重大發現：ACL斷裂的「自我修復」療法 | 好文推薦

來源 | 運動科學論壇（ID：vo2max），本文為"運動科學論壇"微信公眾號授權骨今中外發布。

文 |BOLT

一、導言

關於膝關節的故事還沒有結束，繼先前的報道《人體新發現：膝蓋里多了一條韌帶（猛戳查看原文）》發現在膝關節中的新韌帶―前外側韌帶（ALL）後，在前交叉韌帶（Anterior cruciate ligament, ACL）斷裂的治療中出現了重大創新和發現。

2016年3月，波士頓兒童醫院的醫生們研究出一種叫做「橋接增強修復」（Bridge-Enhanced ACL Repair，BEAR）的治療方法，可以讓前交叉韌帶實現自我修復。一旦這項技術成熟，其將人類進行了100年（1914年，俄國人Grekow使用遊離闊筋膜張肌重建ACL）的ACL重建技術完美顛覆，使之變為過去式，為眾多韌帶損傷患者帶來健康福音。

二、運動導致ACL斷裂

前交叉韌帶，又稱前十字韌帶，位於膝關節內，連接股骨與脛骨，主要作用是限制脛骨向前過度移位，參與維持膝關節的穩定性，使下肢能完成各種複雜和高難度的動作。前交叉韌帶斷裂的主要原因是運動損傷，約佔70%以上，因此患者以年輕人居多，國外有報道稱在16～39歲人群中ACL斷裂發病率為85/100000。

前交叉韌帶斷裂示意圖

前十字交叉韌帶撕裂是經常踢球、打籃球時遇到的問題。像羅納爾多、皮耶羅、歐文及中國的馬曉旭等著名足球運動員都遇到過此遭。當然有時長跑或越野時也會出現這樣的事情。通常一開始是不明顯的，這是慢性拉傷。這種情況是最容易被忽略的。另外一種就是急性的拉傷，伴隨著有拉斷前十字交叉韌帶撕裂的聲音，這一種情況很嚴重，但也容易恢復，因為你重視了。

關於ACL的功能，北京積水潭醫院、Girgis、Kennedy和 Hughston等研究較多，結果大致近似，但亦有些分歧。主要有四種：（1）限制脛骨前移；（2）限制過伸；（3）限制內外旋活動；（4）限制內外翻活動。ACL斷裂多為膝關節強力過伸或強力外展損傷的結果。在非負重下強力過伸可發生單純前十字韌帶損傷。膝關節過屈也可以發生前十字韌帶損傷。

即使是最強的運動員他們的膝蓋也會發出嘎啦嘎啦的響聲。這是前交叉韌帶(ACL)損傷造成的，膝蓋中的韌帶將上下腿骨連接在一起，運動員或非運動員都可能受到損傷，長期將會導致關節炎。

三、ACL重建技術

公元129年，一名叫Claudius Galen的希臘人第一次詳細地描述了前交叉韌帶，這名羅馬大帝的御醫將其稱為「Genu Cruciata」。所以說人類對前交叉韌帶認識的歷史與千年文明是同步的。目前，前交叉韌帶斷裂後最常見的治療是進行ACL重建手術。而ACL的重建也有上百年的歷史，它始於1914年，俄國人Grekow使用遊離闊筋膜張肌進行的首例重建ACL成功。

由於ACL斷裂後，無法自我癒合，且縫合治療無效，必須進行一種叫「前交叉韌帶重建」的手術。每年外科醫生要對100000名以上的ACL患者實行ACL重建手術。所謂重建，就是重新再做一條前交叉韌帶來代替病人原來的韌帶。手術原理其實很簡單，在膝關節的股骨端和脛骨端分別鑽骨孔(骨隧道)，然後將韌帶的替代品引入關節內，在適當的位置將新韌帶固定在股骨端和脛骨端，這樣就完成了手術。韌帶替代品有自體肌腱、異體肌腱、人工韌帶。

遺憾的是，因其癒合能力差，前交叉韌帶斷裂無法行一期修復。所以，目前治療前交叉韌帶斷裂的最佳治療方案是手術重建。而成功重建前交叉韌帶最關鍵的步驟之一，就是良好的固定移植物，使其穩定持久的發揮功能。因此也可以這樣說，前交叉韌帶重建術的歷史，即是移植物固定技術發展的歷史。

縱觀整個前交叉韌帶的治療歷史，主要集中在移植物的選擇和固定方式的改進，從最初的絲綢、闊筋膜到現在的人工韌帶、髕韌帶、腘繩肌腱、股四頭肌腱等，從最初的直接縫合至骨膜、嵌壓固定、錨定固定到現在的擠壓固定、懸吊固定，前交叉韌帶一直在最求最牢固的初期固定，最接近交叉韌帶本身結構的移植物材料和最自然的生物力學的恢復。

在重建前交叉韌帶的手術中，一般是重建一條前交叉韌帶，也被稱為「單束重建」，還有同時重建兩條的，叫做「雙束重建」，後者手術過程較複雜，病人花費也會明顯增多，但有學者認為雙束重建更接近正常的解剖和生理情況，因此手術效果比單束重建好。現代醫學開發出各種各樣五花八門的前交叉韌帶重建技術，包括等長重建技術、解剖單束重建技術、解剖雙束重建技術等幾大類方法。

前交叉韌帶斷裂重建術3D解析

雖然目前的技術還不能達到百分之一百的理想的個性化解剖重建，但臨床上已經有超過90%的患者術後能恢復到傷前的運動水平，相信隨著技術的進步，人類終有一天能完美再現人體本身原有的前交叉韌帶的結構，達到100%的解剖重建。

四、ACL橋接增強修復（BEAR）技術

2016年3月24日，《Popular Science》網站報道，波士頓兒童醫院的醫生們一直在研究一種叫做「Bridge-Enhanced ACL Repair」（BEAR）的治療方法，可以使ACL自我修復。目前，現在他們公布了第一次臨床實驗的結果。

Bridge-Enhanced ACL Repair（BEAR）示意圖

BEAR治療方法是將ACL兩個破碎的部分用海綿狀物質連接起來充當橋樑（由蛋白質構成），蛋白質支架上覆蓋著病人的自身的血液，以減少排斥反應。隨著時間的推移，ACL會重新生長出來，並且通過這座橋連接起來。

BEAR的優點是，它不需要進行第二次的肌腱移植，可以保存病人更多的ACL組織，降低進一步損害的可能性。

Bridge-Enhanced ACL Repair（BEAR）視頻 I

在第一次的研究中，研究人員將BEAR植入ACL損傷時間不超過一個月年齡在18到25歲的10名患者中。他們還需要讓斷裂的十字韌帶懸空幾毫米，這樣海綿體才能將它們連接起來。其餘情況相似的10名病人接受ACL重建手術。

手術後的幾個月，兩組病人的恢復速度大致相同，整個過程花費幾周甚至幾個月。但那些接受「橋接法」治療的患者，韌帶恢復力量的速度更快，並且沒有發生感染或膝蓋僵硬的跡象。一年後，研究人員在複檢中驚奇地發現，實驗組的10名病人竟全部被治癒，超出了預期。

Bridge-Enhanced ACL Repair（BEAR）視頻 I I

研究人員透露，在過去，前交叉韌帶損傷的治療關鍵在於如何使患者的肌腱長期固定，傳統重建手術的治療效果最多保證5年。現在「橋接法」卻能使受傷韌帶自行癒合，雖然手術難度增加，但效果顯然更好。研究人員對實驗結果感到欣慰之餘，還表示接下來他們還將在100名患者身上進行類似的植入式治療實驗，他們希望在今年夏天就能開始實驗。。一旦成功率得到保障，「橋接法」的推廣將勢在必行，為眾多韌帶損傷患者帶來健康福音。

BEAR這種新的修復損傷的ACL技術，可以通過刺激受損的ACL使其自我修復。其ACL損傷及這種新技術的程序共有七個步驟：

1、The ACL is one of four major ligaments in your knee. ACL injuries most commonly occur during sports that involve sudden stops, jumping or changes in direction — such as basketball, soccer, football, tennis, downhill skiing, volleyball, and gymnastics.

2、An injury happens when the ACL tears, sometimes severing completely. For a severe ACL injury, treatment requires surgery to replace the torn ligament, followed by rehabilitation.

3、The current treatment to repair the torn ligament is ACL reconstruction. A surgeon must remove the torn ACL and replace it with a tendon graft.

4、In the new procedure, a surgeon starts by placing sutures to stabilize the ACL and the knee. Then, a sponge made of special proteins is moved into the gap between the ends of the ACL, providing a bridge for the ligament to grow into.

5、Blood drawn from the patient is added to the sponge to create an environment for a blood clot to form. This jump-starts the healing process.

6、The surgeon uses the sutures to pull the torn ends of the ACL into the sponge.

7、Over the next six to eight weeks, the ends of the torn ACL grow into the sponge until they reconnect. The healing tissue ultimately replaces the sponge.

五、後記

在運動較多的年輕人群中， 急性前交叉韌帶（ACL）撕裂傷是一種常見並且嚴重的膝關節損傷。急性前交叉損傷可能導致不理想的膝關節功能、運動能力的降低以及膝關節相關生活質量的下降。許多前交叉韌帶撕裂的患者，由於沒有進行相應治療，從而發展成為膝關節骨性關節炎。但是對於ACL撕裂傷的治療，選擇損傷早期的ACL重建還是延期的ACL重建，一直存在爭議。

瑞典隆德大學Frobell等進行了一項前瞻性隨機對照研究，對比了早期ACL重建並康復鍛煉與先進行康復鍛煉並延期選擇性ACL 重建兩種治療策略的5年隨訪臨床療效。在這項高質量的隨機對照研究中，其結果鼓勵臨床醫生和年輕的患者在前交叉韌帶急性損傷後，應首選康復鍛煉。這對後期進行經典的ACL重建，還是橋接增強修復（BEAR）治療都是有利的。

參考文獻：

Hanse H Paessier, et al. History of ACL graft fixation techniques[j]. Techniques in Orthopaedics. 2013, 28: 120 -125.

Richard B Frobell, Harald P Roos, Ewa M Roos, Frank W Roemer, Jonas Ranstam, L Stefan Lohmander.Treatment for acute anterior cruciate ligament tear: five year outcome of randomised trial[J].BMJ, 2013, 346:f232.

http://www.popsci.com.au/science/medicine/spongy-implant-may-provide-treatment-for-acl-tears,417397#rd?sukey=ecafc0a7cc4a741bd88f5baf0537e530b1b86be24baaed3e992b0b5fac8bfe2fdd88b677a1f1403a4c593042957a149a[EB/OL].2016-04-10.