大多数英国外科医生会考虑使用组织工程前交叉韧带:问卷研究

摘要

供区发病率、移植物整合不良和不正确的机械性能都是自体移植物重建前交叉韧带(ACL)的常见问题。组织工程(TE)韧带有潜力克服这些问题。我们制作了一份与ACL组织工程相关的在线问卷，以获取目前处理这些损伤的执业临床医生的信息。邀请了300名英国膝关节外科和软组织损伤方面的整形外科医生参加。86%的外科医生会考虑使用TE前交叉韧带，如果它能显著提高患者满意度(63%)或缩短手术时间(62%)，只要它能显示生物和机械上的成功。76%的人认为使用TE前交叉韧带比髌腱、腘绳肌或自体股四头肌移植更合适。总的来说，大多数外科医生会准备使用TE前交叉韧带，如果它是目前技术的改进。

1.介绍

一些最常见的韧带断裂发生在膝关节，通常是在滑雪、足球和篮球等运动中发生的。90%的膝关节韧带损伤发生在前交叉韧带和内侧副韧带[1］．MCL可以自愈，但ACL由于缺乏血管化和关节内位置而无法自愈。因此，替代方法，包括再生医学，都集中在ACL，以产生一个完全功能的组织在体外．

目前重建撕裂前交叉韧带的金标准程序是自体移植手术。这包括使用患者自己的部分髌骨、腘绳肌或股四头肌腱来替换撕裂的前交叉韧带[2］．然而，这导致供体部位发病[3.- - - - - -6与疼痛和该区域的恢复期有关[5，6］．一般来说，目前的重建技术在功能稳定和恢复正常活动后症状缓解方面，75-90%的患者具有良好或极好的长期成功率，但许多患者的结果不令人满意，这可能归因于移植物衰竭[7］．其中一些患者继续忍受疼痛，遭受手术后继发的活动丧失，他们的不稳定性没有得到纠正[7］．其他人则患有退行性关节疾病，如骨关节炎或再次受伤[6］．或者，也可以使用同种异体移植物;在这种情况下，供者肌腱取自尸体，但随之而来的缺点包括缺乏合适的组织，受者从供者那里感染疾病的风险，或组织排斥[8，9］．假体替换物(合成移植物)以前曾被使用过，但由于磨损和退化而不能充分使用[10］．外科重建技术有局限性，并不能对大部分患者提供完全满意的长期结果，因此影响了他们的生活质量[7，11］．由于这种困境，再生医学可能成为一种选择，借此在体外韧带的组织工程可以为当前手术方法带来的问题提供一个解决方案[4，6］．组织工程韧带通过提高生物相容性、更好地融入宿主组织以及重塑自身细胞外基质的能力，可以提供更好的长期性能[12］．

组织工程是一种结合材料科学、工程、分子生物学和医学知识的方法[12］．基本过程通常包括使用支架作为细胞生长和成熟的结构支撑在体外在这种情况下，也可以应用化学或机械刺激来促进功能性组织的形成。这一概念最初是为了修复皮肤、软骨和骨骼而开发的，但现在被认为是产生功能性ACL的一种可能选择。

从一些最终用户，即整形外科医生那里获得关于发展组织工程策略的输入是很重要的，这样在这一领域工作的科学家就可以确定他们的研究是否在朝着正确的方向前进。我们想确定常规进行ACL重建的整形外科医生是否会选择使用组织工程ACL进行植入，如果这是一种选择，并阐明他们可能对这一新兴技术的任何保留意见。因此，我们开发了一份在线问卷调查目前使用组织工程acl治疗未来患者的临床意见。

2.材料和方法

我们设计了一份在线问卷，以确定膝关节外科医生对当前自体移植ACL重建方法的满意程度，并获取他们对使用组织工程ACL作为当前自体移植程序的替代方法的意见。我们还想确定外科医生是否认为使用组织工程ACL对外科医生、患者和国民健康服务(NHS)有利。如表所述，包括了以下问题和回答1．

上面的许多问题需要“是、否或不知道”的答案，而其他问题则被分类或需要输入价值。该问卷经同行评审后，由当地研究伦理委员会批准(项目编号:014914901)。09年/ H1204/64 15/10/09批准)。2010年7月至10月间，通过电子邮件联系了英国300名专门从事膝关节手术和软组织损伤的矫形外科医生，并邀请他们参加。在这封电子邮件的输入请求中，79名外科医生做出了回应。

为纳入本研究而联系的外科医生样本是英国骨科协会(BOA)的成员，他们也属于两个专业协会之一，英国膝关节外科协会(BASK)和英国骨科运动创伤协会(BOSTA)。这些电子邮件地址来自2006年的BOA手册，该手册向300名外科医生发送了调查邀请和链接。提醒(针对无应答者)分别在第一次邀请后8天、42天和69天发送，以征求他们的反馈。结果是匿名的，使用微软Excel进行分析。

3.结果

总有效率为26%(79/300):我们没有收到221名外科医生的答复。在有反应的患者中，10%(8/79)没有进行ACL重建，因此无法提供反馈。大多数完成调查的外科医生担任骨科会诊医师超过10年(62%，44/71)，15%(11/71)的受访者担任会诊医师少于5年。71名受访者中有16人(23%)曾担任骨科顾问5至10年。在71名外科医生中，69%(49/71)有超过10年的ACL重建经验，23%(16/71)有5 - 10年经验，8%(6/71)有不足5年经验。

受访者平均每月进行1 ~ 15次ACL重建手术。大多数受访者(77%，55/71)每月进行2至8次ACL重建。

48名外科医生(68%，48/71)回答了问题5，关于他们对目前使用髌骨肌腱修复ACL成功的看法。更多的外科医生(总共66/71,93%)回答了问题6关于他们对腘肌腱用于ACL修复的治疗成功的意见，而较少的外科医生(13%，9/71)回答了问题7关于他们对使用股四头肌腱用于ACL修复的意见。数字1显示受访者对目前使用的这三种ACL治疗方法的成功程度的看法。

大多数外科医生(86%，41/48)发现自体髌腱移植对治疗运动员(任何年龄)和16-40岁的成年人非常成功。平均54%(26/48)的外科医生认为，在56岁或以上、日常锻炼较少的患者中，髌骨肌腱非常成功。外科医生认为这些老年患者的髌骨肌腱要么是满意的(32%，15/48)，要么是非常不成功/不成功的(13%，6/48)。

88%(58/66)的外科医生认为腘绳肌腱手术对运动员(任何年龄)和40岁以下活动“正常”的患者非常成功。73%(48/66)的外科医生认为，对于56岁以上活动“正常”的患者，该手术非常成功。外科医生认为，对于这些患者(年龄大于56岁)，腘绳肌腱手术是足够的(23%，15/66)或非常不成功/不成功(3%，2/66)。

较少的外科医生认为使用股四头肌腱对年轻运动员(42%，4/9)和26岁以上运动员(66%，6/9)相比髌骨肌腱和腘绳肌腱非常成功。在这些病例中，25-28%的外科医生认为这项技术对所有人(所有年龄和活动水平)都不成功。

在71名外科医生中，67人(94%)熟悉组织工程这一术语及其作为未来治疗的意义。86%的外科医生(61/71)认为，如果组织工程ACL在生物和机械方面取得了成功，他们会考虑使用它作为治疗在体外和在活的有机体内．6%(5/79)的外科医生不考虑这种治疗方案，另有8%(6/79)不确定。

外科医生表示，他们准备等待组织工程ACL准备的时间从2周到26周不等。在回答这个问题的64人中，大多数人(59/64)会等待12周。在这59名外科医生中，8%(5/59)认为他们将准备等待4周，44%(26/59)6周，12%(7/59)8周，36%(21/59)说他们将等待12周，以备临床使用。

关于组织工程韧带成功整合到天然骨中的手术意见如下：非常关注（25%，18/71），关注（42%，30/71），轻微关注（15%，11/71），不特别关注（15%，11/71），完全不关注（1%，1/71）。

75%(53/71)的参与外科医生认为使用组织工程ACL比目前使用的自体肌腱移植更合适，组织工程ACL具有与天然ACL完全匹配的能力。10%(7/71)的外科医生认为不合适，14%(10/71)的外科医生不知道。

外科医生使用目前的自体肌腱移植技术进行手术的时间从大约60分钟到90分钟不等。外科医生表示，目前使用自体移植技术治疗ACL的恢复时间从1个月到18个月不等，其中10%(7/71)的外科医生说需要2个月，43%(31/71)的外科医生说需要6个月，13%(9/71)的外科医生说需要9个月才能完全恢复。少数人(34%)认为需要更长的时间。

外科医生认为60%(43/71)的患者宁愿等待组织工程ACL准备进行ACL修复，而不是使用当前的技术。另外28%(20/71)的外科医生不确定患者的反应，11%(8/71)认为患者可能不愿意等待组织工程韧带的生成。

数字2显示了外科医生对于使用组织工程作为ACL重建的新疗法是否会减少瘢痕的意见。77%(55/71)的外科医生认为使用组织工程植入物可以减少供体部位的疤痕。62%(44/71)的外科医生认为使用组织工程ACL会减少手术时间，24%(17/71)认为手术时间不会减少，14%(10/71)表示不确定是否会减少手术时间。外科医生认为手术时间减少5 - 30分钟对他们来说是有显著改善的，39%(28/71)的外科医生表示10 - 15分钟对他们有影响，21%(15/71)表示20分钟对他们有好处。

当外科医生被问及是否认为使用组织工程韧带可以缩短患者的完全恢复时间时，23%(16/71)表示可以，47%(33/71)表示不可以，30%(21/71)表示不确定。当进一步询问需要减少多少患者恢复时间才能认为有显著改善时，外科医生的回答(总共47人回答了这个问题)在4到26周之间。大多数(45/47)表明需要减少12周。33%(15/45)的外科医生认为将恢复时间缩短4周是显著的，38%(17/45)认为将恢复时间缩短6周，29%(13/45)认为将恢复时间缩短12周是显著的。

38%(27/71)的外科医生认为使用组织工程韧带可以减轻康复患者的疼痛或复发性损伤，35%(25/71)的外科医生不确定这是否正确。27%(19/71)的外科医生认为组织工程ACL不会带来这些额外的好处。

当外科医生问他们是否会考虑使用组织工程构建成本超过他们当前的程序(例如,数量的两倍),但显著提高了患者满意度(解决不稳定/移动/强度)63%(45/71)表示,是的,10%(7/71)说,27%(19/71)被确定。

在提示下，外科医生留下了各种各样的评论。在使用组织工程ACL时，外科医生反复关注的一个主题是固定。例如，新设备将如何固定在骨头上，它将如何成功地整合?另一个反复出现的主题是降低供体部位发病率的重要性，这似乎对外科医生非常有吸引力。其他评论还包括需要对结构的初始机械完整性立即进行承载。许多外科医生还认为，设计好的前交叉韧带应该在植入前准备好鞭缝线。个别评论包括以下内容:“在修订ACL重构中将非常有用”、“整个问题是稳定性。如果组织很好，而且不太贵，我就会使用它。”“关键是让移植物融合并获得血液供应。当病人恢复本体感觉时，移植物不会有神经供应，术后恢复也不会改变。工程移植物可用于翻修重建和多韧带膝关节损伤，在这些损伤中自体移植物的收获会导致明显的供体部位发病率，且需要时间。”

4.讨论

组织工程作为一种新兴的治疗策略，越来越受到人们的关注。这些技术已在临床上应用，在皮肤和软骨治疗上取得了不同程度的成功。研究人员正开始研究新的方法，以工程替代ACL [13，14］．重要的是在开发过程中与这些产品的最终用户进行对话，以确保解决了正确的标准。

因此,这项调查是针对外科医生执行ACL重建获得他们的意见满意度与当前的ACL重建方法,是否有需要另一种方法,使用组织工程和他们将如何看待ACL如果它是一个选择。与大多数调查一样，有两个潜在的偏见来源。第一个是不完整的抽样框架，因为不是所有的专家外科医生在英国可以联系(不可用/无效的地址)，第二个代表无反应。然而，据我们所知，获得的数据是第一个表明组织工程治疗ACL潜力的临床意见。这种反馈对于组织工程科学家来说是至关重要的，以确保在功能和培养增长率方面设置正确的产品目标岗位在体外．从组织工程产品的最终用户的角度对这种新的和正在出现的策略的潜在用途进行评估，从产品开发的早期阶段就纳入是很重要的。

我们的数据显示，大多数参与者的手术时间超过10年，每个月做1 - 15次重建，因此被认为是经验丰富的，他们的意见对我们很有价值。一般结果表明，对于所有年龄组(包括运动员)，髌骨肌腱和腘绳肌移植都非常成功，因为他们恢复了体力活动，没有复发损伤，而股四头肌移植在<56岁的患者中非常成功，与髌腱或腘绳肌相比，它们被评为“不成功”的比例非常高。众所周知，髌腱是一种非常僵硬、强壮的组织，如果不比前交叉韧带更硬，也与愈合时间短有关[15]，使其成为重建的合适选择，这一点从反应所显示的高成功率中得到证实。目前，最常用的移植物是髌腱和腘绳肌，但股四头肌肌腱也成为一种流行的移植物，它比摘取髌腱产生的供区问题更少，具有优异的力学特性[15］．从所获得的数据来看，认为股四头肌移植非常成功的受访者比例远低于髌腱和腘绳肌移植，有相当大比例的受访者认为移植不成功。

尽管目前的外科手术在很大比例的患者中取得了成功，但如果它们是对现有技术的改进，外科医生会考虑使用其他方法。如果证明组织工程ACL在生物和机械方面都取得了成功，那么很大一部分人会准备使用组织工程ACL (在活的有机体内和在体外)，并显著提高了患者的满意度，但对其能否成功与骨骼结合仍有一些担忧。人们还认识到，当不需要组织采集(没有供体部位)时，疤痕会减少，这将是患者的另一个优势。特别是，从组织工程师的角度来看，为老年患者(56岁以上)开发组织工程ACL结构可能是值得的，因为外科医生对这个年龄段的ACL重建缺乏信心[16］．

如果使用组织工程ACL可以缩短手术时间，这对患者和NHS都有好处，可以减少麻醉时间和手术成本，如果认为这是对现有方法的改进，则需要减少10-30分钟。目前，外科医生认为组织工程ACL不会显著减少恢复时间。因此，对科学家来说，设计适当的实验来有效地证明正在开发的产品减少回收时间是很重要的。这应该转化为适当的动物模型——例如，将18个月的恢复时间缩短3个月(96%的外科医生表示，将恢复时间缩短12周对他们来说意义重大)，将使恢复时间缩短20%。如果小鼠韧带模型正常情况下需要10周才能完全恢复，那么组织工程模型至少需要8周才能完全恢复。对外科医生来说，疤痕似乎不是问题。

重建前交叉韧带的手术时间通常为60 - 90分钟。对外科医生来说，手术时间明显缩短为20分钟。同样，这意味着手术时间大约减少了25%。这些令人信服的统计数据需要被纳入临床前动物模型，并被组织工程师用于测试他们的产品。研究人员还询问了受访者的意见，包括是否需要预先准备的鞭缝线和易于插入的技术，从而进一步强调了减少手术时间的方法的必要性。

需要考虑的一个重要因素是在体外培养以获得功能韧带。这项调查确定了临床需要一个稳定的，可用的结构4-6周。大约三分之二的受访外科医生关注组织工程ACL与宿主骨的融合方法。在设计这种结构时应充分考虑这些因素，并应包括证明这种功效的努力。对临床医生来说，成本比替代ACL的实际性能更重要。替代ACL的稳定性和完全恢复时间的潜在缩短远比组织工程ACL的初始费用重要。最近的研究表明有必要改善韧带修复[17，18因此，目前的研究表明，临床医生可能会开放使用组织工程策略来改进目前的方法。

5.结论

大多数英国外科医生都熟悉组织工程这个概念，并且对它的潜在用途非常开放。目前56岁以上患者的治疗比年轻患者更需要改进。需要更多的患者意识到组织工程作为一种潜在的治疗方法，以增加这些最终用户对新策略的潜在接受。外科医生清楚地说明了植入时需要一个完全承重的结构。因此，对于组织工程师来说，确保他们正在开发的结构具有可靠的机械完整性数据是很重要的。目前，外科医生并不认为组织工程韧带与目前使用的方法相比，可以缩短ACL的恢复时间。同样，重要的是，组织工程研究人员收集的数据有效地证明了这种潜力。改进目前使用的手术程序需要将手术时间至少缩短20分钟，并将患者完全恢复的时间至少缩短12周，然后医生才会认为有好处。如果满足这些标准，即使业务费用增加到目前费用的两倍，也不视为问题。最后，需要在至少4-6周后将这些组织工程结构准备好使用在体外文化。任何潜在的长在体外培养时间对外科医生来说变得没有吸引力。

致谢

作者承认BBSRC和Giltech有限公司的案例学生资助。他们还感谢马克·史密斯（基尔大学）对网站空间的帮助。

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