第一部分 幼兔髌骨脱位对下肢扭转发育的影响目的:股骨滑车及髌骨发育不良被认为是髌骨脱位的危险因素,而动物实验证实早期髌骨脱位可导致股骨滑车及髌骨发育异常。下肢扭转力线异常同样被认为是髌骨脱位的危险因素。但是早期髌骨脱位对下肢扭转发育是否有影响,目前仍未见研究报道。下肢扭转包括有股骨扭转和胫骨扭转,而股骨前倾角（或后倾角）和胫骨扭转角分别为衡量上述二者的常用指标。因此,本研究通过观察幼兔髌骨脱位后,股骨前倾角或后倾角及胫骨扭转角的改变,旨在探讨早期髌骨脱位对下肢扭转发育的影响。方法:本研究纳入30只一月龄新西兰大白兔。实验组包括30只新西兰大白兔左侧后肢（30膝）,行髌骨外侧脱位手术。对照组包括30只新西兰大白兔右侧后肢（30膝）,未施行任何手术操作。于脱位手术结束即刻及兔子成熟时（手术后5个月时）对兔子后肢行CT扫描。应用三维重建技术,测量股骨前倾角或后倾角及胫骨扭转角。测量数据以均数±标准差表示,实验组与对照组比较采用独立样本t检验,应用SPSS 21.0软件行统计学分析,当P<0.05时,定义为差异有统计学意义。结果:于髌骨外侧脱位手术结束即刻,实验组和对照组股骨前倾角及胫骨扭转角比较差异没有统计学意义（P>0.05）。当大白兔成熟后,股骨颈一般在股骨后髁冠状面之后,呈股骨后倾。于手术后5个月,实验组的股骨后倾程度（股骨后倾角:-5.50±6.13°）较对照组股骨后倾程度（股骨后倾角:-10.90±4.74°）明显小,差异有统计学意义（P<0.05）;但是实验组胫骨扭转角（7.17±7.25°）和对照组胫骨扭转角（4.47±6.34°）相比,没有统计学差异（P=0.144）。小结:幼年新西兰大白兔髌骨脱位后可以导致股骨后倾的改变。所以早期髌骨脱位可能导致下肢扭转发育异常。此发现丰富了髌骨脱位的病理学,为髌骨脱位和下肢扭转力线异常带来了新的思考。第二部分 幼兔髌骨脱位对股骨滑车发育及其成骨水平的影响目的:髌骨脱位为儿童及青少年的常见疾病。髌骨脱位的病人时常伴随着髌股关节发育不良,同时动物实验证实了早期髌骨脱位可以引起髌股关节的股骨滑车发育不良,但其分子机制目前尚不明了。骨形成蛋白-2（Bone Morphogenetic Protein 2,BMP-2）通过增加成骨特异性转录因子RunX-2（Runt-related transcription factor 2,RunX-2）的表达,促进成骨基因的表达及细胞碱性磷酸酶（Alkaline Phosphatase,ALP）的分泌,从而使间充质干细胞向成骨方向分化。因此,BMP-2、RunX-2及ALP的表达与成骨水平密切相关。然而,早期髌骨脱位后,股骨滑车软骨下骨组织中是否存在成骨水平改变,而此改变是否与滑车发育有关,目前尚未见研究报道。因此,本研究通过应用幼年新西兰大白兔制做髌骨脱位模型,观察早期髌骨脱位后,股骨滑车形态及其软骨下骨组织中BMP-2、RunX-2及ALP表达的变化,以探讨髌骨脱位后股骨滑车发育不良的分子机制。方法:本项研究选用30只2月龄新西兰大白兔。实验组为左后膝（30膝）行髌骨外侧脱位手术,对照组为右后膝（30膝）未行任何手术。于手术后2周、6周和10周各处死新西兰大白兔10只。取双侧股骨远端行Micro-CT（Micro-computed tomography scanning,Micro-CT）,观察并测量滑车沟角度和滑车沟深度,及选定区域内的骨体积分数（Bone Volume Fraction,BV/TV）、骨小梁数目（Trabecular number,Tb.N）、骨小梁厚度（Trabecular thickness,Tb.Th）和骨小梁分离度（Trabecular Separation,Tb.Sp）,用免疫组织化学法检测滑车软骨下骨组织中的ALP、BMP-2、RunX-2的表达水平。取股骨滑车软骨下骨组织,采用逆转录-聚合酶链反应（quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction,qRT-PCR）检测BMP-2及RunX-2的表达水平。采用GraphPad PRISM 8.0软件行绘图及数据处理,测量数据以均数±标准差表示,两组间比较采用独立样本t检验,P<0.05表示差异有统计学意义。结果:①Micro-CT下观察及测量:髌骨外侧脱位手术后6和10周,与对照组相比较,实验组股骨滑车深度明显较小、而股骨滑车沟角明显较大（P<0.05）,同时实验组目标区域（Region of Interest,ROI）中BV/TV、Tb.N和Tb.Th明显减低,而Tb.Sp则显著增高（P<0.05）。髌骨外脱位手术后2周,上述指标两组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。②免疫组化、qRT-PCR检测:髌骨外侧脱位术后2和6周,实验组股骨滑车软骨下骨组织中BMP-2、ALP及RunX-2的光密度值（MOD值）均显著较其对照组低（P<0.05）,BMP-2、RunX-2 mRNA转录水平均明显低于其对照组（P<0.05）。但在脱位术后10周时,BMP-2、ALP和RunX-2的MOD值,BMP-2和RunX-2 mRNA转录水平两组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。小结:幼兔髌骨脱位后股骨滑车软骨下骨组织中成骨水平较低,与成骨相关的BMP-2、RunX-2及ALP的表达水平明显降低有关。这些可能与早期髌骨脱位后股骨滑车发育不良相关。第三部分髌骨脱位的儿童术后髌骨形态发育变化的临床研究目的:动物实验证实早期髌骨脱位可以导致股骨滑车及髌骨发育异常,且早期复位脱位的髌骨可改善股骨滑车发育。而临床上已验证早期髌骨复位治疗可有效改善发育不良的股骨滑车形态。但髌骨形态发育是否同样获得改善尚未见临床研究报道。本研究纳入行软组织手术矫正治疗的单侧复发性髌骨脱位的儿童患者,术前及随访时测量其髌骨形态指标,并与无髌骨不稳的对侧膝关节进行对比研究,旨在探讨复发性髌骨脱位的儿童患者行软组织手术矫正治疗后髌骨形态发育的改变。方法:本研究纳入了 2014年10月至2018年8月在我院因单侧复发性髌骨脱位行髌内侧支持带成型术或髌内侧支持带成型术联合外侧支持带松解术的儿童患者22例,平均年龄为9.9岁（7岁～12岁）。观察组为手术侧膝关节（22膝）、对照组为对侧无髌骨不稳症状的膝关节（22膝）。应用Kujala评分对手术前及手术后随访时的膝关节功能进行评估。应用髌骨外推恐惧实验对患者髌骨的稳定性进行评估。术前及术后末次随访时行双侧膝关节CT检查,对双侧膝关节术前及术后的髌骨横径、髌骨厚度、髌骨Wiberg角、髌骨倾斜角、髌股适合角、股骨滑车沟角和股骨滑车沟-胫骨结节间距进行测量,并计算髌骨Wiberg指数。统计学分析应用SPSS 21.0软件,将观察指标的计量资料以均数±标准差表示,观察组及对照组指标比较采用独立样本t检验,P<0.05为差异有统计学意义。结果:平均随访时间为28.0±3.3个月。在手术后的随访过程中,所有病人在体格检查中髌骨外推恐惧实验均为阴性,而手术前观察组髌骨外推恐惧实验均为阳性、对照组则均为阴性。在观察组,手术后的末次随访时髌骨倾斜角、髌股适合角及滑车沟角较其手术前明显减小（P<0.05）。观察组对比对照组,髌骨横径、髌骨厚度和髌骨Wiberg角在手术前及手术后的末次随访时差异均无统计学意义（P>0.05）。然而手术前,观察组髌骨Wiberg指数（0.74±0.06）较其对照组手术前髌骨Wiberg指数（0.64±0.04）明显增高（P<0.05）;但是末次随访时,观察组髌骨Wiberg指数（0.67±0.05）与其对照组髌骨Wiberg指数（0.65±0.04）相比较差异无统计学意义（P>0.05）。同时,在观察组中,手术后的末次随访时髌骨Wiberg指数比其手术前髌骨Wiberg指数明显减小（P<0.05）;而在对照组,手术后的末次随访时髌骨Wiberg指数与其手术前髌骨Wiberg指数比较差异无统计学意义（P>0.05）。小结:在骨骺未闭合且患有复发性髌骨脱位的儿童中,行软组织手术矫正有效治疗后,其髌骨形态发育可获得明显的改善。并且其股骨滑车沟角明显减小,有益于维持其髌股关节正常对合关系的稳定性。第四部分发育性髌骨脱位患者髌骨半隧道固定技术双束v.s.四束解剖重建内侧髌股韧带的临床研究目的:内侧髌股韧带重建为治疗复发性髌骨脱位的主要方法,重建韧带固定方法很多,但依然具有并发症多、复发率高和花费大的缺点。我们发明了一种髌骨内侧钻取半隧道,外侧打结的固定方法。此法保证了一定腱骨接触面积,髌骨骨量丢失不大,且髌骨侧没有内置物。本研究描述了髌骨侧两条半隧道的固定方式解剖重建内侧髌股韧带的方法。对应用此种方法行单根自体肌腱双束重建和双根自体肌腱四束重建的患者进行临床随访,并对随访结果进行对比研究,以评价两种重建内侧髌股韧带手术方法治疗发育性髌骨脱位的临床效果。方法:选择从2010年1月到2013年1月,我院收治的发育性髌骨脱位且符合纳入标准的患者纳入本项研究。采用随机数字表法分为两组,即双束内侧髌股韧带重建组（T组）和四束内侧髌股韧带重建组（F组）。两组患者均采用髌骨侧两条半隧道的固定方式,T组患者取自体半腱肌行单根肌腱双束内侧髌股韧带重建术、F组患者取自体半腱肌和股薄肌行两根肌腱四束内侧髌股韧带重建术。于术后1个月、12个月、24个月、36个月对患者进行随访。术前及术后均采用髌骨外推恐惧实验对髌骨稳定性进行评价。于手术前及术后采用膝关节Kujala评分、Lysholm评分对膝关节功能进行评估,并于术后36个月,行Crosby-Insall评级,并对患者主观感受以问卷的形式进行评价。在术前及术后1个月和36个月行膝关节CT检查,并测量髌骨倾斜角和髌股适合角以评估髌骨和股骨滑车的位置关系。除此之外,记录手术后随访过程中,髌骨再次脱位、髌骨骨折、膝关节感染和关节僵硬等病例。应用SPSS 21.0行统计分析,观察指标的计量资料以均数±标准差表示,组内术后观察指标与其术前比较应用配对t检验,组间比较采用独立样本t检验。计数资料以绝对值或百分比表示,组间比较采用卡方检验。当P<0.05时差异有统计学意义。结果:最终纳入统计学处理的T组38位患者（38膝）和F组38位患者（38膝）,手术后随访时间至少36个月。手术前患者的性别比例、手术时的年龄、患膝的左右侧比例等一般资料,两组间比较差异无统计学意义（P>0.05）。手术前患侧膝关节髌股适合角、髌骨倾斜角、Kujala评分和Lysholm评分两组比较间差异无统计学意义（P>0.05）。手术前患侧髌骨外推恐惧试验均为阳性,但在术后随访过程中均为阴性。组内比较:T组和F组于术后1个月及术后36个月患侧膝关节髌股适合角及髌骨倾斜角较其术前均明显变小（P<0.05）,并且术后36个月Kujala评分、Lysholm评分均较手术前显著提高（P<0.05）。患者主观感受调查问卷显示T组92%患者和F组97%患者均对手术效果满意。组间比较:手术后36个月时,F组患侧膝关节髌股适合角和髌骨倾斜角均较T组明显减小（P<0.05）,并且F组Kujala评分及Crosby-Insall评级优秀率均较T组显著提高（P<0.05）。同时,T组有30位（79%）患者和F组有37（97%）位患者认为症状有了明显的改善,T组中的28（74%）位患者及F组中36（95%）位患者认为自己可以恢复到术前运动水平,两组差异有统计学意义（P<0.05）。手术后所有患者均无髌骨脱位或半脱位发生,也未发现髌骨骨折或膝关节感染等并发症。小结:采用髌骨半隧道的固定方式,应用单根自体肌腱双束重建及双根自体肌腱四束重建内侧髌股韧带对于治疗发育性髌骨脱位都是安全的手术技术,同时获得了满意的临床随访结果。采用双根自体肌腱四束解剖重建内侧髌股韧带的方式,获得了比单根自体肌腱双束重建方式更好的临床结果和影像学结果,或许是髌股韧带重建更好的手术方式。结论:幼兔早期髌骨脱位后可导致下肢扭转发育异常及股骨滑车发育不良,并且股骨滑车发育不良与其软骨下骨组织成骨水平降低有关。临床上,对复发性髌骨脱位儿童早期行软组织矫正手术治疗可明显改善其髌骨乃至股骨滑车的形态发育;这些研究显示早期髌骨脱位及治疗对下肢生长发育的影响,提示我们髌骨脱位是一种发育性疾病。目前针对髌骨脱位最常用的手术方式为内侧髌股韧带重建手术。通过对行该术式的发育性髌骨脱位病人临床随访,采用双根自体肌腱四束解剖重建内侧髌股韧带较单根肌腱双束解剖重建可获得更好的临床效果,或许是更好的手术方式。