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一、背景与目的膝关节后外侧角(posterolateral corner,PLC)是膝关节最为复杂的结构之一,随着交通事故、激烈的竞技体育运动的不断增加,PLC损伤的发病率日益升高。近年来,人们逐渐认识到PLC对维持膝关节稳定具有重要意义,PLC防止膝关节内翻、胫骨外旋的功能是前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)、后交叉韧带(posterior cruciate ligament,PCL)成功重建修复的保障。只有更加仿真地模拟生理PLC解剖结构和力学特性进行重建,才能够最大程度恢复PLC的生物力学功能,最终达到满意的效果。PLC重建术发展过程经历了非解剖重建到部分解剖重建,再由部分解剖重建到目前的解剖重建,但目前各种重建方法没有一个统一标准,临床疗效也存在争议,尚需对其进行深入研究。由LaPrade和Bicos新近提出的PLC重建方法均为解剖重建,均采用游离肌腱重建,且均保持了膝关节后外侧其他结构的完整性,推测其能较好的恢复PLC的生物力学效能,维持膝关节的稳定性。但这两种方法在重建PLC时重建韧带数量不同,重建韧带止点位置不同。目前尚缺乏这两种重建方法的生物力学对比研究,因此本研究采用尸体标本这对这两种重建方法进行生物力学研究,评价两种方法对恢复膝关节稳定性的作用,为临床治疗PLC损伤提供理论依据。二、方法准备8具新鲜成人尸体正常膝关节标本(股骨端、胫骨端各保留20cm长度并附带有完整的软组织)。将完整膝关节的股骨端及胫骨端固定于生物力学实验机上,股骨端固定,分别在膝关节屈曲0°、30°、60°、90°位通过旋转器对胫骨远端施加5N·m内外翻扭矩(力矩2cm,扭力250N)和5N·m的内外旋扭矩(力矩2cm,扭力250N),测量胫骨内翻和外旋角度。然后选择性切断外侧副韧带(lateral collateral ligament,LCL)、腘肌腱(popliteus tendon,PLT)、腘腓韧带(popliteofibular ligament,PFL)建立Ⅲ度PLC损伤模型,再次采用同样方法测量胫骨内翻角度和外旋角度。采用自体半腱肌肌腱、股薄肌肌腱以LaPrade的方法进行了膝关节后外侧角重建(重建外侧副韧带、腘腓韧带、腘肌腱),采用自体半腱肌肌腱以Bicos的方法进行了膝关节后外侧角重建(重建外侧副韧带、腘腓韧带),每次重建后均采用同样的方法测量胫骨内翻角度和外旋角度,所得的结果进行统计分析,并绘制图表。三、结果1.完整膝关节屈膝0°位时胫骨内翻角度最小,平均为3.26±0.61°,屈膝30°时内翻角度达到最大,平均为4.73±0.94°,随后随着屈膝角度增大,胫骨内翻逐渐减小。完整膝关节屈膝30°时外旋角度达到最大,平均为12.64±0.94°,随着屈膝角度增大,胫骨外旋角度逐渐减小。Ⅲ度PLC损伤模型中胫骨内翻角度较完整膝关节明显增大,在各屈膝角度与完整膝关节相比均有显著性差异(P<0.05),其中屈膝30°达到最大,平均为8.68±1.22°。Ⅲ度PLC损伤模型中胫骨外旋角度明显增大,在各屈膝角度与完整膝关节相比均有显著性差异(P<0.05),其中屈膝30°时达到最大,为20.58±2.11°。2.在所有屈膝角度上,两种重建术后胫骨内翻角度均明显改善,与完整膝关节相比无统计学差异(P>0.05)。在所有屈膝角度上,两种重建术后胫骨外旋角度均明显改善,与完整膝关节相比无统计学差异(P>0.05)。两种重建术在各屈膝角度上恢复胫骨内翻及外旋无统计学差异(P>0.05)。两种重建术后膝关节在各屈膝角度上胫骨内翻角度与完整膝关节虽无统计学差异,但仍大于完整膝关节,其中LaPrade方法分别在屈膝0°、30°、60°、90°位较完整膝关节增加了0.77±0.42°、0.75±0.65°、0.68±0.39°、0.48±0.52°,而Bicos方法分别增加了0.85±0.84°、0.74±0.57°、0.55±0.67°、0.40±0.23°。两种重建术后膝关节在各屈膝角度上胫骨外翻角度上与完整膝关节虽无统计学差异,但仍大于完整膝关节,其中LaPrade方法分别在屈膝0°、30°、60°、90°位上较完整膝关节增加了1.04±0.92°、1.57±1.30°、0.87±0.99°、0.78±0.97°,而Bicos方法分别增加了0.14±0.84°、0.27±1.25°、0.23±0.97°、0.68±0.84°。四、结论1.本研究通过对膝关节标本外侧副韧带、腘腓韧带和腘肌腱选择性切断,成功建立了单纯Ⅲ度PLC损伤模型;通过生物力学测量,结果显示Ⅲ度PLC损伤模型胫骨内翻及外旋均明显增加,证明膝关节后外侧角中外侧副韧带、腘腓韧带和腘肌腱是对抗胫骨内翻及外旋的重要生物力学结构,同时验证了Ⅲ度PLC损伤模型可靠性。2.本研究所建立的Ⅲ度PLC损伤模型保留了膝关节周围软组织,测量结果较以往的模型更加准确可靠,为下一步进行重建术及生物力学测量提供了良好的平台。3.本研究用依照LaPrade和Bicos方法进行了膝关节后外侧角重建并进行了生物力学对比研究,虽然重建的韧带数目不同、重建韧带止点不同,但两种重建术均能有效的恢复膝关节后外侧稳定性,与完整膝关节对比无显著性差异。4.在恢复膝关节稳定性上,LaPrade的方法与Bicos的方法相比较无显著性差异,然而LaPrade的方法需要显露胫骨上端后外侧,建立胫骨隧道,需要更多的移植物,需要多建一条韧带,重建PLC的平均时间较Bicos方法会增加,其操作上较为复杂,手术的创伤也相对较大。因此Bicos的方法较LaPrade的方法操作相对简单,组织创伤小,手术时间短等优点。5.给予相应扭矩时,两种重建术与完整膝关节在内翻和外旋角度上虽然无显著性差异,但无论在胫骨内翻角度还是外旋角度上均要略大于完整膝关节,意味着两种重建术仍可能存在潜在的内翻和外旋不稳。