关节韧带解剖学及生物力学特性研究进展

腕关节韧带是一个高度分化的复杂连接体系,不但具有限制过度活动、稳定腕关节的作用,而且还有传导应力,协调腕骨运动的功能。近年来,腕关节不稳定已逐渐被临床医生所认识,对腕关节韧带解剖和功能的研究也受到重视。以往的研究对腕关节韧带的起止、走行及命名有许多不一致的地方。现将近年来对腕关节韧带解剖及生物力学特性研究进展综述如下。

1 腕关节掌侧韧带

1.1 桡腕韧带和尺腕韧带

(1)桡舟韧带(radioscaphoid ligament),过去一些作者称其为桡侧副韧带[1],但它不是位于腕关节的侧方,而是偏向掌侧关节屈伸运动轴由其背侧穿行,在解剖上它不是真正的侧副韧带。因此,目前大部分学者称其为桡舟韧带[2、3]。Mayfield报告桡舟韧带断裂强度平均为70N[4]。(2)桡舟头韧带(radioscaphcapitate ligament),也有人称其为桡头韧带(radiocapitate ligament)。其断裂强度平均为170N[4]。(3)桡月韧带(radiolunate ligament),也有学者称其为长桡月韧带(long radiolunate ligament)[5],此韧带较为强韧,是稳定月骨的重要韧带之一,其断裂强度平均为210N[4]。Mayfield将桡月韧带和月三角韧带认为是1条韧带,并称之为桡三角韧带。而目前许多作者已证实此韧带实际上是2条韧带,因为有各自的起止点。(4)桡舟月韧带(radioscapholunate ligament),Mayfield称其为桡舟韧带(radioscaphoid ligament)。但其止点大部分止于舟骨近端的掌面,小部分止于月骨掌面的桡侧缘,故称为桡舟月韧带更确切。一些作者认为桡舟月韧带对稳定近侧列腕骨,特别是舟骨近极有重要作用[6~8]。但Berger[9]和Hixson[10]的研究证实它主要由来自骨间前动脉、桡动脉和骨间前神经的神经血管束组成,外周衬以滑膜组织,胶原纤维很少,无弹力纤维。其组织结构明显不同于其它韧带,并认为它不属于真正韧带结构。但它可能是54N。我们的研究发现桡舟月韧带主要由疏松结缔组织组成,其间血管丰富,而胶原纤维束很少,与Berger等的结果一致。(5)尺月韧带(ulnolunate ligament),也有学者称其为短桡月韧带(short radiolunate ligament)。我们的研究发现此韧带强韧,是稳定月骨的重要结构,其断裂强度平均为219.2N。(6)尺三角韧带(ulnotriguetrum ligament),我们研究发现此韧带较为薄弱,其断裂强度平均为54N。(7)腕尺侧囊结核,也有一些学者称其为尺侧副韧带(ulnar collateral ligament)。但Taleisnik[11]和于胜吉[2]的研究发现,它并非真正韧带,而是关节囊增厚,并称其为尺侧囊结构。我们研究其断裂强度平均为58.7N。

1.2 腕骨间韧带

(1)月三角韧带,起自月骨表面,止于三角骨掌面,其下面有月三角骨间韧带。月三角韧带与月三角骨间韧带掌侧部分很难分开。(2)三角钩骨韧带,位于钩骨近侧缘掌面和三角骨远侧端之间。此韧带坚韧,腕关节背伸和桡偏时紧张,尺偏和掌屈时松弛[12]。(3)舟大小多角头状骨韧带,也有学者称其为舟大多角骨韧带复合体(scaphotrapezial ligament complex)。Drewniany[13]认为它由4种部分组成:①位于舟骨大多角骨关节掌侧、桡侧的强韧韧带掌侧部分与桡侧腕屈肌腱鞘相连,并有纤维止到小多角骨;②薄弱的掌侧关节囊;③舟头韧带;④薄弱的背侧关节囊。由于舟骨大多角骨关节掌侧、 桡侧韧带强韧,不易断裂,在暴力作用下,容易发生其附着点骨折,如舟骨结节骨折。舟大小多角头状骨韧带是稳定舟骨远端的重要结构。(4)三角韧带,也称辐状韧带,由舟头韧带、月头韧带三角韧带共同构成。舟头韧带已在舟大小多角骨韧带中描述:月头韧带常常缺如,致使月头骨间关节缺少直接的韧带联系;三角韧带,起自三角骨掌面桡侧半,跨越钩骨近端,止于头状骨体部掌面。

2 腕关节背侧韧带

背侧韧带掌侧韧带数量 少,而且薄弱。主要有:(1)背侧桡尺三角韧带,也有学者称其为桡腕背侧韧带(dorsal radiocarpal ligament),此韧带粗大坚韧,其断裂强度平均为240N。(2)背侧三角韧带,此韧带有时缺如。(3)背侧骨间韧带,较为细小薄弱。

3 腕关节内在韧带

3.1 近侧列腕骨内在韧带

有舟月骨间韧带和月三角骨间韧带。(1)舟月骨间韧带连接于舟骨和月骨,Berger[14](1996)报道了详细的大体和组织学研究结果,舟月骨间韧带在解剖上分为3个部分,即背侧近侧掌侧部分背侧部分厚,由横行排列的短胶原纤维组成。近侧部分主要由纤维软骨以及少量浅表纵向排列的胶原纤维组成,近侧部分象膝关节的半月板一样,可以突向舟月关节间隙数毫米。桡舟月韧带将舟月骨间韧带掌侧部分近侧部分分开。掌侧部分薄,由斜行排列的胶原纤维束组成。舟月骨间韧带断裂强度平均为260N[15]。它是维持舟骨近极和舟月骨间关节稳定及运动协调的重要结构。Short[16]等研究发现,切断舟月骨间韧带,引起舟骨屈曲,旋前和月骨背伸改变。Boabighi[17]将舟月骨间韧带与舟大小多角头状骨韧带进行对比,前者的断裂强度为后者的1/2。(2)月三角骨间韧带,我们研究发现,月三角骨间韧带的解剖结构与组织学特点与舟月骨间韧带相似,在解剖上也分为3个部分,即背侧近侧掌侧部分近侧部分主要由纤维软骨以及少量浅表纵向排列的胶原纤维组成,但密集一些。其断裂强度平均为375.3N,较舟月骨间韧带大。

3.2 远侧列腕骨内在韧带

Ritt[18](1996)报道了头钩关节韧带详细的大体和组织学研究结果。发现头钩关节存在着3种骨间韧带背侧掌侧和深部骨间韧带,其中深部骨间韧带偏向掌侧,最为强韧。此外,还发现连接于第3、4掌骨和头钩关节之间的纵行骨间韧带(longitudinal interosseous ligament),这条韧带主要连接第3掌骨和头状骨。在头钩关节之间,还有连接束(interconnecting bands),它起自头钩关节掌侧韧带,垂直向背侧止于钩骨。我们解剖发现小多角骨与头状骨之间,也有3种骨间韧带,即背侧掌侧和深部骨间韧带,其中深部骨间韧带偏向背侧,坚韧。大小多角骨关节之间也有3种骨间韧带背侧掌侧和深部骨间韧带,深部骨间韧带偏向掌侧

4 腕掌关节处掌骨近端的韧带

Dzwierzynski[19](1997)报道了第2~5腕掌关节处掌骨近端的韧带解剖结果。发现有4种韧带,即背侧掌骨韧带掌侧掌骨韧带和2种不同方向排列的“Ⅴ”形骨间韧带。其中“Ⅴ”形骨间韧带最强韧,它们将相邻的掌骨紧密连接。

5 桡尺远侧关节韧带

过去将其分为掌侧背侧韧带,这两条韧带分别起自桡骨远端尺掌角和尺背侧角,行经三角纤维软骨的掌侧缘和背侧缘,止在尺骨茎突处。Kleinman[20](1998)报道将其分为下部、掌侧背侧3个部分,虽然下部与掌侧背侧部分完全连续,但它不象掌侧背侧部分薄、平展,而是非常强韧,有骨间膜纤维加入其外部。掌侧部分薄,松弛,有囊袋,以适应尺桡骨远端旋转和尺骨远端背向横移的需要。背侧部分不象掌侧部分松弛,有斜行纤维及背侧小指伸肌腱鞘加强,以限制尺骨远端的前后移位。

6 腕关节韧带生物力学特性。

Weaver[21](1994)对腕关节部分掌侧韧带的张力,在不同运动状态的变化做过研究,发现掌侧韧带总是处于张力状态,即使腕关节在中立位没有负重。中立位时,三角韧带和桡舟头韧带远侧部分受力;桡偏时,桡月韧带受力;尺偏时,尺月韧带受力;旋前时,桡舟头韧带近侧部分受力;旋后时尺月韧带受力;背伸时,尺月韧带、桡月韧带和桡舟头韧带受力。无论在任何位置,一些韧带的张力要比另一些韧带张力大。桡月韧带、尺月韧带和桡舟头韧带的张力最大,而月三角韧带和舟大小多角头状骨韧带的张力最小。

Savelberg[22](1991)对腕关节运动时部分掌侧背侧韧带的长度变化做过研究。掌侧舟头韧带背侧三角韧带,屈腕时的最大长度变化较尺 桡偏时大。最大桡偏时较中立位没有韧带明显伸长。最大尺偏时,桡舟头韧带、桡月韧带三角韧带近侧部分背侧腕关节韧带较中立位时明显伸长。最大背伸时,桡舟头韧带、桡月韧带的远侧部分三角韧带近侧部分伸长明显,背侧腕关节韧带明显缩短。最大屈腕时,只有背侧腕关节韧带轻度伸长,其余韧带无明显伸长,桡舟头韧带、桡月韧带三角韧带明显缩短。掌侧三角韧带,无论手腕做任何运动,其长度都没有明显变化。同时还注意到宽韧带的近、远两侧的长度变化是不同的。如尺偏时,桡月韧带的远侧伸长,而近侧部分无变化;三角韧带的远侧部分 缩短,而近侧部分无变化。背伸时,三角韧带近侧部分伸长,而远侧部分无变化。

Crison[23](1997)在活体上研究了锻炼活动对腕关节韧带刚度的影响,发现手腕的锻炼活动可以明显降低腕关节韧带的刚度,腕骨的位移活动度增加。休息1h后,腕关节韧带的刚度部分恢复到活动前的水平。24h后与活动前一样。说明了锻炼活动腕关节,可以降低腕关节韧带的刚度,增加了腕关节的松弛度,可以减少运动引起的损伤。

腕关节韧带损伤后引起的腕关节不稳定,如舟月骨间分离,月三角骨不稳定等,治疗的方法很多,但效果有时不能肯定。最近Shin[24](1988)比较了舟月骨间韧带背侧部分与Lister结节处的第3伸肌支持韧带生物力学特性和组织学特性,虽然第3伸肌支持韧带断裂强度较舟月骨间韧带背侧部分小许多,但单位面积上的断裂强度两者相差不大,两者的组织学特性相近。Weiss[25](1988)在临床上用两端带桡骨的第3伸肌支持韧带移植治疗舟月骨间分离19例病人,其中14例动力型舟月骨间分离,12例疼痛消失,2例腕关节重体力活动时疼痛;而 5例静力型舟月骨间分离,2例疼痛消失,1例腕关节重体力活动时疼痛,2例仍持续疼痛。作者认为用两端带桡骨的第3伸肌支持韧带移植治疗动力型舟月骨间分离的效果是可以的,而治疗静力型舟月骨间分离的效果差,其原因是第3伸肌支持韧带的强度不够。能否找到两端带骨,切取方便,韧带强度与腕部断裂韧带相近的更好供区,需要进一步研究。

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