股四头肌腱的临床应用解剖与生物力学研究

研究背景 随着交通工具的提高和人们户外体育活动的增多,膝关节交叉韧带断裂损伤在临床上比较常见。交叉韧带是维持膝关节稳定性的重要结构,具有防止胫骨前后移位的作用。膝关节交叉韧带有前后两条,由滑膜包被。它们牢固的连接着股骨和胫骨。前交叉韧带下端起自胫骨髁间隆起的前方,斜向后外上,附着于股骨内侧髁的外侧面。后交叉韧带下端起自胫骨髁间隆起的后方,斜向前内上,附着于股骨内侧髁的外侧面。前交叉韧带在伸膝时紧张,防止胫骨过度前移。后交叉韧带于屈膝时紧张,防止胫骨过度后移。在年轻人当中交叉韧带撕裂是最常见的运动损伤之一。它的损伤将影响膝关节的稳定性,导致膝关节运动功能减退,增加半月板损伤的风险,加速膝关节的退变,导致膝关节炎的发生。目前来说,保守治疗不能修复撕裂的半月板及交叉韧带,因此交叉韧带重建手术治疗已为大多数人所接受。上世纪七十年代,大部分交叉韧带重建还需要进行关节内手术,打开关节囊进行韧带重建。术后患者有明显的疤痕增生,并且需要较长时间的镇痛治疗,较长的住院及术后患肢固定的时间。现在在关节镜下进行微创手术,减小了创伤,缩短了住院时间,能够最大限度的恢复膝关节的稳定性,避免了撞击综合症、关节僵硬等相关并发症的出现。但是,目前人们对于选择何种替代物重建交叉韧带才能取得好的临床效果还有争议。作者认为对于交叉韧带重建,理想的移植物材料应该具有如下特点：张力强、获取易、损伤小、康复快。至今尚没有一种理想的移植物能达到上述要求。目前临床上常用的方法是采用自体的髌韧带、胭绳肌腱重建交叉韧带,或是使用同种异体的移植物进行重建手术治疗,近年来也有学者使用人工韧带进行重建手术的病例报道。另外,组织工程学方法也是目前交叉韧带重建手术替代物研究的方向之一,但这些替代物都有其不足之处。近年来,有学者尝试利用带髌骨的股四头肌腱重建前交叉韧带,取得了比较好的初步临床效果。但是与之相关的股四头肌腱的临床应用解剖及生物力学研究,尚未见报道。 研究目的 1.通过在防腐尸体上进行解剖测量,为临床应用股四头肌腱重建膝关节交叉韧带提供解剖学资料,便于术者在术中进行股四头肌腱的获取,防止过度损伤股四头肌腱。 2.通过第一步的实验研究,在此基础上作者从新鲜尸体标本上获取用于交叉韧带重建的股四头肌腱,并同时切取前交叉韧带,对两者进行生物力学方面测量,获取相关生物力学资料。为临床应用股四头肌腱重建交叉韧带手术提供生物力学依据。 研究方法 1.通过在10具成人防腐尸体标本上(20只膝关节),解剖并观察股四头肌腱的形态和走行关系以及在髌骨附着点的解剖学特点,分别测量股四头肌腱起、止点的宽度和股直肌腱的长度。我们在测量中将股直肌中肌肉混合部与股直肌腱性组织的交界处称作股直肌肌腱的起点,止于髌骨上极的部分称为止点。两点之间的长度为股直肌腱的长度。 2.利用第一步实验中获取的相关数据,在5具成人新鲜尸体标本(10只膝关节)上分别取下股直肌腱和前交叉韧带。为防止韧带变性,取下后立刻用以生理盐水浸湿的纱布包裹,装入塑料袋中,密封后置于-20℃冰箱内保存。实验前取出标本,在常温下解冻后以手术刀沿标本纵向切取试样,股直肌腱和前交叉韧带每组共10个试样。将切取的标本分别装夹于生物力学试验机器的上、下夹头上,以10mm/min的实验速度对试样施加拉伸载荷,直至试样破坏,计算机自动输出实验数据。 研究结果 1.股直肌腱止点的宽度为(3.20±0.33)cm。股直肌腱起点的宽度为(1.28±0.25)cm。完全为腱性组织的长度为(6.96±0.80)cm。股直肌腱近侧端约5/4完全游离,远侧端约5/1于股外侧肌和股中间肌融合,共同构成股四头肌腱,在矢状面附着于髌骨上极前方约4/3部分。 2.股直肌腱中3/1的单位模量与前交叉韧带的单位模量相当,单位最大载荷为前交叉韧带的三分之二。具有替代前交叉韧带的生物力学基础。 研究结论 1.股四头肌腱的的解剖学特点,完全使其可以作为临床上行膝关节交叉韧带重建的供区之一。 2.股直肌肌腱的生物力学特点,使其适合作为交叉韧带的重建物。