股骨頭壞死再生治療的研究進展*

汪亮 劉耀升劉蜀彬

（解放軍第307醫(yī)院骨科，北京100071）

股骨頭壞死再生治療的研究進展*

汪亮 劉耀升**劉蜀彬

（解放軍第307醫(yī)院骨科，北京100071）

股骨頭壞死（necrosis of the femoral head,ONFH）是以股骨頭血供嚴重減少和骨內(nèi)壓增高為病理特征的疾病。創(chuàng)傷和非創(chuàng)傷等原因均可以通過損害股骨頭內(nèi)血液循環(huán)的途徑導(dǎo)致ONFH，但其發(fā)病機制至今尚未完全明確。股骨頭缺血可引起骨髓細胞和骨細胞的死亡，最終導(dǎo)致壞死區(qū)塌陷[1]。ONFH是一種常發(fā)生于中青年患者的致殘性疾病，晚期可引起髖關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎。以細胞、生物材料支架和生物活性因子為代表的再生醫(yī)學(xué)是目前ONFH最有前景的治療方法之一，已被證明可以改善臨床療效。ONFH早期的股骨頭軟骨下骨板結(jié)構(gòu)完整，可以通過保留股骨頭的手術(shù)治療，如髓芯減壓術(shù)可以降低骨內(nèi)壓、誘導(dǎo)骨重建。濃縮骨髓源性細胞通過體外擴增的間充質(zhì)干細胞以及成骨或成血管源性生長因子（或兩者兼有）在促進骨再生方面具有巨大的潛能。ONFH進展期伴有軟骨下骨板塌陷者則需要行軟骨下骨重建術(shù)以獲得保留關(guān)節(jié)功能的效果。與膝關(guān)節(jié)類似的順行骨軟骨重建手術(shù)技術(shù)如骨軟骨移植術(shù)（鑲嵌式成形術(shù)）、基于基質(zhì)自體軟骨細胞植入或僅使用無細胞基質(zhì)移植，被認為可以保留關(guān)節(jié)功能、降低髖關(guān)節(jié)置換的需要。ARCOⅠ期和Ⅱ期ONFH由于軟骨下骨板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，髓芯減壓、帶血管或不帶血管蒂骨移植術(shù)以及股骨近端截骨術(shù)等關(guān)節(jié)保留技術(shù)仍然效果良好；而隨著病情進展，ARCOⅢ期和Ⅳ期ONFH的軟骨下骨板塌陷，長期隨訪多數(shù)病例需行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（totalhip arthroplasty,THA）。

1 基于細胞的治療方法

為了促進骨修復(fù)，結(jié)合或未結(jié)合輔助生長因子的具有成骨和成血管性的再生前體細胞用于ONFH的治療已成為可能[2]。在眾多細胞類型中，獲取于成體組織的間充質(zhì)干細胞（mesenchymal stem cells, MSCs）最具有應(yīng)用前景[3]。這些成體細胞可以在人體特定的組織中被檢測到，并且在維持皮膚、骨、血液等不同組織穩(wěn)定性方面扮演重要角色。MSCs有絲分裂增殖過程中沒有特定重要生物分子丟失，并且能夠分化為多種間充質(zhì)表型，包括成骨細胞、軟骨細胞以及脂肪細胞。在狗的ONFH實驗?zāi)Ｐ椭?，MSCs移植后表現(xiàn)出促進組織再生的能力，而本研究所觀測到的結(jié)果是否真正來源于MSCs移植后的成骨作用尚不清楚[4]。

合適的血管化對體內(nèi)大多數(shù)組織的存活和功能非常重要。如果沒有充分的血供，機體內(nèi)的細胞就會缺氧、缺乏營養(yǎng)，發(fā)生代謝產(chǎn)物的聚集，進一步破壞生化信號機制，影響組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致組織再生障礙。內(nèi)皮祖細胞（endothelial progenitor cells, EPCs）是一種能夠從骨髓和外周血分離、分化為成熟內(nèi)皮表型的梭型細胞[5]，其成血管和血管再生方面被廣泛研究，移植后可以促進血管形成[6]。然而，目前這些細胞在治療ONFH方面的研究進展尚未應(yīng)用于臨床。Feng等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，ONFH患者與健康對照組相比，循環(huán)的EPCs和菌落形成單位（colony forming units,CFUs）的數(shù)量顯著降低。此外，ONFH患者EPCs遷移能力受損，細胞衰老增速，導(dǎo)致血管生成和重建能力降低。

1.1 濃縮骨髓細胞

Hernigou和Beaujean[7]以及Hernigou等[8,9]首先將自體骨髓濃集細胞經(jīng)皮注射至壞死區(qū)治療ONFH，假設(shè)注入的自體骨髓濃集細胞可以復(fù)活再生修復(fù)壞死骨，重建骨小梁結(jié)構(gòu)。首先從患者的髂骨抽取骨髓細胞，進一步分離出其中的單個核細胞，髓芯減壓后，將濃集分離的單個核細胞注入股骨頭壞死區(qū)。該作者報道了116例189髖ONFH髖關(guān)節(jié)自體骨髓濃集單個核細胞移植后的治療效果，隨訪5～10年，145例早期ONFH（SteinbergI期或Ⅱ期)中的9例和45例晚期ONFH（SteinbergⅢ期或IV期)中的25例最終需行THA。但由于未設(shè)置對照組，移植的骨髓濃集單個核細胞（與單獨髓芯減壓相比）的有效性很難被證實。Gangji和Hauzeur[10]對早期ONFH（Steinberg I期或Ⅱ期）進行前瞻性對照研究，分別采用單純髓芯減

壓和自體濃集骨髓單個核細胞移植技術(shù)，平均隨訪2年，單純髓芯減壓組的8髖中5髖表現(xiàn)為影像學(xué)加重，自體骨髓單個核細胞移植組的10髖中僅1髖進展至軟骨下骨塌陷的嚴重階段。Gangji等[11]在另一項前瞻雙盲研究中對19例24髖ONFH分別行單純髓芯減壓和髓芯減壓結(jié)合自體濃集骨髓單個核細胞移植技術(shù)治療，隨訪5年，髓芯減壓組的11髖中8髖出現(xiàn)股骨頭軟骨下骨塌陷，而髓芯減壓結(jié)合自體濃集骨髓單個核細胞移植組的13髖中僅3髖發(fā)生軟骨下骨塌陷。Wang等[12]采用壞死病灶徹底清除、自體皮質(zhì)和松質(zhì)骨打壓植骨結(jié)合自體骨髓單個核細胞移植技術(shù)治療15例20髖ARCOⅡ期至Ⅲ期ONFH，平均隨訪時間為24個月（9～36個月），Harris評分從64分增加至85分，整體臨床成功率為80%。Rastoqi等[13]分別采用髓芯減壓結(jié)合分離的單個核細胞注入及單純髓芯減壓的方法治療40例60髖ARCOⅠ期、Ⅱ期或Ⅲ期ONFH，隨訪至少2年，MRI顯示髓芯減壓結(jié)合單個核細胞注入組與單純髓芯減壓組相比，病灶大小顯著減少（P=0.03），Harris評分顯著提高（P= 0.031）。

Sen等[14]將40例ONFH患者隨機分為兩組，分別采用髓芯減壓結(jié)合自體骨髓單個核細胞注入及單純髓芯減壓方法治療。Kaplan-Meier髖關(guān)節(jié)生存分析顯示，結(jié)合自體骨髓單個核細胞注入組的髖關(guān)節(jié)生存率顯著優(yōu)于單純髓芯減壓組。Liu等[15]對53例SteibergⅠ期、Ⅱ期ONFH患者分別采用髓芯減壓和（或）無骨髓單個核細胞移植結(jié)合納米羥基磷灰石聚酰胺骨填充材料植骨兩種方法治療，平均隨訪18個月，用髓芯減壓結(jié)合骨髓單個核細胞移植結(jié)合納米羥基磷灰石聚酰胺骨填充材料植骨組與對照組相比，Harris評分顯著提高，放射學(xué)和臨床成功率顯著提高。Mao等[16]采用通過旋股內(nèi)側(cè)動脈靶向給藥的方法治療78例Ficat分期Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期ONFH患者，術(shù)后隨訪5年，92.31%（72/78）的髖關(guān)節(jié)獲得滿意的臨床療效，僅7.69%（6/78）失敗而需行THA。Kaplan-Meier生存分析顯示軟骨下骨塌陷前、后的生存率差異顯著。

1.2 體外擴增自體骨髓干細胞

與自體骨髓細胞濃縮不同，體外MSCs的擴增和進一步處理被美國食品與藥物管理局（FDA）和歐洲醫(yī)藥管理局（EMA）等監(jiān)管機構(gòu)嚴格管理[17]。多數(shù)情況下，MSCs是通過相位梯度分離（即菲可或流式細胞法）后再黏附于塑料組織培養(yǎng)皿上而獲得。

Müller等[18]采用體外擴增骨髓源性MSCs對糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的股骨髁ONFH患者進行治療。5例患者分別從髂后上嵴采集骨髓血后進行MSCs分離并擴增三代。MSCs在0.1%的血清蛋白鹽水中再懸浮并移植到壞死區(qū)，5例患者平均隨訪16個月，病情均未進展。然而由于該項研究缺少對照組，療效是否歸因于注入MSCs尚不明確。

除了采用懸浮技術(shù)分離傳遞細胞外，各種基質(zhì)如陶瓷、膠原海綿、水凝膠和生物降解聚合物等均可被用作細胞傳遞[3]。大直徑髓芯減壓可為載有細胞的生物材料移植至壞死區(qū)提供條件。在MSCs促進組織形成的同時其載體支架發(fā)生降解，因此此類載體支架需具有生物相容、可代謝等特性。在ONFH的治療中，自體或異體移植骨（脫鈣松質(zhì)骨基質(zhì)）以及合成生物材料[如β-磷酸三鈣（β-tricalcium phosphate,β-TCP）]均可作為MSCs移植的合適載體[3]。

Kawate等[19]報道采用帶血管蒂腓骨移植聯(lián)合β-TCP合成陶瓷和骨髓源性MSCs移植治療3例激素誘導(dǎo)的晚期ONFH（SteinbergⅢ期或Ⅳ期）。髓芯減壓術(shù)4周前，從髂骨嵴抽取15m l骨髓血，分離MSCs后并在自體血清中擴增。10 d后，MSCs種植于β-TCP顆粒繼續(xù)培養(yǎng)2周。患者接受髓芯減壓同時，種植有MSCs的β-TCP顆粒打壓植入減壓隧道后再行帶血管蒂的腓骨移植。隨訪34個月，3例晚期ONFH患者病情均無進展。即使晚期ONFH和激素誘導(dǎo)ONFH均被證實為影響保留關(guān)節(jié)手術(shù)治療效果的預(yù)后不利因素，研究結(jié)果仍然令人鼓舞，但此項研究僅包括一小部分患者且未設(shè)立對照組。

N?th等[20]采用髓芯減壓后打壓植入種植有骨髓基質(zhì)細胞的β-TCP顆粒治療早期ONFH（ARCOⅡ期）。所應(yīng)用的細胞由MSCs、EPCs及造血祖細胞（hematopoietic progenitor cells,HPCs）組成。術(shù)中首先從患者雙側(cè)髂后上嵴抽取骨髓血100 m l，在GMP系統(tǒng)（美國Aastrom Biosciences公司提供）自體血清培養(yǎng)基上連續(xù)擴增12 d。通過熒光激活細胞分選系統(tǒng)檢測顯示，與自體骨髓濃集單個核細胞形態(tài)相比，MSCs、EPCs及HPCs等表達的表面標志分子（CD90、CD133、CD90）顯著增高，表明上述細胞類型較豐富[20]。術(shù)中暴露股骨近端，通過中空鉆去除骨栓以實現(xiàn)髓芯減壓：對于壞死面積較小的ONFH（ARCOⅡA期）,首先在壞死區(qū)中央穿入1枚克氏針作為導(dǎo)針，再使用直徑為10mm的中空鉆順導(dǎo)針鉆入；對于壞死面積較大的ONFH（ARCOⅡB期和ⅡC期）則需要使用兩個中

空鉆順導(dǎo)針鉆入以實現(xiàn)髓芯減壓。隨后將β-TCP顆粒（美國Orthovita公司提供）置入自制的塑料模具，再將TRC懸浮液均勻種植于β-TCP顆粒。將術(shù)中獲取的自體血清浸潤β-TCP顆粒，以利于種植有TRC懸浮液的β-TCP顆粒在骨內(nèi)粘合。使用漏斗導(dǎo)向裝置（美國Orthovita公司提供）順減壓隧道將富含TRC懸浮液及自體血清的β-TCP顆粒置入壞死區(qū)。最終，髓芯減壓隧道被上述制備的生物工程化的β-TCP顆粒骨柱所填充。所有患者隨訪24個月病情無進展。

Zhao等[21]將100例早期ONFH患者隨機分配到骨髓間充質(zhì)干細胞（bonemarrowmesenchymal stem cell,BMMSC）組和髓芯減壓治療組，BMMSC組治療的髖關(guān)節(jié)接受自體股骨轉(zhuǎn)子下骨髓源性并體外擴增BMMSCs移植。隨訪60個月，BMMSC治療組與髓芯減壓組比較，術(shù)前分期髖關(guān)節(jié)評分顯著改善，股骨頭低信號區(qū)域明顯減少，兩組均無并發(fā)癥發(fā)生。Aoyama等[22]采用混合β-TCP顆粒的自體血清培養(yǎng)自體骨髓源MSCs細胞（0.5～1.0）×108移植治療10例3期ONFH，平均骨量由（56.5±8.5）cm3增加至（57.7±10.6）cm3，JAO評分由（65.6±25.5）分提高至（87.9±19.0）分。

1.3 異體骨髓干細胞

由于異體骨髓干細胞可制備成現(xiàn)成的產(chǎn)品，采用異體骨髓干細胞代替自體骨髓干細胞治療ONFH有更大的經(jīng)濟學(xué)優(yōu)勢。而異體MSCs移植治療ONFH隱藏著疾病傳播和免疫排斥的危險[23]。因此，對于非致命性O(shè)NFH患者群體而言，異體MSCs移植方法的風險-效益分析必須嚴格執(zhí)行。目前，異體MSCs移植治療ONFH僅局限于實驗室研究[24]，其臨床應(yīng)用似乎僅適合于缺少其他治療手段的嚴重疾病，如成骨不全。通過全身使用已分離的異體骨髓MSCs治療嚴重成骨不全的兒童病例，發(fā)現(xiàn)細胞移植和增殖的速度明顯增加[25,26]。

2 生長因子

成骨細胞、血小板和炎性細胞產(chǎn)生大量的生長因子，包括骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bonemorphogenetic proteins,BMPs）[27,28]、胰島素樣生長因1（insulin-like grow th factor 1,IGF1）和IGF2、轉(zhuǎn)化生長因子-β1（transform ing grow th factor-β1,TGF-β1）、血小板衍化生長因子（plateler-derived grow th factor,PDGF）和成纖維細胞生長因子2（fibroblast grow th factor 2, FGF2），在骨愈合中有很大功效。上述生長因子儲存于骨基質(zhì)中，并在基質(zhì)吸收期間被基質(zhì)金屬蛋白酶激活，加之炎癥過程中的酸性環(huán)境可激活潛在的生長因子，后者有助于MSCs的趨化、遷移、增殖以及分化為成骨細胞或軟骨細胞[27,28]。生長因子和其他細胞因子通過復(fù)雜的相互作用表達上述功能。Wang等[29]的研究發(fā)現(xiàn)，減壓或未減壓ONFH中BMP-2的表達和正常動物相比顯著降低。因此，成骨生長或分化因子被認為是ONFH保留關(guān)節(jié)的一個潛在的、有前途的治療方法。

2.1 成骨生長因子：BMPs BMPs

骨組織愈合主要被多種TGF-β所控制。特別是BMPs通過刺激間充質(zhì)祖細胞誘導(dǎo)骨和軟骨形成，而僅一部分BMPs在骨重新形成中被證明有骨誘導(dǎo)活性，并以BMP-2、BMP-4、BMP-7和BMP-9作用顯著[27,28]。Lieberman等[30]采用髓芯減壓結(jié)合脫抗原重組人BMP-2（50mg）和非膠原蛋白的自溶腓骨移植治療15例17髖ONFH（FicatⅡ期或Ⅲ期），平均隨訪53個月，3例患者（1例FicatⅡ期和2例FicatⅢ期）由于臨床癥狀加重和放射學(xué)進展最終需行THA。

Mont等[31]采用脫鈣骨基質(zhì)（dem ineralized bone matrix,DBM）、異體骨條、載有BMP-7熱塑性載體的三相骨替代物移植方法治療19例21髖ONFH，隨訪48個月，Harris評分均＞80分，86%的髖關(guān)節(jié)療效良好。在另一項回顧性隊列研究中，Mont等[32]采用載有BMP-7的自體未帶血管骨移植物治療33例39髖ONFH（22例FicatⅡ期，17例FicatⅢ期），平均隨訪36個月，22例髖關(guān)節(jié)中的4例（FicatⅡ期）和17例髖關(guān)節(jié)中的11例（FicatⅢ期）需行關(guān)節(jié)置換術(shù)。由于該研究缺乏隨機對照研究，且臨床病例數(shù)較少，目前BMPs是否具有良好促進骨壞死修復(fù)的臨床效果仍不清楚。

Mont等[33]的另一項研究在犬股骨頭前外側(cè)面制作成一個實驗性骨缺損模型。治療組采用載有250mg/g的BMP-7自體髂骨移植填充，同時設(shè)空白對照組，術(shù)后4個月時對照組所有動物股骨頭塌陷并伴有透明軟骨退化，治療組結(jié)合或未結(jié)合BMP-7的自體骨移植具有保護軟骨下骨、生成透明軟骨的效果，BMP獨立補充自體骨移植后，放射學(xué)顯示骨重建效果良好。

Simank等[34]通過酒精注射方法建立羊ONFH模型，進而探究BMP-2和BMP-14加載膠原支架治療ONFH的潛能。術(shù)后3個月，BMP加載支架生長因子治療組與非BMP加載支架組比較，顯示出較好的組織形態(tài)學(xué)骨再生。在使用同樣動物模型的情況下，BMP-14加載羥磷灰石表面涂層膠原支架（美國強生

公司提供）可顯著改善壞死區(qū)的骨重建；反之，無BMP-14加載的羥磷灰石表面涂層膠原支架組顯示，僅部分缺損區(qū)有纖維組織填充，術(shù)后12周后仍可見壞死存留[35]。

為了在缺損區(qū)獲得骨誘導(dǎo)或血管生長因子長期作用的有效性，可以轉(zhuǎn)導(dǎo)基因修飾細胞合成和分泌所需要的蛋白質(zhì)?；诠钦T導(dǎo)的基因工程方法已成為提高骨修復(fù)能力的有效方法，一般使用兩種方式：①直接在體內(nèi)傳遞基因結(jié)構(gòu)；②體外轉(zhuǎn)導(dǎo)后再行細胞移植繼而表達骨誘導(dǎo)作用[3]。轉(zhuǎn)導(dǎo)基因的選擇取決于以下因素：特定的基因、作用目標、理想的基因表達時間和傳遞載體的特性。

Tang等[36]通過結(jié)扎誘導(dǎo)羊的旋股內(nèi)外側(cè)動脈附加注入液氮的方法誘導(dǎo)建立雙側(cè)ONFH模型。將結(jié)合BMP-2或β-半乳糖苷酶的MSCs種植于β-TCP支架，經(jīng)髓芯減壓后3周時植入組織工程化支架，對照組（僅髓芯減壓組）4個月后顯示股骨頭發(fā)生結(jié)構(gòu)崩解和軟骨下骨塌陷；治療組未觀察到進展。與β-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)導(dǎo)組相比，BMP-2轉(zhuǎn)導(dǎo)組中缺損處骨再生活躍，有很多數(shù)量的新骨形成，抗壓縮強度和骨密度較高。Vandermeer等[37]在動物模型研究中發(fā)現(xiàn)，BMP-2結(jié)合伊班膦酸鹽可刺激缺血性骨壞死中正確的骨形成，而降低股骨頭畸形。

Papanagiotou等[38]采用不帶血管自體腓骨移植結(jié)合BMP-7治療7例ONFH（SteinbergⅡ期、Ⅲ期），術(shù)后隨訪4年，Harris功能評分顯著改善，5髖股骨頭仍保持球形，定量CT顯示壞死骨中出現(xiàn)了與正常骨類似的骨密度。

2.2 血管生長因子：血管內(nèi)皮生長因子（vascularendo rendo--thelialgrow th factor,VEGF,VEGF）

VEGF控制胚胎期間和成體后組織重建中的許多細胞事件，如血管再生和血管生成等。Yang等[39]在兔股骨頭壞死區(qū)植入負載有VEGFDNA質(zhì)粒的膠原支架，術(shù)后8個月與未負載有VEGFDNA質(zhì)粒的膠原支架植入的對照組相比，實驗組有顯著的骨形成。術(shù)后體內(nèi)VEGFDNA質(zhì)粒成功轉(zhuǎn)染局部細胞以及VEGF表達僅需2周。Gao等[40]采用VEGF受體2抗體在高發(fā)病率的大鼠中誘導(dǎo)ONFH，并認為局部血管生成阻塞是建立ONFH動物模型的一種有效方法。

2.3 其他生長因子

2.3.1 粒細胞集落刺激因子（granulocyte colony stimulating factor,G-CSF）和干細胞因子（stem cell factor, SCF）：G-CSF是一種糖蛋白，同時也是生長因子和細胞素，具有兩種亞型，均能夠刺激骨髓基質(zhì)細胞的增殖并能在循環(huán)血量中提高它們的穩(wěn)定性。SCF是一種在控制造血干細胞分化中扮演重要角色的細胞素。Wu等[41]在兔ONFH模型中肌內(nèi)注射G-CSF和SCF后，與對照組相比，治療組壞死區(qū)血管形成增加顯著（3.3倍），血管密度增高明顯（2.6倍），骨形成明顯。然而，祖細胞動員的血管生成/成骨分化是否能直接導(dǎo)致血管化增多和骨形成，或者在缺損部位這些營養(yǎng)活性提高的細胞是否能激活內(nèi)源性祖細胞尚不清楚。Wu等[42]在最近的一項研究中發(fā)現(xiàn)，G-CSF/SCF治療能提高血清骨鈣素的分泌，但抑制了血清抗酒石酸鹽酸性磷酸酶5b（tartrate-resistantacid phosphatase 5b,TRAP5b）的表達。組織形態(tài)學(xué)分析顯示，G-CSF/ SCF能提高松質(zhì)骨礦化沉積率（m ineral apposition rate,MAR）和骨形成率（bone formation rate,BFR）。與激素組相比，治療組骨壞死的發(fā)生率顯著降低。

2.3.2 肝細胞生長因子（hepatocyte grow th factor, HGF）：HGF是一種多功能細胞素，具有控制細胞生長、運動和形態(tài)發(fā)生的功能，并可與VEGF表現(xiàn)協(xié)同作用。Wen等[43]采用髓芯減壓結(jié)合HGF基因修飾的MSCs移植治療激素誘導(dǎo)的兔ONFH，與單純髓芯減壓組相比，治療組MRI、CT掃描和免疫組化均顯示有規(guī)則的骨小梁形成及明顯的血管化。Wen等[44]發(fā)現(xiàn)與對照組相比，創(chuàng)傷后HGF-轉(zhuǎn)基因MSCs移植可通過一個反向的Ⅰ型膠原蛋白表達模式增加VEGF表達，進而促進ONFH的修復(fù)。

3 晚期ONFH中“順行”骨軟骨重建

ONFH進展至晚期（ARCOⅢ期和Ⅳ期）可發(fā)生股骨頭軟骨下骨結(jié)構(gòu)解體，導(dǎo)致股骨頭塌陷。髓芯減壓和自體骨移植等“逆行”保留關(guān)節(jié)的手術(shù)方式對控制股骨頭透明軟骨即將發(fā)生迅速退變作用有限。

多數(shù)情況下，THA仍被認為是治療晚期ONFH的唯一治療方式。然而，作為保留關(guān)節(jié)技術(shù)的自體或異體骨軟骨移植、伴自體軟骨細胞移植（autologous chondrocyte implantion,ACI）骨移植，或無細胞基質(zhì)的移植等技術(shù)至今尚未得到充分應(yīng)用。該項技術(shù)首先要自髖關(guān)節(jié)前方入路行股骨頭脫位，繼而顯露骨軟骨缺損區(qū)，手術(shù)創(chuàng)傷大，技術(shù)要求高[45]。

3.1 骨軟骨移植（鑲嵌式成形術(shù)）

Meyers等[46,47]在21例進展期ONFH（FicatⅡ～Ⅳ期）髖關(guān)節(jié)前脫位及骨軟骨缺損區(qū)清創(chuàng)處理后行自體和異體骨軟骨移植，隨訪1.5～5年，成功率為71%～

80%，但該組患者致病因素中激素誘導(dǎo)型僅占50%。在髓芯減壓和帶血管腓骨移植擴大無效后，Sotereanos等[48]報道1例36歲ONFH患者采用3根取自股骨頭外下方非負重區(qū)圓柱型骨軟骨棒移植填充骨缺損區(qū)，隨訪5年，Harris評分為96分，患髖無疼痛，運動范圍正常。

Rittmeister等[49]對5例晚期ONFH行骨軟骨移植，平均隨訪57個月，僅1例治療成功，術(shù)后隨訪31個月髖關(guān)節(jié)功能正常，4例最終行THA。

3.2 ACI ACI

ACI是一種治療膝和踝關(guān)節(jié)全層軟骨缺損的合適技術(shù)[50]，目前在髖關(guān)節(jié)應(yīng)用較少，在ONFH治療中僅有1例報道。Akimau等[51]采用第一代ACI修飾技術(shù)治療1例31歲男性創(chuàng)傷性O(shè)NFH患者：首先采用關(guān)節(jié)鏡技術(shù)從同側(cè)膝關(guān)節(jié)采取健康的240mg透明軟骨行軟骨細胞分離和單層培養(yǎng)擴增超過3周，二次手術(shù)中脫位并暴露股骨頭，清除退變軟骨和壞死骨后，注入6×106軟骨細胞的膠原蛋白I型細胞膜植入缺損部位，隨訪18個月，Harris評分從術(shù)前45分提高至術(shù)后76分。關(guān)節(jié)鏡檢顯示2mm厚的修復(fù)組織由纖維組織及少量的透明軟骨樣組織構(gòu)成。

3.3 無細胞基質(zhì)移植

通過使用各種支架材料[3,52,53]，基于基質(zhì)的ACI被認為是治療全層軟骨缺損的有效臨床方法。以往的ACI采集均來自于體外細胞處理，不但費時且費用昂貴。文獻曾經(jīng)報道了一種結(jié)合軟骨下骨微骨折[54]的無細胞支架（自體基質(zhì)誘導(dǎo)軟骨形成）技術(shù)[55]。N?th等[56]報道了3例采用無細胞基質(zhì)移植技術(shù)治療的進展期ONFH（ARCOⅢ期）：股骨轉(zhuǎn)子區(qū)翻轉(zhuǎn)截骨后行髖關(guān)節(jié)脫位暴露股骨頭，于骨軟骨缺損區(qū)清創(chuàng)后反復(fù)用鉆頭穿透硬化骨，繼而骨缺損區(qū)用自體松質(zhì)骨移植填充，軟骨缺損區(qū)用無細胞基質(zhì)的膠原I型水凝膠移植。

4 小結(jié)

髓芯減壓是早期ONFH治療的一項金標準，與非手術(shù)治療相比效果優(yōu)越[57]。復(fù)雜外科技術(shù)如不帶血管/帶血管的自體骨移植可以促進骨再生、保存關(guān)節(jié)生理功能，獲得更加可靠的臨床效果[58,59]。近十年來，有關(guān)間葉祖細胞[3,4]和生長因子[3,27,28,36,39,56]的體外或體內(nèi)移植在肌肉骨骼組織疾病中的研究正得到方興未艾的發(fā)展。有關(guān)濃縮自體骨髓細胞、分離骨髓源性祖細胞以及多種生長因子治療ONFH的臨床研究已被報道，并被證明為有前途的治療方法[7-11,32,33]。而與常規(guī)治療相比，至今基于細胞和生長因子的治療方法多數(shù)缺乏臨床試驗對照組，這種臨床設(shè)計的缺陷足以讓人對其臨床有效性產(chǎn)生質(zhì)疑，故采用細胞和生長因子治療是否可以以及多大程度促進骨再生仍不確定。

此外，體外處理/擴增細胞被國際和國家監(jiān)管機構(gòu)（如FDA和EMA）歸類為高級治療性藥物產(chǎn)品（advanced therapymedicinal products,ATMPs）。ATMPs必須滿足特定的安全和質(zhì)量標準，細胞的處理必須符合GMP規(guī)范，這種細胞治療在用于特定目標疾病前必須進行動物實驗及一期/二期對照性臨床研究[17]。對于細胞處理，這個標準要依賴標準的GMP條件；對于針對性疾病要有足夠的臨床前期的演示以及對照臨床階段。一方面，細胞治療的醫(yī)療技術(shù)需要FDA和EMA的批準，增加了研究時間和成本；另一方面，細胞治療在肌肉骨骼疾病應(yīng)用中的對照研究在監(jiān)管框架內(nèi)成為可能。由于難以解決的安全問題，ONFH的基因治療目前尚不適宜。

以軟骨下骨塌陷為特點的晚期ONFH骨軟骨缺損的治療在矯形外科中仍是一個難題。因此，絕大多數(shù)年輕患者仍需要行THA。目前，關(guān)節(jié)保存骨軟骨再生技術(shù)如基于基質(zhì)ACI或移植的臨床應(yīng)用尚不成熟，原因之一是術(shù)中要求行髖關(guān)節(jié)脫位并將骨軟骨移植物順行植入股骨頭缺損處[45]。

以組織工程技術(shù)為基礎(chǔ)的保留關(guān)節(jié)的手術(shù)方法在恢復(fù)股骨頭完整性方面具有很大的潛能[3,56]。值得注意的是，有關(guān)此類治療方法的少數(shù)病例報道結(jié)果差異較大，包括全部治療失敗至完全治療成功恢復(fù)髖關(guān)節(jié)功能[46,47-49,51]。必須設(shè)計嚴格的隨機對照臨床實驗研究，以評估新生的組織工程再生方法在ONFH治療中的應(yīng)用價值。

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北京市科委首都臨床特色應(yīng)用研究《股骨頭壞死鉭棒技術(shù)適應(yīng)證優(yōu)選與個性化治療技術(shù)規(guī)范》（Z121107001012093）

**通信作者：劉耀升，E-mail:15810069346@qq.com