近年来，前十字韧带(anterior cruciate ligament，ACL)损伤重建的手术例数每年成倍增加，而且这个数字仍在持续增长。美国一年就有15万例以上的十字韧带损伤病例接受重建手术。大约10%的患者会发生移植失败或者重新出现膝关节不稳。因此，随着ACL重建手术量的增加，需要进行翻修手术的病例也相应增加，我国也不例外。
ACL重建手术的失败与很多因素有关，在进行翻修手术前应该对每例重建手术失败原因加以分析。骨隧道扩大和溶解使翻修手术更为复杂和困难。骨隧道扩大的定义是基于对股骨和胫骨隧道宽度在正、侧位X线片以及MRI片或者CT片上的测量结果得出，考虑原有骨隧道的位置和大小，需要用放大倍率校正并与手术钻头的直径比较。骨隧道扩大对翻修手术中移植物的重定位、固定和移植物在骨隧道内的最终愈合都是巨大的挑战，这些因素对翻修手术的最终I临床效果也有显著影响。
骨隧道扩大的确切原因仍不十分清楚。有许多假设因素，大致可分为两类一机械性因素和生物性因素.机械性因素包括：移植物在骨隧道内的微动、固定方法、固定装置、移植物受到的应力作用和不适当的隧道定位、激进的康复计划.然而，生物性因素也很重要，包括：移植物肿胀、滑液在骨隧道内的侵袭、膝关节内某些细胞因子水平的升高或衰减等都是导致骨隧道骨质溶解和影像学上骨隧道扩大的生物学因素。但多数文献报道支持机械性因素的理论。
一、机械性因素
(一)移植物在骨隧道内的微动
ACL重建术后骨隧道扩大的主要理论是移植物在骨隧道内微动，这种微动效应主要取决于移植物的类型和固定方式。然而，微动理论并不足以解释各种来源的移植物以及固定方式和固定装置对骨隧道扩大的影响。
自体骨一髌腱一骨(BTB)为挤压螺钉的固定提供坚硬的附着界面，并且会加速骨与骨之间生物学愈合。通过对比，典型的胫骨骨栓在远离关节线的非解剖位置固定使移植物在胫骨隧道内的移动增加.通常，移植物与骨栓之间形成的角度约有数毫米的空隙，从而造成所谓的胫骨隧道与移植物之间的“死腔”。一些研究也表明滑液可以沿着“死腔”侵袭移植物。正因为移植物与骨隧道之间存在的“不匹配”，术后早期伸屈活动使移植物在矢状面上产生移动。Linsalata等称这种运动为“雨刷”效应。另外，许多文献研究都提到。
最初的骨隧道扩大发生在靠近胫骨隧道关节面处，而在股骨隧道并不明显。研究表明自体胴绳肌腱移植物与自体BTB移植物相比具有更高的骨隧道扩大发生率。这些研究都有一个共同点，即胴绳肌腱的固定点远离关节线，如悬吊固定。这种固定方式使移植物在膝关节伸屈时更易延伸，此种纵向移动是移植物在骨隧道内发生的，也就是一些文献提到的“蹦极”效应。
Clatworthy等进行前瞻性研究，分别比较髌腱与胴绳肌腱作为移植物重建ACL术后骨隧道扩大的发生率。使用Mitec公司锚钉固定股骨端，胫骨端用“U”形钉固定胭绳肌腱，用挤压螺钉固定髌腱。术后随访至少1年，发现胭绳肌腱作为移植物组无论是股骨还是胫骨的骨隧道扩大发生率明显高于髌腱组。Linsalata等做了另一组研究，比较股骨端使用悬吊固定(Endobutton小钢板)胭绳肌腱与挤压螺钉固定BTB，结论为胭绳肌腱远离关节点固定将对移植物产生较大的力矩，潜在导致隧道扩大。这再一次证实两者无论股骨或者胫骨的骨隧道扩大发生率差异均有统计学意义。Webster等的研究结果也得出相似的结论。他们提出骨隧道在最初几个月扩大，然后趋于稳定，可能是由于初期移植物与骨隧道之间的不匹配引起，从而导致移植物与骨隧道之间产生微动，需要更长时间使它们逐渐匹配。因此，移植物软组织的固定方式显得尤为重要。也有一些研究证实胭绳肌腱自体移植物靠近关节线的固定方式不增加骨隧道扩大的发生率。
Buelow等提出大的挤压螺钉不仅会压紧骨隧道内的移植物，也使骨隧道本身扩大，造成医原性骨隧道扩大。移植物在关节内的替代和重塑形过程，已经在动物模型上进行了广泛研究。一些实验提示，移植物肌腱替代经历类似韧带化的过程。肌腱和隧道壁接触面之间死腔中的肉芽组织会被一层薄薄的纤维组织替代。在前3个月，这层纤维组织变得致密，移植物的腱性部分会完全黏附于隧道壁上，在这段时间内，纤维组织发生对骨的重塑形]。因此，移植物与骨之间在完全黏附前又有一个相对弱的过渡期。影响因素有移植物向关节内的生长缺乏，隧道内的固定强度和长度不足，过早进行膝关节活动(包括激进康复计划和依从性较差的患者)，移植物和隧道之间的不匹配(矩形移植物在圆柱形的隧道里)。这就是重建术后最初3个月内最容易发生隧道扩大的原因，之后隧道扩大逐渐趋于稳定。
(二)激进的康复计划
在过去几年中，ACL重建术后的康复程序有很大的改变。Shelbourne和Nitz 在1990年描述了他们的“激进康复计划”定义：即术后完全负重，早期无限制的关节活动度，伸直位时增加肌力的训练，早期恢复体育活动(4"6个月)。这在过去几年中确实使关节僵硬和关节活动度减少(特别是伸直障碍)的发生率降低，同时也减少患者术后膝前痛的发生率。它在降低术后并发症与改善膝关节功能方面确有显著意义。
然而，激进康复计划也有不利的方面，激进的康复锻炼会使肌腱和骨隧道之间产生微动，甚至因为移植物与隧道之间的运动过度而使腱骨不愈合。这在胭绳肌腱重建ACL组中更为突出。动物实验研究显示重建术后腱骨之间的愈合至少需要8-12周的时间。所以，移植物和隧道之间的移动(“雨刷”效应和“蹦极”效应)会妨碍和延缓腱骨愈合进程。
许多研究显示，骨隧道扩大往往在ACL重建术后的最初3个月内发生，进展较快，更为重要的是此时胫骨隧道内充满致密的纤维组织。这些都发生于移植物和骨隧道匹配之前，因此，移植物在激进的康复过程中会增加应力，影响愈合。现在有重归传统康复程序的趋势。
(三)挤压螺钉固定
在行ACL重建手术时，挤压螺钉和移植物加起来的直径通常会比骨隧道本身的直径大，尤其在胫骨干骺端的松质骨隧道内。Buelow等报告挤压螺钉的旋入，不仅挤压了隧道内的移植物，更使隧道的本身也扩大。移植物在松质骨隧道内强劲的挤压固定作用也增加了隧道扩大的可能。
(四)移植物位置不合适
一些研究证实在ACL重建术中不适当的胫骨隧道定位与骨隧道扩大的发生有相当高的相关性。Zij等指出过于靠前的胫骨隧道定位会导致发生更多的骨隧道扩大，主要是移植物张力增加，这种张应力增加主要集中在隧道的人口处，从而发生隧道骨溶解。研究还指出靠前的移植物定位会使移植物在伸膝时与髁间窝产生撞击，导致移植物应力增加，延缓移植物与骨隧道匹配的进程，移植物磨损，甚至导致移植物断裂、手术失败。Segawa等得出结论：股骨隧道扩大的一个主要因素是股骨隧道的定位和角度。一个尖锐的股骨隧道角可以增加股骨隧道前缘的机械应力。“雨刷”效应也增加了因隧道位置不当带来的移植物张力不断改变的可能。
二、生物性因素
(一)同种异体移植物
骨隧道扩大在使用同种异体移植物组织重建ACL的病例中有较高发生率，其发生机制可能包括移植物宿主的免疫排斥。早期研究报告揭示同种异体组织重建会降低远期临床结果。过去常用的灭菌方法是使移植物出现此不良结果的主要原因。Jackson等报告7例行同种异体移植物重建ACL的患者，这些同种异体移植物均使用乙炔氧进行灭菌。所有患者均经历持续性的滑膜炎并且有严重的炎症反应，最终只能去除同种异体移植物。
一项回顾性研究显示使用同种异体移植物相对于自体组织，骨隧道溶解扩大的发生率更高。Fahey等8 进行一项影像学研究，比较术后1年自体髌腱和同种异体髌腱移植物，所有移植物在股骨端和胫骨端均使用界面螺钉挤压固定，结果显示自体移植物骨隧道扩大的发生率与同种异体移植物差异有统计学意义。但是临床结果并没有显示不利的影响，可能因随访时间不够长。Linn等报告用不带跟骨块的冷冻新鲜跟腱以螺钉固定股骨端和胫骨端，研究表明绝大多数隧道扩大，然而临床上移植物仍稳定。
当然，也有一些研究表明同种异体移植物和自体组织移植物在骨隧道溶解扩大方面并没有太大差异。Schuhe等在一项回顾性研究中使用自体和同种异体髌腱移植物，有证据表明胫骨隧道确实扩大，但是差异无统计学意义。另一篇回顾性研究也显示这两组在骨隧道扩大方面没有差别。另外，动物实验也没有证据显示使用新鲜同种异体移植物产生免疫反应和炎症反应。根据目前的一些文献报道还无法得出同种异体移植物较自体组织移植物在骨溶解及骨隧道扩大上风险增加的结论。
(二)细胞因子和滑液
几项研究显示在ACL损伤患者中，某些细胞因子和滑液水平发生改变舯]。巨噬细胞有能力释放细胞因子和其他炎症调节因子。高水平的细胞因子可以刺激破骨活动，导致骨吸收。经常被提到的细胞因子包括白细胞介素1(IL一1)、IL一6、IL一8、肿瘤坏死因子和前列腺素E2。这些炎症因子在ACL重建术后可能对骨溶解及后期骨隧道扩大有显著意义，连同ACL损伤所造成的急性创伤、移植物坏死、钻头钻取骨隧道时造成的骨坏死所释放的炎症细胞因子，会损害膝关节内部环境。
在正常滑液里存在低水平的细胞因子和高浓度的IL一1受体拮抗剂蛋白，这些因子对关节软骨起保护作用。当韧带断裂后，IL和肿瘤坏死因子急剧增加，伴随骨挫伤和半月板撕裂，这些细胞因子水平可能随时间延长而减少、稳定或者升高，但IL一1受体拮抗剂蛋白随之发生衰减。这些细胞因子对软骨的保护功能也丧失。MRI研究显示滑液一般侵袭于移植物与骨隧道之间，骨隧道受到滑液内某些高水平细胞因子的影响，最终导致骨隧道溶解或扩大。
(三)移植物肿胀和压力效应
移植物肿胀也可能促进骨隧道的扩大。Jansson等在山羊模型重建ACL的研究中发现，无论用自体移植物或同种异体移植物，重建的ACL在横断面MRI上平均胀大了50%以上，而且在重建术后6个月内仍然十分明显。人ACL重建术后MRI研究也显示移植物肿胀，但未到如此程度，平均胀大12%t 。因而，移植物的肿胀对骨隧道壁产生压力效应，引起局部细胞因子产生、细胞坏死和随后的骨吸收。移植物的固定无论使用金属或可吸收界面螺钉，都会在其接触面产生局部炎症反应而导致细胞坏死及随后的骨隧道扩大。
(四)骨隧道扩大的时间与形态
有研究表明骨隧道扩大在术后最初的3个月内尤为明显，术后3个月~2年改变较小钳忍删。骨隧道的扩大在X线片上有不同的形状，Klein等研究了29例采用横穿针固定四股胭绳肌腱移植后骨隧道扩大的类型，可分为圆锥形、囊形、腔隙形、线形4种。骨隧道扩大的形状及程度与固定物和关节面之间的距离有关。骨隧道变宽和形状的改变也是多因素作用的结果。
(五)骨隧道扩大与ACL翻修重建手术
ACL重建术后骨隧道扩大和溶解确实存在并被许多文献所证实。但是还没有确切证据显示该现象在短期内会对临床结果产生严重影响，是否增加远期潜在的膝关节松弛、失败率仍须进行大样本观察。骨隧道扩大的存在仍使翻修手术更为复杂和困难。这里所说的复杂和困难包括两个方面：分阶段重建和附加手术操作带来的额外费用。分阶段重建包括以下两步：第一步为移植物和固定物的去除，移植物隧道清创，隧道骨移植；第二步为ACL重建翻修术。ACL重建的翻修术须在移植骨与隧道融合之后进行，即骨移植和延迟的韧带重建。骨移植可以给翻修的移植物提供适当的位置和牢靠的固定基础。翻修手术后膝关节的松弛度与初次手术相比会增大。因为进行了多次手术，半月板及关节软骨等附加结构的远期损伤风险增加，手术效果受到影响。所以避免骨隧道扩大很重要。手术医生必须了解骨隧道变宽的原因并在ACL重建时将此类风险降至最低。
三、小结
综上所述，ACL重建术后骨隧道扩大的确切原因仍不明确。机械性因素和生物性因素都可以解释骨隧道扩大，但更为可能的是多因素共同作用的结果。可能的机械性因素包括：不适当的骨隧道定位、移植物骨隧道内固定远离关节面、移植物与隧道壁之间的微动，这些都会增加移植物在骨隧道内的应力，影响腱骨之间的愈合。而增加移植物在骨隧道内的长度，增加移植物与骨隧道壁的接触面积，靠近关节线固定移植物，选择合理移植物，确定隧道等长点等措施均可减少移植物的蠕变，降低重建韧带的失败率1 。移植物的解剖学固定可以减少机械性因素带来的不利影响，同时也可以限制骨隧道在滑液里的暴露。
许多潜在的生物学因素可以解释骨隧道扩大的原因。某些细胞因子可以直接或者间接对骨吸收产生影响。ACL损伤或者手术后释放的细胞因子会导致骨溶解。细胞因子也可能与同种异体移植物的免疫反应、移植物肿胀和隧道内滑膜的炎症应答有关。相关MRI研究也显示滑液侵袭于移植物与骨隧道的界面之间]。因此，滑液中的某些细胞因子可以导致骨隧道的溶解和扩大。
研究表明自体移植物较同种异体组织较少产生骨溶解。适当的隧道定位被证实有较好的临床结果，术后的康复方法也要考虑到充足的移植物与骨的愈合时间。因此，手术技术的优化、移植物的选择、移植物的固定、移植物隧道的定位和康复计划都须被重新确认并熟练掌握。未来的研究方向是防止和减少骨隧道扩大现象的出现，并且评估骨隧道扩大与膝关节松弛度及韧带翻修手术临床结果的相互关系。
参考文献
1 Brown CH Jr，Carson EW．Revision anterior cruciate ligament surgery．Clin Sports Med，1999，18：109—171．
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