近年来，膝关节前交叉韧带损伤的发生率呈明显上升趋势^[1]。前交叉韧带损伤会导致膝关节力学失衡、运动轨迹异常、异常撞击增加，如不能及时治疗，不仅会引起膝关节功能紊乱^[2]，还会加速半月板、关节软骨等膝关节附属结构的损耗^[3]，最终导致膝关节功能出现不可逆损伤。利用关节镜微创重建前交叉韧带具有切口小、对膝关节内环境破坏少、更快恢复膝关节运动功能等优点，已成为目前临床上广泛开展的术式。然而，目前研究多聚焦于如何提升前交叉韧带肌腱移植物的初始固定强度^[4]，对其转归过程中移植物蠕变所导致的力学性能丧失关注甚少。本研究采用缝线编织法对肌腱移植物预置高强度肌腱线，以分散部分张力、保护肌腱移植物、预防蠕变松弛，并进行生物力学验证。

Ultrabraid^TM 2号高强度肌腱线（美国Smith & Nephew公司），Ethibond Excel^TM 2号缝线（美国强生公司），ElectroPuls E10000动态生物力学试验机（美国Instron公司）。

根据Wilhelm等^[5]的研究，猪的性别对肌腱生物力学强度没有明显影响，但是在肌腱损伤后的炎症反应及愈合病理过程中，性激素水平会产生一定影响，宏观表现为愈合时间、愈合强度存在差异。根据Zhang等^[6]的研究，6个月龄的幼年猪可作肌腱生物力学研究的可靠供体。因此，本研究选取不限雌雄、月龄6~7个月的猪15只（由解放军总医院动物实验中心提供），取新鲜跟腱精细剔除残余的腓肠肌及其筋膜，注意避免损伤肌腱。根据Pownder等^[7]的研究，将制备好的标本保存于－20 ℃恒温恒湿冰箱内，以最大程度保留其力学性能。通过设计实验流程，保证各组标本冰冻保存时间一致，以降低冰冻时间差异所造成的误差。

统一修整各组肌腱移植物，将其修剪为直径8 mm、长12 cm；移植物游离端采用2号缝线编织缝合约3 cm，最终得到30个肌腱移植物标本，编号后放入－20 ℃冰箱保存。将30个肌腱移植物标本按照随机数字表法分成3组，分别为对照组、2股缝线置入组及4股缝线置入组，每组10个。对照组肌腱移植物不予缝线置入，2股缝线置入组肌腱移植物内预置1根2号高强度肌腱线（肌腱对折后为2股），4股缝线置入组肌腱移植物内预置2根2号高强度肌腱线（肌腱对折后为4股）。具体操作如下：应用预张力平台以10 N的牵引力预张肌腱移植物标本，2股缝线置入组的标本采用半月板缝合针纵行穿入1根2号高强度肌腱线，选取标本截面中心为进针点，进针时时刻注意入针方向，使其与标本长轴平行，将2号高强度肌腱线植入移植物内部；4股缝线置入组肌腱移植物标本采取相同办法置入2根2号高强度肌腱线（图 1）。

图 1 肌腱移植物内置入2股2号高强度肌腱线（箭头所示）

首先对肌腱移植物标本进行预张（牵引力20 N、10 min），2股缝线置入组及4股缝线置入组需在预张后将置入的缝线与肌腱两端编织尾线各自相互打结固定（图 2A）。然后将标本安装于动态生物力学试验机，两端用专业夹具固定，夹具间肌腱长度调整为3 cm（图 2B），上端采用悬吊固定，下端为挤压固定。安装完成后首先进行20轮预负荷（牵引力0~50 N），然后进行3 000轮疲劳测试（牵引力50~250 N），频率均设定为1 Hz。最后以5 cm/min的恒定速率牵拉至标本失效。实验全程以20 Hz频率记录牵引力及对应的位移，预负荷后夹具间肌腱距离定义为初始长度，疲劳测试后夹具间肌腱距离定义为终末长度，两者差值为松弛度。松弛度达到5 mm时，两夹具间的牵引力为失效载荷。

图 2 肌腱移植物标本的固定 A：预置缝线末端外科结固定；B：标本固定于动态生物力学试验机.

提取3组标本第1、100、500、1 000、1 500、2 000、2 500、3 000次疲劳测试时的数据，以及最终失效试验中的位移与牵引力变化。本研究为相同操作人员使用相同实验器械并在相同条件下完成。所有指标均由动态生物力学试验机测量并记录。

采用SPSS 19.0软件处理数据。计量资料服从正态分布、方差齐，以x±s表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用Dunnett-t检验或Student-Newman-Keuls q检验。检验水准（α）为0.05。

由表 1可见，在第1、100、500、1 000、1 500、2 000、2 500、3 000次疲劳测试后，3组肌腱移植物的松弛度差异均有统计学意义（均P＜0.001）；两两比较结果显示，2股缝线置入组、4股缝线置入组各次疲劳测试后肌腱移植物的松弛度均小于对照组，且4股缝线置入组松弛度小于2股缝线置入组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。对照组、2股缝线置入组、4股缝线置入组肌腱移植物的失效载荷分别为（419.362±67.791）、（668.753±159.683）、（876.575±78.171）N，3组之间差异有统计学意义（F＝46.361，P＜0.001）；两两比较结果显示，2股缝线置入组、4股缝线置入组肌腱移植物的失效载荷均高于对照组，且4股缝线置入组失效载荷高于2股缝线置入组，差异均有统计学意义（均P＜0.001）。

表 1 (Tab 1)

表 1 各组肌腱移植物在不同次数的疲劳测试后生物力学指标比较  mm, n＝10, x±s 组别 1次 100次 500次 1 000次 1 500次 2 000次 2 500次 3 000次 对照组 1.948±0.384 2.804±0.326 3.246±0.314 3.339±0.411 3.468±0.441 3.529±0.427 3.592±0.446 3.674±0.482 2股缝线置入组 1.530±0.20* 2.036±0.22* 2.219±0.25* 2.301±0.23* 2.427±0.25* 2.525±0.22* 2.545±0.28* 2.586±0.24* 4股缝线置入组 1.245±0.242>*△ 1.628±0.213>*△ 1.733±0.310>*△ 1.835±0.416>*△ 1.882±0.583>*△ 1.934±0.580>*△ 1.943±0.658>*△ 1.954±0.769>*△ F值 18.041 41.184 59.624 65.154 66.384 71.682 68.275 71.781 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 *P＜0.05与对照组比较；△P＜0.05与2股缝线置入组比较.

表 1 各组肌腱移植物在不同次数的疲劳测试后生物力学指标比较

目前中国人民解放军海军第九七一医院行前交叉韧带重建术（anterior cruciate ligament reconstruction，ACLR）多采用自体腘绳肌腱，辅以少量腓骨长肌腱。研究表明，ACLR术后移植物转归会经历一系列复杂的病理生理变化，包括缺血期、微血管再生期、胶原重建期、纤维塑形期等，完整周期平均需要1年^[8]。在术后肌腱移植物转归过程中，移植物逐步开始蠕变、显微结构发生重大变化^[9]。在早期缺血期，移植物固有细胞发生大量坏死，导致其密度减低、显微结构向疏松转变、胶原纤维框架间开始产生大量间隙；第2个月开始进入微血管再生期，自体细胞与新生的微血管在细胞因子作用下，从关节液、韧带周围滑膜组织、前交叉韧带残端及腱骨界面不断侵蚀移植物，细胞增殖、微血管生长及胶原纤维的溶解和重建在术后平均6~8周将达到高峰，此时移植物蠕变最为严重，各项力学指标下降明显。在此阶段，一般日常运动和功能锻炼所引起的张力负荷，也可能造成肌腱移植物松弛失效^[10]。

Brophy等^[11]提出了相对保守的功能锻炼计划，ACLR术后患肢功能位石膏固定6周，术后3周可扶拐或在助行器辅助下下地行走，以避免患肢负重；术后4个月逐渐练习负重直至8个月开始脱拐行走。此方案强调较长时间的制动，以最大程度避免移植物在蠕变阶段受到负荷而松弛失效，一定程度上有利于腱骨愈合，然而长期制动会引起膝关节僵硬、肌肉萎缩、骨量流失及软骨退行性病变等不良后果。术后开展早期功能锻炼虽然可以获得更高的膝关节运动功能评分^[12]，但不能解决肌腱移植物转归蠕变时期松弛失效的问题。过早、过量、缺乏保护的功能锻炼反而会导致肌腱移植物损伤松弛，影响关节运动功能的康复。

当前临床采用的众多固定方法更关注腱骨界面的初始固定强度^[13]，针对肌腱移植物转归蠕变时期的保护尚处空白。为了在早期功能锻炼中保护肌腱移植物，本研究采用缝线编织法在肌腱移植物内预置高强度肌腱线，在转归蠕变期为其分散部分张力，提供一定程度的张力遮挡，增强肌腱移植物的力学性能，预防其损伤松弛。研究结果证实各次疲劳测试后2股缝线置入组和4股缝线置入组松弛度均小于对照组，失效载荷明显提高。此外，2股缝线置入组失效载荷的标准差与对照组和4股缝线置入组相比较大，说明其离散程度较大，考虑在缝线和肌腱2种不同材质组成的张力系统中，单线环构成的2股缝线可靠程度较差，不如双线环构成的4股缝线稳定性较好。

本研究的不足之处在于仅进行了离体生物力学研究，虽然研究结果显示置入高强度肌腱线可有效提高肌腱移植物的力学性能，但是在移植物复杂生理学转变过程中，缝线编织法在转归的不同阶段对移植物系统具体的力学影响，如缝线的张力遮挡效应会对纤维细胞的再生塑形产生怎样的影响，以及异物置入是否会对长期的腱骨愈合造成不良影响等^[14-15]，尚有待于进一步的动物实验和临床研究加以探讨。