前交叉韧带（anterior cruciate ligament, ACL）损伤导致膝关节不稳定，关节内其他结构的继发性损伤对膝关节损害严重，关节镜下ACL重建术是目前公认的效果良好的手术方式。ACL重建的移植物主要包括自体肌腱、同种异体肌腱以及人工韧带。早期的人工韧带由于材料本身的缺陷出现的各类临床并发症而被淘汰。但由于人工韧带其本身的优势，并由于材料科学的迅速发展，使得研究者们不断对其进行改良，并且愈加受到重视。近年来由聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethyleneterephthalate, PET）为原料设计的人工韧带逐渐应用于临床，其中法国生产的LARS（ligament advanced reinforcement system）人工韧带，首次将处于关节腔的游离部分设计成平行的、开放编织的纤维，而骨隧道部分的纤维采用立体编织而成的圆柱状、具有合适间隙的编织纤维，两端采用金属钛螺钉挤压固定。临床的随访报道LARS人工韧带具有较好的短期和中期术后效果和较高的患者满意度，但与韧带长期稳定性、耐用性相关的生物相容性，生物力学特性的保持等方面的研究，目前仍然较少。为了获得LARS人工韧带重建前交叉韧带术后植入人工韧带假体的组织相容性和生物力学特性的资料和数据，同时明确韧带残端的处理方式，本研究采用LARS人工韧带重建山羊前交叉韧带保留和切除前交叉韧带残端的动物模型，建立模型后20个月通过组织学与电镜观察，探讨其结构与组织转归；辅以影像学检查，进一步明确其与宿主相关结构的作用；生物力学检测其最大拉伸强度，判断移植体内后的运动及微环境是否会导致人工韧带假体的疲劳。同时，进行了较大样本的临床病例随访，并对相关并发症进行报道。本研究包括以下三个部分：第一部分：LARS人工韧带重建前交叉韧带组织转归研究目的：通过建立LARS人工韧带重建山羊ACL的动物模型，对重建术后20个月动物模型进行宏观与微观检测，明确LARS韧带及其固定装置与膝关节内相邻、相关结构的相互关系。方法：将14只山羊以随机数字表方法随机平均分成两组，依动物模型的建立方法各组建立7只动物模型。于术后20个月对标本进行大体观察；对重建后的ACL组织进行HE染色，Masson染色光学显微镜检查；扫描电镜观察重建后的ACL组织内部形态和结构；影像学观察术后是否存在并发症，植入物对膝关节内滑膜、软骨及半月板等结构的影响。结果：术后12个月及16个月各组有一只实验山羊死亡，取材标本后于深低温冰箱储存。术后20周大体观察两组，膝关节无肿胀及挛缩畸形，切口愈合良好，关节活动度较对侧无差异。关节无纤维化，关节内半月板、软骨等结构无继发性损伤，滑膜组织无增生，LARS人工韧带关节内游离部分可见自体组织及滑膜的不规则包裹，保留残端组可见重建后的ACL在胫骨止点附近有更广泛的纤维包裹，无结节状残端出现。两组各见一例股骨部分固定金属钛螺钉钉尾退出于股骨隧道。HE检测见韧带自体组织包裹良好，Masson染色证实包裹的自体组织多为成熟的纤维组织，在隧道内包裹的纤维组织与骨组织界限清晰，纤维组织与骨呈直接过渡状态；扫描电镜见韧带内部组织生长情况良好，纤维成熟且局部排列整齐；影像学可见骨隧道明显的扩大征象。结论：LARS人工韧带术后关节内部分与骨隧道部分都有良好的纤维组织诱导能力；LARS人工韧带术后无脱屑及颗粒物导致的滑膜增生反应； LARS人工韧带具有较好的生物相容性。第二部分：LARS人工韧带重建ACL的生物力学检测目的：获得LARS人工韧带重建山羊前交叉韧带术后20个月生物力学方面的资料。方法：将取材的膝关节标本进一步修整，去除髌骨和多余的软组织，去除肌肉、关节囊、半月板及后交叉韧带，仅保留股骨、胫骨及中间连接的重建后的ACL部分，于胫骨及股骨远离关节面约15cm处离断胫骨及股骨以便夹具进行固定。将修整后的标本固定于可调式的夹具上，再将夹具固定于生物力学机。使调整好的标本中LARS人工韧带处于一条直线，保证其所受拉力的方向完全平行于LARS人工韧带本身。每组中随机抽取2只标本移除固定螺钉后进行拉力测试，剩余的4只标本进行保留金属螺钉的拉力测试，给予10N的预张力10分钟后，每分钟10mm等速拉伸标本，采用20Hz的频率进行记录，直至LARS人工韧带断裂或滑脱失效。结果：保留钛螺钉的标本能够提供足够的拉伸应力。移除钛螺钉的标本不具备足够的抗拉力性能，其平均拉力均小于300N，拉力测试均以LARS人工韧带在骨隧道内滑脱为结局；股骨螺钉滑脱的标本其最大失效拉力明显降低，最大拉力低于900N，同样以LARS人工韧带从骨隧道内滑脱为结局。结论：LARS人工韧带能够在关节的内环境中保持其较大抗拉伸特性，而无明显的疲劳。固定的钛螺钉仍然通过牢固的挤压为LARS人工韧带提供固定。第三部分：LARS人工韧带重建ACL的临床应用研究目的：评估LARS人工韧带重建前交叉韧带（ACL）术后3-7年膝关节功能，了解LARS人工韧带在人体组织内的形态变化。方法：选择符合标准的LARS人工韧带重建ACL患者57例（58膝），根据伤后至手术时间分为急、慢性损伤两组，对其进行多指标回顾性分析。其中再手术病例（3例4膝）对LARS人工韧带取材行组织学观察。结果：LARS人工韧带重建ACL术后关节功能，膝关节运动水平明显高于术前（P<0.01）；两组间膝关节功能的主观评分及客观评估无统计学差异（P>0.05）；影像学检查（X线及MR）显示平均1.5年中骨隧道呈不同程度进行性扩大，关节稳定性与骨隧道扩大程度无明显相关性（P>0.5），胫骨和股骨骨隧道扩大发生率无统计学差异（P>0.05）。组织学观察可见术后两年有规则排列纤维组织长入LARS人工韧带内，单束及成捆聚酯纤维间见广泛纤维连接。结论： LARS人工韧带重建ACL能够较好的恢复膝关节稳定性及功能。LARS人工韧带重建ACL术后骨隧道扩大现象存在，1.5年后趋于稳定，关节稳定性与术后骨隧道扩大程度无相关性；LARS人工韧带重建ACL术后可见自体组织包裹及长入良好；急性损伤与慢性损伤术后的各项评估资料对比无显著差异。