肌腱粘连是肌腱损伤修复术后常见的并发症,其治疗棘手,是临床上亟待攻克的难题之一。
肌腱粘连与肌腱愈合之间有着非常重要的联系,粘连的形成主要是内源性愈合因素和
外源性愈合因素不平衡的结果。根据粘连的性状和来源组织分为:疏松粘连、中等致密粘连、致密粘连。肌腱损伤粘连表现为关节主动伸屈活动受限,被动活动手指时可以触及紧张的肌腱条索。一般治疗适用于粘连程度较轻的肌腱粘连,治疗方法包括理疗、体疗等功能训练。肌腱松解术是处理肌腱粘连,改善肌腱滑动功能的有效手段。药物治疗包括:
抗炎药药物、抗氧化应激药物、TGF-β 抑制剂、抗代谢药物有血管紧张素转换酶抑制剂、雷帕霉素、5-
氟尿嘧啶等以及中医药。
减少粘连发生的主要包括提高损伤肌腱的缝合技术,术后康复的主要目标是预防腱周粘连和关节挛缩,保护肌腱修复后的完整性,提高被修补肌腱的拉伸强度。在修复肌腱和周围组织时,放置物理和机械屏障通过阻断
外源性愈合,限制修复肌腱和腱鞘之间的接触,减少修复肌腱与周围组织的粘连。使用的化学试剂中包括局部皮质类固醇、
氢水和5-尿囉喘等,中药熏洗也可以有效预防肌腱粘连。
分类
根据粘连的性状和来源组织将粘连分成3类:
疏松粘连
来源于皮下组织,粘连疏松,有较大移动性。粘连一般仅侵犯到肌腱外膜,腱内
胶原蛋白纤维束排列整齐,肌腱愈合良好。
中等致密粘连
来源于腱鞘、骨膜、掌侧板或肌腱本身,粘连呈中等致密度,有移动性,但较局限。粘连侵犯到肌腱实质浅层,肌腱可以愈合,但欠满意。
致密粘连
来源于骨组织,为致密组织,移动性十分轻微或无移动性。粘连侵犯到肌腱的实质之中,使愈合受到较大影响。
发生于手指肌腱掌侧的粘连为疏松粘连或中等致密粘连,而发生于手指屈肌腱背侧的粘连为中等致密粘连或致密粘连。指伸肌腱周围的粘连多为中等致密粘连,
手掌区指屈肌腱或前臂指屈肌腱发生的粘连多为疏松粘连。发生于腕管内的粘连产生于肌腱与肌腱之间或肌腱与腕横韧带之间,多为中等致密粘连,而发生于腕背侧指伸肌腱支持带之下,烧骨下端背侧表面的为中等致密或致密粘连。儿童患者形成的粘连明显比成人疏松。
病因
肌腱在组织学上属于是致密结缔组织,主要由平行排列且致密的
胶原蛋白纤维束构成。弹性蛋白、胶原蛋白、糖蛋白基质是肌腱的主要成分。血供、滑液、淋巴液等是肌腱主要的营养来源。1905年Wollenberg和1907年Anat等发现肌腱存在血液供应。1906年Mayer提出:骨膜血管延续为肌腱连接处的血管,表明血液是供给肌腱营养的重要途径之一。Lundborg等通过一系列动物实验,证实滑液可以进入肌腱并营养肌腱,认为滑液的扩散也是营养肌腱的重要途径。1974年Laventieva、1975年Nadeidin、1985年Guercoemov的研究结果分别证实肌腱内部的淋巴系统直接供应给肌腱营养。
肌腱在修复过程中,间充质
细胞逐渐分化腱膜外细胞和固有肌腱细胞,通过腱外膜细胞增殖而愈合的肌腱所产生的
胶原蛋白纤维十分紊乱,这种修复方式是发生肌腱粘连的病理基础。而通过固有肌腱细胞的增殖而愈合的肌腱纤维排列更加规则,纤维互相穿插,形成牢固的连接。以往的观念认为肌腱的愈合是
外源性愈合,通过周围肉芽组织和血管的长入来营养肌腱,外源性愈合的过程就是肌腱粘连的过程。所以肌腱在愈合过程中不可避免的发生粘连。
形成机制
形成的病理过程
肌腱损伤修复手术后,肌腱愈合过程可分为三个连续且互相重叠的阶段:炎症期(术后1~7d)、增殖期(术后3~14d)和重塑期(术后10d以后),各时期持续时间取决于肌腱损伤程度。传统观点认为,肌腱损伤后主要通过两条途径达到愈合:内源性愈合和外源性愈合。内源性愈合主要通过肌腱内肌腱
细胞在滑液的营养供应下进行自身增殖及生成基质,这种愈合方式有利于提高愈合后肌腱的机械强度,降低肌腱粘连的严重程度。
外源性愈合则通过损伤周围的腱鞘和皮下组织中的成纤维细胞迁移至受损肌腱处形成肉芽组织来覆盖损伤肌腱,这种愈合方式也会引起肌腱周围粘连组织形成。
近年学者们发现,肌腱损伤后肌腱表面细胞在粘连组织形成中发挥重要作用。Cadby等研究马屈肌腱
细胞群发现,与肌腱内部细胞相比,肌腱表面细胞的迁移和增殖速度更快,并且更容易向肌成纤维细胞分化。另外,肌腱基底膜损伤后,肌腱表面细胞分泌的Ⅳ型
胶原蛋白、层粘连蛋白和纤连蛋白增多,而这些蛋白在粘连组织中均有表达。Best等发现,肌腱表面
细胞更易于迁移至损伤区域,并且能快速增殖,从而形成痕组织。由此推断,肌腱表面细胞具有维持正常肌腱连续性以及促进肌腱粘连的双重效应。因此,在肌腱愈合过程中,干扰肌腱表面细胞的增殖将有利于减少肌腱粘连形成。
肌腱内部细胞亚群的作用
肌腱内部细胞具有异质性,可根据其细胞标志物不同分为数个细胞亚群,如转录因子scleraxis(Scx)阳性细胞、钙结合蛋白S100a4阳性细胞等。
在肌腱愈合的增殖期,Scx阳性肌腱
细胞可自肌腱内部迁移至损伤处,形成排列整齐的细胞桥,为随后的肌腱再生提供骨架,提示Scx阳性肌腱细胞在内源性愈合中具有关键作用。Sakabe等研究发现,Scx
基因敲除小鼠的肌腱损伤部位,细胞外基质沉积减少,紊乱的Ⅲ型
胶原蛋白不能向有序的Ⅰ型胶原转化,肌腱愈合强度较正常小鼠下降,且肌腱粘连程度增加。
S100a4阳性细胞则定位于损伤肌腱周围的不规则瘢痕组织中。Ackerman等利用S100a4基因敲除小鼠构建肌腱损伤模型,进一步的实验发现,与对照组相比,S100a4基因敲除小鼠损伤区域中巨噬细胞和肌成纤维细胞数量均明显减少,肌腱愈合后的活动范围与力学强度均得到改善。因此,他们认为S100a4阳性
细胞有望成为防治肌腱粘连的新靶点。
相关因子及信号转导通路
肌腱粘连形成相关的
细胞因子及信号转导通路的研究主要涉及以下几类:转化生长因子(TGF)β,基质金属蛋白酶(MMP),环氧化酶(COX)2/前列腺素E(PGE)/前列腺素4型受体(EP4)信号转导通路,核因子κB(NFκB)等。
TGFβ是肌腱粘连形成的病理过程中得到最广泛研究的细胞因子。肌腱愈合的炎症期,迁移至此的巨噬细胞释放TGFβ,对肌腱细胞的增殖与重塑产生影响。首先,TGFβ与成纤维细胞表面的TGFβ受体结合,使
细胞质内的Smad3蛋白磷酸化,并进入
细胞核调控靶基因表达,继而促进细胞增殖并使其向肌成纤维细胞分化,从而促进
胶原蛋白分泌。同时,TGFβ与受体结合后,使胞质内的
细胞外信号调节激酶(ERK)2磷酸化并作用于Smad2/Smad3连接区,增强TGFβ/Smad信号转导通路的作用效果,间接促进成纤维细胞分泌胶原蛋白,发挥促进肌腱粘连的作用。
MMP是以金属离子为辅因子的
Caspase-3家族。研究发现,肌腱愈合过程中MMP家族的含量变化失去平衡,这是形成粘连组织的重要原因之一。Farhat等发现,TGFβ能够诱导肌腱细胞中的纤溶酶原激活物抑制物(PAI)1表达,加速纤溶酶及其介导的MMP2的降解,导致细胞外基质与Ⅲ型
胶原蛋白过度沉积,促进肌腱粘连的发展。Loiselle等构建MMP9
基因敲除小鼠肌腱损伤模型,进一步的实验发现,与野生型小鼠相比,MMP9敲除小鼠的肌腱粘连程度显著减轻,且愈合后的肌腱生物力学强度没有明显下降。之后,他们还将野生型小鼠的骨髓
细胞移植入MMP9基因敲除小鼠模型,发现接受移植小鼠的肌腱粘连程度加重。他们的研究证实,MMP9来源于迁移至损伤部位的骨髓细胞,并且在肌腱粘连过程中具有重要作用。
COX2/PGE/EP4信号转导通路在肌腱粘连形成中具有重要作用。研究发现,在肌腱愈合过程中,COX2含量增加,其可以
催化花生四烯酸单细胞油分解为PGE,后者可作用于靶细胞膜上的EP4,从而启动COX2/PGE/EP4信号转导通路。Ackerman等进行实验发现,在
小鼠S100a4阳性肌腱
细胞中敲除EP4基因后,肌腱愈合早期的粘连程度显著降低;在损伤中后期,粘连组织中EP4表达总体增加,粘连程度也随之增加。研究表明,COX2/PGE/EP4信号转导通路可以促进粘连组织形成。然而也有学者发现,应用大剂量非甾体
抗炎药抑制COX2则可导致损伤处募集的肌腱
干细胞的凋亡增加,不利于肌腱愈合。同时,全身性应用EP4抑制剂可使局部巨噬细胞浸润增加,Ⅲ型
胶原蛋白分泌增多,反而加重肌腱粘连程度。综上所述,COX2/PGE/EP4信号转导通路在肌腱愈合过程中的作用比较复杂,尚需要进一步研究对该通路进行干预的时间点和用药剂量。
NFκB位于
细胞质内,激活后可进入
细胞核发挥
转录因子的作用。在肌腱损伤的早期,肿瘤坏死因子α、
白细胞介素(IL)1β和IL6等诸多炎性因子的表达增加,这些因子作用于肌腱细胞表面的Toll样受体,激活细胞质内的NFκB并作为转录因子进入细胞核,上调上述炎症因子的表达,形成正反馈通路,放大炎症效应。Chen等的研究发现,在人肌腱粘连组织中,NFκB家族亚单位p65的含量明显上升。他们将可以抑制p65表达的siRNA注射至大鼠的肌腱损伤部位,发现肌腱愈合后的粘连程度显著降低。他们进行的体外实验也证实,p65通过抑制成纤维细胞凋亡产生促
胶原蛋白生成的作用,从而促进了肌腱粘连组织生成。
临床表现
肌腱损伤粘连表现为关节主动伸屈活动受限,屈肌腱粘连则被动伸指也可能受限;伸肌腱粘连则被动屈指可能受限。被动活动手指时可以触及紧张的肌腱条索。
检查诊断
辅助检查
X线片可以了解骨关节情况,CT检查可以了解肌腱的连续性。
常规超声检查
常规超声检查中,二维超声声像图可见结构较清晰的肌肉、肌腱的图像。正常肌肉超声检查声像图为低
回声表现,而其肌束膜、外膜、间膜均为强回声。正常肌腱超声检查声像图表现为整体回声高于肌肉,其长轴切面内可见多个相互平行强回声线,其韧带纵断面呈交织、束状或带状的强回声,其骨连接处呈低回声。正常肌腱及韧带彩色多普勒血流显像(color Doppler flow imaging,CDFI)检查均无血流信号显示。一般情况下,临床多可根据肌肉类型、形态厚度、大小、连续性、边缘特征及肌腱纤维的走行、连续性、与其周围组织的结构关系等,诊断是否存在肌肉、肌腱的病变。
高分辨率超声检查
高分辨率超声检查能弥补传统超声检查中图像分辨率低、精确度低、检查结果易受干扰的缺陷,其还可提供对疾病诊断的量化评估结果。与常规超声检查比较,高频超声检查可清晰诊断和评估肌肉肌腱损伤的结构形态改变和
回声改变,能更准确地定位损伤部位、范围和周围组织的关系(有无粘连)、程度(有无断裂)及有无血肿形成等情况。高频超声较常规超声检查能更敏感地发现隐匿性的肌肉、肌腱的病变。高频超声对肌肉细微结构的
分辨能力优于MRI,可为临床提供更详尽的诊断信息。
诊断标准
治疗
一般治疗
一般治疗适用于粘连程度较轻的肌腱粘连(如Ⅲ区和V区的肌腱粘连)。治疗方法包括理疗、体疗等功能训练。
手术治疗
治疗要点
肌腱粘连松解术
肌腱在愈合修复过程中,会产生肌腱与周围组织的粘连。肌腱粘连在手外科临床病例中十分常见,处理肌腱粘连较为复杂。肌腱松解是处理肌腱粘连,改善肌腱滑动功能的有效手段。在肌腱肌肉松解完成后于腱鞘内和肌腱旁及肌肉的肌膜下,或肌肉的浅表层注入复方
倍他米松或
曲安奈德,可以减少术后的肌腱与腱鞘的粘连,减少术后水肿,以利术后功能锻炼,提高手术效果。术后还可辅助肌注糜
Caspase-3,亦可减少粘连、减少疲痕增生。
肌腱粘连松解术适应证
影响肌腱松解效果的因素
药物治疗
抗炎药物
过度的炎症反应是导致肌腱粘连的重要原因,故抗炎药物可以减轻肌腱粘连。ZHANG等研究发现电纺聚膜负载塞来昔布可以通过抑制炎症来防治肌腱粘连,并且同时使用
姜黄素和塞来昔布的防粘连效果更好。CHEN等使用负载
布洛芬的
透明质酸(hyaluronic acid,HA)纳米纤维膜发现,含30%布洛芬的纳米纤维膜有良好的抗炎和抗兔屈肌腱粘连的作用,但含40%布洛芬的纳米纤维膜有
细胞毒性。布洛芬与Seprafilm、SurgiWrap等抗粘连材料联合应用后防粘连效果更好,其细胞毒性可通过控制药物载量浓度而减弱,有较好的临床转化前景。
抗氧化应激药物
在肌腱损伤修复过程中,适当的抗氧化可以抑制
外源性愈合,促进内源性愈合,故抗氧化治疗可作为药物治疗的一个思路。MENG等通过对大鼠的肌腱修复研究发现,富
氢水可提高血清中超
氧化物歧化酶活性和谷胱甘肽含量,可能通过激活核因子E2相关因子2(nuclear factor erythroid2-related factor2,Nrf2)通路减少肌腱修复后的粘连。水溶性的
维生素e类似物Trolox是一种抗氧化应激物质。LEE等通过对鸡模型的研究发现,局部应用Trolox可减轻肌腱粘连,可能通过抑制与氧化应激相关的纤维生成并降低炎症因子的表达,从而减轻肌腱粘连。LIANG等对大鼠的实验研究发现高剂量的
槲皮苷使超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶水平升高从而减少活性氧并抑制肌腱粘连。抗氧化应激药物的相关研究目前大多处于临床前阶段,尚未进行临床试验。
TGF-β 抑制剂
TGF-β可增强成纤维细胞的分泌,从而促进肌腱粘连的形成。ZHOU等用生物可降解
聚乳酸乙醇酸纳米颗粒与微小RNA(micro RNA,miRNA)
表达载体配位化合物转染鸡的腱
细胞,发现聚乳酸乙醇酸纳米粒介导的TGF-β1 miRNA
质粒递送可以在
转录和
蛋白质水平抑制TGF-β1的表达。CHANG等发现TGF-β1中和抗体可以改善兔屈肌腱的运动功能,抑制屈肌腱粘连的形成。
甘露糖6-磷酸可以降低TGF-β1的表达,从而防治肌腱粘连。LEES等的多中心、随机、双盲试验已证实甘露糖-6-磷酸对于患者的安全性和可耐受性。
抗代谢药物
抗代谢药物有血管紧张素转换酶抑制剂、雷帕霉素、5-
氟尿嘧啶等。YASAK等发现,在肌腱愈合过程中,血管紧张素转换酶抑制剂可以通过抑制血管紧张素-Ⅱ的产生,引起抗纤维化效应,从而减少大鼠跟腱粘连。雷帕霉素可通过抑制成纤维细胞增殖和诱导成纤维细胞凋亡来防治术后粘连。ZHENG等对大鼠肌腱损伤模型体外研究发现,雷帕霉素可以通过降低周期蛋白D1的表达水平、减少
胶原蛋白合成、抑制成纤维细胞和腱细胞增殖、诱导G0/G1期阻滞等作用激活自噬并减轻腱周纤维化,从而减少粘连。周智等对屈指肌腱损伤患者进行随机对照试验,发现肌腱吻合术后局部应用5-氟尿不仅提高了肌腱总活动度,而且使TGF-β1的表达明显下降,有效预防了粘连,值得在临床中推广。
中医药
在中医药领域,罗俊毅等通过中药熏洗联合中医推拿手法治疗发现,手部屈肌腱修复术后粘连患者的手指总主动活动度以及患指功能相比于温水熏洗的对照组均显著改善。王振堂等发现
复方当归注射液能够降低人成纤维细胞TGF-β1的表达水平,从而可能抑制肌腱粘连的发生。
曾林如等体外研究发现,天然水蛭素可以通过降低兔肌腱成纤维细胞TGF-β1的表达并提高bFGF和
基质金属蛋白酶-2的水平,抑制成纤维细胞增殖进而减少粘连。多种中医疗法均被发现对肌腱粘连有缓解作用。中医药的安全性与具体机制还有待进一步探究,因此临床应用受限。
预防
肌腱损伤术后功能的恢复不仅要有肌腱的连续性,而且还需要肌腱与周围组织能够有效滑动。然而,在肌腱损伤术后肌腱愈合过程中,肌腱与周围组织产生粘连及纤维化,严重影响肌腱的功能。针对减少粘连发生的策略大致可分一般原则、外科技术、物理屏障和化学试剂。
一般原则及外科技术
主要包括提高损伤肌腱的缝合技术,在减少医源性损伤的情况下牢固缝合肌腱。在肌腱损伤部位采用内部核心缝合联合周边表面缝合;修复部位
应力性运动,增加局部
胶原蛋白沉积加强修复;适当增加缝线的直径与缝合数量。
术后康复锻炼
术后康复的主要目标是预防腱周粘连和关节挛缩,保护肌腱修复后的完整性,提高被修补肌腱的拉伸强度。康复锻炼一直以来都广泛运用于临床,但一直缺乏统一的方案。临床上一般是在肌腱修复后进行保护性被动功能锻炼,必要时可在支具保护下进行。由于在肌腱修复后的2周内,肌腱断端的抗张强度明显减低,因此功能锻炼要特别小心,以免造成肌腱再断裂。被动功能锻炼应遵循缓慢、幅度充分的原则。术后4周左右开始进行主动功能锻炼。即使如此,肌腱术后瘢痕粘连仍经常发生,并具有不可预测性。
物理屏障
在修复肌腱和周围组织时,放置物理和机械屏障的基本原理是通过阻断
外源性愈合,限制修复肌腱和腱鞘之间的接触,减少修复肌腱与周围组织的粘连。已经研究过的各种屏障材料包括硅树脂、
硫酸软骨素涂层及聚轻
乙基甲基丙烯酸膜等,这些材料是根据润滑和抗炎症特性来选择的具有生物相容性和生物降解性的聚合物被认为是治疗肌腱术后粘连很有前景的物理屏障材料,因此受到广泛关注。理想的抗粘连材料除了便于手术和整体操作,还应该满足基本要求,例如良好的生物相容性和生物降解性、适当的存留时间、良好的水溶性、优良的机械特性等。总的来说,天然和合成材料可以显著防止肌腱术后粘连的形成,并对伤口愈合的副作用很小应用于术后抗粘连的天然和
合成高分子材料有:
天然高分子如
透明质酸酸、
纤维素(CEL)、
壳聚糖(CS)等,合成聚合物材料如聚乳酸(PLA)、
聚乙二醇(PEG)、
聚乙交酯(PGA)、聚乙内酯(
聚己内酯)、
聚乙烯醇(PVA)等。
一般来说,天然高分子材料具有很高的生物黏附性,具有良好的止血功能。但是,天然高分子材料多为软性材质,体内降解更快。相比之下,合成聚合物材料具有更长时间的降解过程以及更好的机械性能,但生物黏附和止血能力欠佳。为了达到更好的抗粘连效果,目前主要研发新型高分子材料,结合不同天然和合成聚合物的特性,通过负载和控释多种药物来获得更好的疗效。
化学试剂
使用过的化学试剂中包括局部皮质类固醇、氢水和5-氟尿囉喘等,这些方法都是围绕着减少与粘连相关的炎症反应、抑制成纤维细胞增殖等在中医药领域,中药熏洗也可以有效预防肌腱粘连。