杨伟毅 梁浩东 潘建科 黄和涛 侯森荣 曾令烽 梁桂洪 刘 军

前交叉韧带(ACL)是膝关节重要的稳定结构之一，美国研究数据指出ACL损伤的发病率为1 184/100 000，而80%的膝关节韧带手术涉及ACL[1]。关节镜下肌腱游离移植重建ACL是目前主要的治疗手段，多通过利用自体腘绳肌肌腱或骨-髌腱-骨作为移植物重建。文献报道ACL重建的成功率介于69%～95%[2]，而中短期的失败率可达10%～15%[1]。其中，移植物失效、肌腱与骨隧道的愈合(腱骨愈合)不佳或不愈合为重要的因素[3]。前交叉韧带重建可以恢复原来腱-骨连接之间的大部分的生物力学特点，然而组织学结构复杂的腱骨界面却难以恢复[4]。术后骨隧道的扩大为腱骨愈合不良或不愈合的最主要表现[5]，如何防止不愈合的发生以及加快腱骨愈合的过程，是医患双方面临的重要问题，也是目前运动医学研究的热点。干细胞治疗、生长因子诱导、生物材料等研究也逐渐开展，中医药亦以其独特的疗效发挥作用，现对近期用于促进ACL重建后腱骨愈合的主要方案进行综述。

1 骨膜移植

骨膜是骨的结缔组织，骨膜中富含血管，是骨生长的重要结构。间充质干细胞和成骨干细胞等具备诱导骨与软骨形成能力的细胞，是骨膜的成分[6]，这类细胞的研究较多，已经证实具有促进人体腱骨愈合的作用。最早应用于人体而研究其对腱骨愈合作用的方法，是将骨膜缝合在肌腱移植物上，结果亦证实了其对腱骨愈合的有效促进作用[7]。骨膜移植技术促进腱骨愈合的可能机制是，其所包含的间充质干细胞，能诱导骨、软骨等组织的形成，使肌腱与骨链接紧密，进而加快愈合的速度; 骨膜可合成并提供生长因子，从而促进新生血管的形成，加速肌腱再血管化的进程，同时也为细胞生长提供合适环境；骨膜的存在可在一定程度上减缓骨吸收。部分动物研究提示，利用骨膜移植技术修复兔的肩袖冈下肌，术后的生物力学强度比对照组明显升高[8]。临床试验上，骨膜移植术的应用亦取得了较为满意的效果，Sun等[9]研究了110例利用自体腘绳肌肌腱重建ACL的患者，进行比较发现，使用骨膜包裹移植技术组相比单纯移植组，术后约1年的随访中，骨膜移植组的膝关节稳定性更高。Chen等[10]进行了使用骨膜包裹自体腘绳肌技术，对ACL单束重建的队列研究，共纳入312例受试者，平均随访时间为4.6年，对术后膝关节功能、骨隧道扩大率等进行评估，均取得满意的疗效。国内也有学者对此进行了深入研究，王智慧等[11]进行的随机对照试验，纳入受试者共68例，采用异体骨膜包被异体肌腱的ACL解剖重建术，平均随访时间约2年，发现所有采用骨膜包被技术的患者中(共31例)，骨隧道扩大发生率较对照组低。但此类技术亦存在明显的不足，大部分研究随访时间不长，关于自体与异体骨膜的选择，及重建术后功能、影像学的评估在中远期随访的效果，也需要更多的临床试验证实。

2 干细胞

腱骨愈合过程中，间充质、肌腱干细胞的相关性最高，因此此两者的研究亦较多。

间充质干细胞来源于中胚层的成体干细胞的一种，具有较好的分化潜能，在特定条件下可被诱导并分化为多种细胞。间充质干细胞可从骨髓、肌腱组织、脐带甚至脂肪细胞等组织中提取而来。研究发现，可通过关节腔内注射间充质干细胞，从而促进ACL组织的再生[12-13]。Lim 等[14]利用自体韧带重建兔ACL进行实验，在使用包被有骨髓间充质干细胞兔ACL的试验组中，发现植入韧带在腱骨连接处与正常前交叉韧带附着点结构具有更高的相似度，且韧带的功能，包括负荷和刚度均在一定程度上得到了提高。但部分研究得出不同的结果，Silva等[15]对20例ACL重建患者移植物腱骨愈合进行研究，使用未经培养的成人骨髓间充质干细胞处理过的移植物进行移植，分别进行影像学及病理学的检查。术后的影像学评价在两组无显著差异，而对股骨隧道组织学检查，发现二者在细胞、胶原含量和血管化无差异。

肌腱干细胞亦具有较好的分化潜力，在一定诱导条件下可分化为肌腱细胞以外的其他细胞。肌腱干细胞的增殖和分化能力受较多因素影响，包括物理及化学因素。Mifune等[16]研究指出，从老鼠自体韧带提取CD34+细胞，并在其ACL重建术后注射入关节内，可发现植入肌腱的血管化和骨化得到了改善。与骨髓间充质干细胞相比，肌腱干细胞促进腱骨愈合能力更明显，具体表现在肌腱干细胞在集落、增殖能力强于骨髓间充质干细胞；经过了定向分化，其表面的成软骨和成骨标志物更多，更有利于腱骨界面软骨的区域再生，而间充质干细胞处于初始分化阶段，需要提供更多的条件促进分化。比如，间充质细胞需要其他辅助技术，如在纳米支架的辅助及诱导，才可以分化成更多肌腱样组织[17]。

然而，干细胞治疗的所面临的最大问题是使用的安全性，患者权益的保障以及其分化肿瘤或异味组织的风险的控制仍亟待解决，因此在投入临床应用前尚需一步研究。

3 富血小板血清(Platelet Rich Plasma, PRP)

来源于自体血液，PRP主要是通过离心的方法从全血中提取而成的血小板浓缩液，其中除了含有含高浓度的血小板，还具有白细胞、纤维蛋白成分，更为重要的，是其含有高浓度的生长因子。已有较多的研究证实，PRP能促进组织修复，血小板细胞中大量的生长因子和细胞因子，如转化生长因子、血小板源性生长因子、血管内皮生长因子(Vascular Endothelial Growth Factor，VEGF)、胰岛素样生长因子等，可有效地促进损伤组织的修复。氯化钙、凝血酶等激活剂，与离心后的PRP作用后，可诱导血小板聚集并大量地释放生长因子，实现对组织愈合、再生的促进作用[18]。而PRP对于韧带重建术后腱骨愈合，是通过加快腱骨界面处的细胞迁移、分化速度实现。尽管关于PRP的研究较多，但仍存在较多争议，并且有部分研究得出相反的结果。Sundman等学者[19]指出，PRP应用于腱骨界面后，某些与分解代谢相关细胞因子，如金属基质蛋白酶(Matrix Metalloproteinases，MMP)和IL-1β等含量增高，可能对腱骨的愈合产生潜在的不良作用。

4 生长因子

生长因子是细胞因子的一类，可促进细胞分化与成熟、诱导有丝分裂、促进新生血管形成等作用。部分生长因子具有调节骨形成、诱导骨细胞活性的能力，因此可能有促进腱骨愈合的作用。目前研究较多者，主要包括转化生长因子(Transforming Growth Factor，TGF)、骨形态发生蛋白(Bone Morphogenetic Protein，BMP)等。

4.1 TGF

转化生长因子的来源也较多，在肌腱细胞、神经节细胞中，均可产生转化生长因子。TGF在肌腱在损伤环境中，mRNA可有一定程度的上调，而随着mRNA上调，TGF被激活，加快组织的修复和愈合，对慢性炎症进行抑制，调节自身免疫，抑制自体与移植物的排斥。以犬只为模型的动物试验中，Yamazaki等[20]在骨隧道中加入TGF，对重建术后的腱骨愈合情况进行研究，结果显示，术后3周，腱、骨之间结合的强度更高，两组的差异具有统计学意义。

4.2 BMP

BMP是广泛存在于骨基质中的一种酸性多肽，既往相关的临床、动物研究指出，BMP对于原位新骨、异位新骨、软骨、肌腱、韧带等形成，可起有效诱导的作用[21]。对于游走的间充质细胞、存在于骨髓基质的干细胞，亦可诱导转化为骨细胞等，而研究发现，诱导成骨活性最强的，是BMP-2类。Ma等[22]研究兔ACL重建术，发现腱骨愈合以及新骨形成与BMP-2成剂量依赖关系。Takigami 等[23]以兔做模型在移植肌腱内注射重组人BMP-2作为试验组的研究中，发现形成了直接止点结构，在术后12周进行测试，发现在试验组，移植韧带的强度高于对照组。Lee等[24]的研究指出，通过利用含有BMP-2的胶原蛋白凝胶注入兔的腱-骨界面，并观察界面腱骨愈合情况，术后第6周发现，有纤维软骨与新骨形成，且有斑点样钙化及纤维组织产生的影像学证据。

亦有研究将上述生长因子负载在缝线或界面螺钉，通过缓慢释放生长因子而达到持续刺激生长的作用，从而促进腱骨愈合。

5 物理治疗

5.1 体外冲击波

体外冲击波(External Shock Wave)是一种机械波,其兼具声、光、力学等特性。ESW的机械应力效应以及增强缺血组织的再血管化等机制，可促进干细胞的聚集，使损伤的组织局部地释放生长因子，诱导干细胞的增殖、分化，从而加快损伤组织的愈合。Wang 等[25]以兔为韧带重建模型，发现兔跟腱腱骨结合区血管再生及其早期相关抗原标记物的表达，可被ESW有效诱导，腱骨结合的界面再血管化及愈合过程得到加快。石斌等[26]发现术后8周，腱骨界面出现致密结缔组织的连接，部分区域出现纤维组织与骨组织的移行带样子改变，最终的取样发现，腱骨界面组织愈合较对照组迅速，且功能评分更高。虽然ESW的治疗作用已得到证实，但其具体的应用情况尚无统一，如治疗的周期、冲击波的频率、强度等，因此其推广尚需要进一步研究。

5.2 低强度脉冲超声(Low Intensity Pulseultrasounds，LIPUS)

LIPUS具有穿透力强、热效应等优点，作为安全的物理治疗方法，曾应用于心血管的溶栓、泌尿系的碎石等。在骨科的应用也较多，包括骨折的治疗、损伤的修复等。研究表明，LIPUS 可诱导损伤局部组织新生血管的形成，并有效改善血供，改善损伤的内环境，同时可促进组织的再生、修复，降低炎性相关因子的表达，同时指出此法对骨折不愈合、软组织损伤等均有较好的治疗作用[27-28]。Lovric等[29]使用LIPUS，在山羊肩袖损伤模型中进行研究，结果提示LIPUS对于成骨细胞活性的提高，腱骨界面的血管化、矿化程度的提升均具有较好影响。

5.3 高压氧

研究报道，高压氧可通过刺激周围组织的血管化和骨化来促进骨-肌腱端愈合。但部分研究指出，腱骨愈合的区域含氧量偏低，腱骨愈合的生长环境与低氧环境更符合，能够在一定程度上促进该区域骨、软骨及血管的生成[30]。因此，高压氧的应用尚需更多的研究支持。

6 西药

6.1 双膦酸盐

双膦酸盐类药物为骨质疏松治疗的重要药物，主要通过对成骨、破骨细胞活动的调节来减少骨丢失的发生。ACL重建术后，患者膝关节骨质会因活动量急剧下降而发生明显的丢失，骨量的丢失会对重建肌腱的生长及腱骨愈合造成一定的影响。阿仑膦酸钠作为双磷酸盐药物的代表，已在动物实验中得到证实，对于提高肌腱止点修复后的腱骨力量具有良好的促进作用[31]。低剂量用药可能更有利于加快早期的腱骨愈合[32]。

6.2 雌激素

卵巢、肾上腺皮质是雌激素的主要分泌场所，可通过雌激素受体介导，对生殖系统、脂肪、骨骼等组织产生相应的作用。雌激素可通过直接作用于靶细胞，或通过刺激细胞，影响其分泌生长因子,从而对骨形成和吸收产生间接影响[33]。已有研究指出[34]，雌激素可能存在调节ACL的结构组织与功能的作用，且能诱导生长因子参与成骨细胞的分化，加速骨折的愈合。因此，雌激素可能有促进腱骨愈合的能力。

7 中药

中医理论中，认为肾藏精，主骨、生髓，创伤所致骨折筋断，耗伤气阴，机体局部气滞、血瘀，活动减少，清阳不升。手术后，精血亏损，创伤兼手术，耗损过多必内动于肾，肾阴耗损，骨骼、筋脉则无以濡养，骨与肌腱之间的愈合则必然受到影响。

7.1 补肾中药

既往动物模型的实验研究，已发现补肾中药，对促进重建前交叉韧带术后的腱骨愈合具有积极的作用[35]，而作为补肾药物的一种，滋补肾阴药，较温补肾阳药治疗的效果更佳，更符合津血消耗、气阴两虚的病理特点，更好地发挥“扶正”的作用。六味地黄丸最早见于自钱乙的《小儿药证直诀》，为滋补肾阴之首方，组方共六味中药，包括熟地黄、山茱萸、山药、牡丹皮、泽泻、茯苓，在血中有效成分主要包括丹皮酚、莫诺苷、马钱子苷、獐牙菜苷等[36]，对于创伤后的内科治疗较为常用，以促进患者康复，也多用于由于久病虚耗、肾精不足所致腰腿痛等慢性疾病的治疗。动物模型的研究指出，六味地黄丸对于骨髓内间充质干细胞定向分化为某种细胞，如神经元细胞，具有良好的诱导作用[37]。而提取六味地黄丸含药血清的研究发现，相比对照组，含六味地黄丸组能更好地促进大鼠骨髓细胞的增殖，加快间充质干细胞向成骨细胞的分化[38-39]，六味地黄丸血中主要移行的有效成分，可促进大鼠的成骨细胞的增殖[40]。《素问·刺要论》言：刺脉无伤筋，筋伤则内动肝。刺筋无伤骨，骨伤则内动肾。筋骨受损，加之手术创伤，可致血瘀。前交叉韧带损伤的中期，以和营通络，接筋续骨为治则。因此，补益肝肾、活血化瘀亦是前交叉韧带此类筋伤疾患术后的重要治法。吴平等[41]研究接骨丹对于利用自体腘绳肌腱行前交叉韧带重建术，术后2周的患者腱骨愈合的影响，共纳入患者34例，共治疗8周，发现治疗组术后3个月内胫骨骨隧道扩大更少。

7.2 中药单体

7.2.1 三七总皂苷 三七总皂苷从活血化瘀的代表药物三七中提取而成，是三七的主要成分。张磊等[42]通过对新西兰白兔的试验，术后关节腔注射三七总皂苷注射液对比无干预对照组，观察其韧带断裂并重建后的愈合情况，发现术后4、8周，试验组血管增生更密集，新骨量更多，组织形态的分布差异具有统计学意义。国外亦有相关研究[43]，证实三七皂苷可促进血管增生及胶原合成，抑制骨吸收，加快腱骨愈合。

7.2.2 黄芩素 黄芩素提取于清热解毒药物黄芩，是一种黄酮类化合物。据报道，黄芩素可对成骨细胞的成骨分化具有有效促进的作用，同时具有对破骨细胞起抑制生成以及诱导凋亡的作用[44]。江华基等[45]利用大鼠作为腱骨愈合模型，观察黄芩素灌胃大鼠肌腱的生物力学情况而评估腱骨愈合程度。发现术后3、6周，试验组腱骨愈合强度比对照组显著升高。作者推测，黄芩素可激活WNT/β-catenin通路，刺激肌腱干细胞成骨与分化，加速腱骨愈合的过程。

8 总结

ACL重建技术发展越来越快，术后ACL腱骨愈合是保证手术效果及患者重返正常生活运动的重要因素。部分生物治疗技术、物理治疗已在动物实验及部分临床试验中，被证实可有效加快腱骨愈合的进程。然而，涉及的治疗载体、最优效的剂量，生长因子在人体释放的持续时间以及最为重要的安全性等争议，仍未得到有效解决。今后需要开展更多相关的研究，以了解最佳的应用方案。中医药治疗方案，包括外治及中药内服等，也常用于ACL断裂的治疗。随着中医药研究的发展日益增长，关于中药促进ACL重建后，骨道与移植物的愈合机制及影响因素等的研究，亦取得了一定的成果。加强及深入中医药治疗的基础研究，有助于前交叉韧带重建病人术后疗效提高以及功能改善。