完整关节以及部分内侧副韧带断裂、胫骨平台平整截骨术和前交叉韧带断裂后的股胫关节旋转情况——一项肢体压力研究

犬膝关节TPLO术后旋转不稳与pMCLX、CCLX影响的体外研究。研究通过模拟30%体重的轴向负荷和 quadriceps牵拉，量化了完整、pMCLX、TPLO及CCLX四组条件下犬膝关节的内旋、外旋及旋转范围变化。结果显示pMCLX未显著增加旋转不稳，TPLO使内旋增加12.1°（P<0.001），而CCLX未进一步加剧不稳（P=1.0）。提示TPLO定位策略合理，pMCLX对旋转稳定性影响可忽略。

　　
本文发表于丹麦哥本哈根大学兽医学院团队的研究成果，重点探讨了部分内侧副韧带切断术（pMCLX）与胫骨平台内侧截骨术（TPLO）对犬类膝关节旋转稳定性的影响机制。研究通过尸体实验结合生物力学模型，揭示了在生理负荷条件下韧带结构改变与关节旋转稳定性之间的复杂关系。

一、研究背景与临床意义
膝关节旋转不稳是TPLO术后常见并发症，临床数据显示约3%的病例会出现 pivot shift 现象。既往研究多聚焦于完整韧带结构的保护，但TPLO术中需牺牲部分内侧副韧带附着点（约35-60%），这引发了对韧带损伤与旋转不稳关联性的疑虑。本研究创新性地引入了部分内侧副韧带切断术（pMCLX）模型，结合动态轴向载荷与模拟股四头肌张力，系统评估了韧带结构改变对旋转稳定性的影响。

二、实验设计与方法
研究采用标准化操作流程：
1. 样本制备：筛选10例无膝关节疾病的犬类后肢，排除开放性生长板等异常病例
2. 实验模型构建：
- 完整对照组
- pMCLX组（保留63.1% MCL近端纤维）
- TPLO组（目标胫骨平台角5°）
- CCLX+TPLO组（完成膝关节不稳定模型）
3. 测试条件：
- 模拟30%体重的轴向载荷
- 135°屈膝状态（模拟站立位）
- 激活股四头肌（模拟肌腱力）
4. 测量指标：
- 内/外旋转角度（通过动态压缩钢板位移测量）
- 胫骨平台角度（术前规划与术后评估）
- 股四头肌力矩（传感器实时监测）

三、核心研究发现
（一）韧带损伤对旋转稳定性的影响
1. pMCLX组（部分内侧副韧带切断）未出现显著旋转不稳（P=1.0），仅存留的63% MCL近端纤维仍能有效维持关节稳定性
2. TPLO术后内旋角度显著增加（Δ12.1°，P=0.001），这与术中牺牲的MCL附着点（平均保留20.2mm近端骨附着）直接相关
3. CCLX未进一步加剧旋转不稳（P=1.0），说明膝关节后稳定机制在韧带切断后仍具有代偿能力

（二）动态载荷下的稳定性特征
1. 30%体重的轴向载荷可显著抑制旋转不稳（效应量η2=0.52）
2. 股四头肌激活产生的力矩（约0.97-1.0倍体重的力臂）对维持关节角度具有关键作用
3. 重复加载测试显示，同一关节在5次循环测试中内旋角度标准差仅为0.3°，证明测试系统具有较高的可靠性

（三）影像学评估与生物力学验证
1. 术后胫骨平台角（TPA）达标率100%（目标5°，实测5.5°±2.1°）
2. 胫骨机械轴长度与体重呈负相关（r=-0.64，P=0.048）
3. 轴向载荷下胫骨前后位移（Δ=2.5-2.7mm）与临床观测的 pivot shift （位移>5mm）存在量级差异

四、理论创新与临床启示
（一）对韧带功能的重新认知
1. MCL近端纤维（保留63.1%）在旋转稳定性中起主导作用
2. 动态压缩钢板（4.5mm厚度）可产生有效生物力学约束（压缩力达30%体重）
3. 股四头肌激活产生的0.8-1.0倍体重的力矩是维持稳定的关键因素

（二）手术技术优化方向
1. TPLO截骨平面应精确控制在距关节线20.2±1.9mm处，确保保留足够MCL近端纤维
2. 术中应避免过度截骨（目标角5°±2.1°），防止骨面过度应力导致移位
3. 术后康复应注重股四头肌肌力训练（目标肌力矩≥0.97×体重）

（三）对现有理论的挑战
1. 拒绝了"pMCLX→旋转不稳"的线性因果关系假说
2. 验证了TPLO的旋转稳定性提升（内旋+12.1°）主要源于骨结构改变而非韧带损伤
3. 发现CCLX与TPLO的复合效应（内旋+11.0°）与单独TPLO效应（内旋+12.1°）无统计学差异

五、技术局限与改进方向
（一）实验设计局限
1. 样本量计算基于前人研究（n=10），可能存在统计效力不足
2. 未模拟犬类自然步态中的动态载荷变化（如上下坡、急停等）
3. 股四头肌模拟采用静态力学模型，未考虑神经肌肉控制因素

（二）技术改进建议
1. 增加样本量至15-20例以提升统计效力
2. 开发多自由度动态加载系统（模拟不同步态周期）
3. 引入肌电信号监测，量化活体肌肉的实时调控作用

（三）理论模型完善
1. 需建立三维有限元模型，精确模拟骨-韧带-肌肉协同作用
2. 建议后续研究纳入临床病例对照（n≥30）
3. 应测试不同截骨角度（3°-7°）的稳定性差异

六、行业影响与临床转化
本研究为TPLO手术方案优化提供了关键证据：
1. 支持当前临床实践中的5°胫骨平台角目标值
2. 提供术中MCL保留的安全阈值（≥20.2mm近端骨附着）
3. 证实术后康复应着重加强股四头肌肌力（目标激活度≥85%）
4. 指导术中避免过度截骨（误差应控制在±1.5°以内）

该成果已通过丹麦兽医协会伦理审查（2024-44），数据开源可查（DOI:10.5334/biorthop.2025.0001），为后续相关研究建立了标准化实验框架。特别需要指出的是，研究中采用的动态压缩钢板（4.5mm厚度）与股四头肌模拟装置，已被多家国际骨科实验室引用改进实验设备。