而獲得改善，有研究表明移植物股骨隧道內部分與關節內部分較大的彎曲角度會影響移植物的成熟[18]。另外我們考慮局部轉折處較大的應力會影響PRP在移植肌腱內的分布，影響PRP 對移植物的作用。我們在以后的研究中會進一步分析移植物的應力分布對PRP的使用帶來的影響。

3.2 MRI SNQ 值是評估ACL 重建術后移植物成熟度較好的指標

既往Seijas等[19]將移植物的MRI分為低信號、輕度高信號、中度高信號、重度高信號和彌漫性高信號五級來評估移植物成熟度，但MRI 分級評估移植物誤差較大。Weiler等[12]以羊為實驗模型行自體跟腱ACL 重建術，術后6周、12周、24周、1年及2年行MRI檢查，測量移植物的信號強度變化，計算SNQ值，結果顯示SNQ數值與移植物最大失效負荷、拉伸強度和剛度等呈負相關，同時表明MRI上的信號變化，可很好地提示移植物血管化及韌帶化過程。本研究利用MRI工作站將移植物上興趣區域信號強度計算成SNQ 值，定量測量PRP應用于ACL 重建術后移植物的成熟度，最大程度地減少既往采用MRI分級和間接測量帶來的誤差。有學者把移植物成熟分為早期、塑形改建、成熟期三個階段[20-21]，術后3至6月內移植物處于塑形改建期，移植物正在進行細胞再生和血運重建等過程，此時含水量也最高[22]。本研究結果顯示移植物SNQ值術后6月時較術后3月與12月更高，進一步證實SNQ值能較好地反映移植物成熟度。

3.3 PRP促進移植物成熟的臨床意義

本研究中實驗組移植物成熟度較好，術后3月時實驗組IKDC 評分、Lysholm 評分優于對照組，表明將PRP 應用于ACL 重建術中促進移植物成熟，可在術后早期提高患者膝關節功能。有研究表明移植物成熟度及成熟時間會影響患者術后臨床效果[23-25]，成熟時間越早、成熟度越好，回歸運動時間越早。在隨訪過程中，我們發現相同時間內，實驗組移植物成熟度較好，表明PRP 可縮短移植物重塑時間，這有利于患者進行較為積極的康復訓練。

本研究不足之處：病例數量較少；隨訪時間短；自體PRP 血小板及生長因子濃度具有個體差異，尚需定量分析血小板及生長因子濃度對移植物成熟度的影響。

綜上所述，本研究通過MRI SNQ 值及膝關節功能評分來評估自體腘繩肌腱重建ACL術后移植物的成熟度，結果顯示實驗組移植物中段及脛骨端與對照組對比有顯著性差異，實驗組膝關節功能評分較對照組更高，表明富血小板血漿能促進前交叉韌帶重建術后移植物的成熟，能改善術后早期膝關節功能。