骨細(xì)胞同種異體移植物用于踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后療效評(píng)估

劉建華

·論著·

骨細(xì)胞同種異體移植物用于踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后療效評(píng)估

劉建華

目的 評(píng)價(jià)骨細(xì)胞同種異體移植物(CBA)在踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中的有效性與安全性。方法 踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者56例，采用踝關(guān)節(jié)融合術(shù)治療，根據(jù)術(shù)中是否采用CBA填塞分為兩組，CBA組33例，術(shù)中采用CBA填塞；非CBA組23例，術(shù)中未采用CBA填塞。術(shù)后2個(gè)月對(duì)患者進(jìn)行影像學(xué)檢查，并記錄患者的視覺(jué)模擬(VAS)評(píng)分、美國(guó)足踝外科協(xié)會(huì)(AOFAS)踝-后足評(píng)分和SF-36健康狀況問(wèn)卷評(píng)分。結(jié)果 術(shù)后2個(gè)月，未使用CBA組融合率為52.2 %，使用CBA組融合率為87.9%；術(shù)后3個(gè)月，未使用CBA組融合率為77.3%，使用CBA組融合率96.9%。高?；颊?如糖尿病或肥胖)的融合率與正?；颊呷诤下氏喈?dāng)。使用CBA組患者疼痛、功能和生活質(zhì)量有明顯改善，無(wú)CBA相關(guān)的不良反應(yīng)。結(jié)論 使用CBA治療的患者，早期融合率及最終融合率均高于使用自體骨移植患者，并且不受高危因素的影響。CBA能促進(jìn)踝關(guān)節(jié)融合，是一種安全、有效的移植材料。

骨細(xì)胞同種異體移植物； 踝關(guān)節(jié)融合； 骨不連； 創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎

關(guān)節(jié)融合術(shù)可以改善創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、關(guān)節(jié)對(duì)位對(duì)線不良所致的功能障礙，融合的目的是減少關(guān)節(jié)疼痛、改善關(guān)節(jié)功能和提高生活質(zhì)量[1-3]。融合受多種危險(xiǎn)因素影響，如糖尿病、吸煙、酒精、骨質(zhì)疏松、非甾體類(lèi)抗炎藥、年齡和體重等。 自體骨移植一直作為踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中輔助治療的金標(biāo)準(zhǔn)。但是，自體骨的獲取往往會(huì)引起取骨部位疼痛，并增加了發(fā)生骨折、皮下積液和感染等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)[4]。此外，自體移植的數(shù)量有限，并且自體骨的質(zhì)量不能得到保證，尤其是在年齡較大的患者或者伴有一些其他疾病的患者中，這些問(wèn)題更為突出[5]。目前有多種骨移植物，包括合成的骨質(zhì)以及骨髓基質(zhì)和同種異體移植物。近年來(lái)，已出現(xiàn)可用的含有成骨細(xì)胞成分的骨移植替代物(cellular bone allograft CBA)[6]。本研究回顧性分析踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者使用CBA行踝關(guān)節(jié)融合治療的療效

對(duì)象與方法

一、對(duì)象

我院2013年4月～2016年4月收治的踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者56例，其中踝關(guān)節(jié)粉碎性骨折26例，Pilon骨折18例，骨折術(shù)后發(fā)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎7例，骨折術(shù)后距骨壞死3例，馬蹄內(nèi)翻足2例。高血壓、糖尿病、冠心病、肥胖(體質(zhì)指數(shù)>28g/m2)為高危因素，56例患者中高?；颊?1例，其中單純患高血壓患者6例，糖尿病患者2例，合并有高血壓、冠心病患者3例。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)關(guān)節(jié)面損傷或退行性變嚴(yán)重；(2)閉合性骨折；(3)按Morrey-Wiedeman關(guān)節(jié)炎分期均為終末期踝關(guān)節(jié)炎；(4)均行踝關(guān)節(jié)融合術(shù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn)：開(kāi)放性骨折；既往類(lèi)風(fēng)濕，Charcot關(guān)節(jié)病等影響骨關(guān)節(jié)疾病病史；既往踝關(guān)節(jié)手術(shù)植骨史。

二、方法

1.手術(shù)方法：患者取仰臥位，采用全身麻醉或硬膜外麻醉，常規(guī)使用下肢止血帶止血。根據(jù)患者病情選用前方入路(21例)和外側(cè)入路(35例)。術(shù)中清除增生機(jī)化的組織，充分分離兩側(cè)軟組織后清理關(guān)節(jié)面至暴露新鮮松質(zhì)骨，糾正踝關(guān)節(jié)畸形后給予固定，隨機(jī)選擇患者關(guān)節(jié)內(nèi)填塞等量CBA，選用腓骨或脛骨接骨板固定，必要時(shí)加用空芯螺釘。非CBA組患者不使用CBA填塞，余處理同CBA組。使用CBA患者33例，單純?nèi)诤匣颊?3例。

2.影像學(xué)和功能狀態(tài)分析：術(shù)后兩組患者均行石膏托外固定，維持踝關(guān)節(jié)背伸中立位，稍外旋外翻(外翻0°～5°，外旋0°～10°)。常規(guī)使用抗生素3天。依靠影像學(xué)檢查，在術(shù)后3個(gè)月評(píng)估融合效果。整體融合成功標(biāo)準(zhǔn)：各融合關(guān)節(jié)間出現(xiàn)橋接骨，沒(méi)有骨不連，所有關(guān)節(jié)位置維持在術(shù)后固定狀態(tài)。術(shù)后2個(gè)月、3個(gè)月拍踝關(guān)節(jié)正側(cè)位片觀察融合情況，并統(tǒng)計(jì)3個(gè)月時(shí)患者的視覺(jué)模擬評(píng)(VAS)、AOFAS踝與后足評(píng)分和SF-36健康狀況問(wèn)卷評(píng)分。記錄患者疼痛、踝關(guān)節(jié)功能和生活質(zhì)量狀態(tài)(QOL)。AOFAS踝與后足評(píng)分0～100分，得分較高代表關(guān)節(jié)功能有較大改善。VAS評(píng)分0～100，其中0表示沒(méi)有疼痛，100代表活動(dòng)時(shí)劇烈疼痛。

三、 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。AOFAS足踝評(píng)分和SF-36評(píng)分術(shù)前及術(shù)后變化的絕對(duì)平均值比較應(yīng)用t檢驗(yàn)。VAS評(píng)分比較用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

術(shù)后2個(gè)月復(fù)查，非CBA組融合12例，不融合11例，融合率為52.2%；CBA組融合29例，不融合4例，融合率87.9%，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后3個(gè)月復(fù)查，非CBA組融合17例，不融合6例，融合率為73.9%，CBA組融合32例，不融合1例，融合率96.9%)。CBA組融合與不融合患者之間植骨量無(wú)區(qū)別。其中，高?；颊?1例，有2例患者融合速度慢于正?；颊?，其余患者2個(gè)月后復(fù)查融合率為81.8%，與正?；颊呦嘟?87.9%)。術(shù)后3個(gè)月復(fù)查時(shí)融合率(91.1%)與正?；颊?96.9%)相近，且均高于非CBA組患者，表明CBA融合率不受高危因素影響。有高危因素與無(wú)高危因素患者間融合率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。CBA組與非CBA組AOFAS踝與后足評(píng)分比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，術(shù)后3個(gè)月時(shí)評(píng)分平均為(76.7±5.4)分，非CBA組為(65.3±7.6)分，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。CBA組術(shù)后3個(gè)月時(shí)VAS評(píng)分為(35.8±3.3)分，非CBA組為(46.7±5.7)分，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。CBA組術(shù)后3個(gè)月時(shí)SF-36量表分?jǐn)?shù)為(73.3±3.7)分，非CBA組為(59.8±6.3)，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)(表1)。

典型病例術(shù)后影像檢查，見(jiàn)圖1。

表1 兩組術(shù)前及術(shù)后各評(píng)分變化

注：與非CBA組比較，aP<0.05

患者 男，43歲。跟骨骨折內(nèi)固定術(shù)后繼發(fā)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，行脛距融合術(shù)；跟、距骨粉碎性骨折，行關(guān)節(jié)融合術(shù)；術(shù)后2個(gè)月復(fù)查，側(cè)位X線上可看到使用CBA跟距關(guān)節(jié)處有明顯骨化影(a)，未使用CBA者僅可觀察到少部分骨化現(xiàn)象(b)。

圖1 典型病例術(shù)后影像檢查

討 論

踝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面較膝、髖關(guān)節(jié)小，但其承受的體重卻大于膝髖關(guān)節(jié)，而踝關(guān)節(jié)接近地面，作用于踝關(guān)節(jié)的承重應(yīng)力無(wú)法得到有效緩沖，導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)容易發(fā)生較嚴(yán)重的損傷。當(dāng)各種病因引起踝關(guān)節(jié)嚴(yán)重受損時(shí)，踝關(guān)節(jié)融合術(shù)雖然使踝關(guān)節(jié)失去關(guān)節(jié)功能，但可以起到穩(wěn)定關(guān)節(jié)、解除疼痛、矯正畸形等作用[7]，成為臨床上治療踝關(guān)節(jié)終末期疾病的經(jīng)典術(shù)式。

提高踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后的融合率是手術(shù)的重中之重，CBA提供了成骨所必需的骨傳導(dǎo)支架、骨生長(zhǎng)因子和成骨細(xì)胞等3個(gè)屬性。本研究評(píng)估了CBA在踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中的有效性與安全性。為了盡可能接近踝關(guān)節(jié)的日常功能情況，該研究并未將有高危因素患者排除在外，并且沒(méi)有在診斷或手術(shù)治療方面進(jìn)行限制。結(jié)果證實(shí)，CBA的使用沒(méi)有出現(xiàn)任何安全問(wèn)題，因?yàn)闆](méi)有任何歸因于移植材料的不良事件。術(shù)后早期復(fù)查，患者的疼痛和功能評(píng)分較術(shù)前基線水平有明顯改善，并且早期融合率較非CBA組明顯增高。

最近，有學(xué)者發(fā)表了一項(xiàng)前瞻性、隨機(jī)化、多元化研究，137例患者共行203個(gè)關(guān)節(jié)的融合，從而對(duì)自體骨移植和含有重組生長(zhǎng)因子合成移植物材料進(jìn)行對(duì)比。對(duì)于行自體骨移植的關(guān)節(jié)，在第6和12個(gè)月時(shí)，單關(guān)節(jié)融合率分別為62.6%(127 / 203)和77.8%(158 / 203)。相比之下，在這項(xiàng)研究中接受CBA治療的受試者，單關(guān)節(jié)融合率在6個(gè)月和12個(gè)月時(shí)分別為81.1%(124 /153)和86.8%(112 / 139)，表明CBA比自體骨移植具有更好的治療效果[8]。

本研究可同時(shí)證明CBA在不同健康狀況人群中的治療效果。由于當(dāng)今社會(huì)普遍存在如肥胖、年齡和糖尿病等疾病，可能對(duì)骨愈合產(chǎn)生負(fù)面的影響。本研究試圖分析這些高危因素是否會(huì)影響CBA對(duì)關(guān)節(jié)融合的治療。若要得出明確的結(jié)論，仍需對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)組和正常組進(jìn)行隨機(jī)的對(duì)照研究。

以前的報(bào)告表明，糖尿病患者的破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞功能均顯著受損，這些功能缺陷可能導(dǎo)致骨不連的概率增加。由于CBA包含的成骨細(xì)胞僅來(lái)自于那些滿足特定的年齡和健康條件的供體，相比使用自體骨質(zhì)量不確定的骨移植物，這些存在于移植物中的正常骨細(xì)胞可能會(huì)緩解或者降低踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后骨不連的發(fā)生率。CBA中所含的細(xì)胞表達(dá)的標(biāo)志物與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞及成骨細(xì)胞和少量免疫細(xì)胞所表達(dá)的一致[9-10]。而凍存的同種異體骨移植物中的間充質(zhì)干細(xì)胞，也曾證實(shí)能夠繼續(xù)增殖并向成骨細(xì)胞分化。除了具有成骨成分，CBA同時(shí)包含由松質(zhì)骨和脫鈣皮質(zhì)骨，這些成分組合在一起，為骨的愈合提供了誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)和成骨等基本條件，共同促進(jìn)骨的有效修復(fù)。

在其他已發(fā)表的有關(guān)CBA的文獻(xiàn)中，已經(jīng)證明了其安全性和有效性[11]。早期CBA的使用僅在治療骨折骨不連和骨缺血性壞死方面證明有效。更具體地說(shuō)，這個(gè)早期的研究表明，自體移植在患者滿意度和融合率之間相一致，并在23例踝關(guān)節(jié)手術(shù)中證明具有良好的安全性和有效性。另一有關(guān)CBA的研究表明，1例行脛距關(guān)節(jié)融合術(shù)后感染患者，3個(gè)月后達(dá)到骨性愈合，并通過(guò)20例有高危因素患者證明3個(gè)月為融合術(shù)后最佳愈合時(shí)間[12]。相比之前這些報(bào)告，本研究更為嚴(yán)格、樣本數(shù)量更大、患者更多樣化，最終結(jié)果更為真實(shí)可靠。

臨床研究結(jié)果表明，CBA對(duì)提高更廣泛的患者群體，包括那些具有骨不連等高危因素的患者的融合成功率是一種安全并且有效的方式。CBA具有自體植骨的生物學(xué)特性，同時(shí)又去除了因基礎(chǔ)病造成的取骨部位的病變因素[13]，從而對(duì)融合術(shù)和術(shù)后患者的愈合提供了巨大的優(yōu)勢(shì)。CBA復(fù)合物成分的獲取僅來(lái)源于那些經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選的，年齡和健康狀況符合要求的捐贈(zèng)者，從而避免了使用由高危捐贈(zèng)者的細(xì)胞成分作為骨移植材料時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

本研究仍存在一定的局限性，如缺乏其他置入材料對(duì)照。此外，出于患者病情考慮，手術(shù)并沒(méi)有限制手術(shù)入路或固定方式，有可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

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(本文編輯：楊澤平)

Evaluation of the efficacy and safety of cellular bone allograft for ankle arthrodesis

LIUJianhua.

(DepartmentofOrthopaedics,People’sHospitalofDongxihuDistrictofWuhanCity,Wuhan430040，China)

Objective To evaluate the efficacy and safety of cellular bone allograft(CBA)in ankle arthrodesis.Methods The clinical data of 56 patients with traumatic ankle joint injury and ankle joint injury treated in our hospital from April 2013 to April 2016 were retrospectively analyzed.Imaging was performed at 3 months after surgery，and the visual analogue(VAS)score of the patients，the ankle and foot surgery score(AOFAS)，and the SF-36 health status questionnaire score were recorded.The group included 33 patients who were treated with CBA，and patients with simple fusion in the treatment group(n=23).Results 2 months after operation，the fusion rate of CBA group was 87.9% and the fusion rate of without CBA group was 52.2%.3 months after operation，the fusion rate of CBA group was not higher than that of group CBA，and the fusion rate was in group.The data showed a significant improvement in pain，function，and quality of life.No adverse events caused by CBA were observed during the study.Conclusion The rate of fusion was higher in patients treated with bone allograft(CBA)than in patients with autologous bone graft，and the fusion rate was not affected by high risk factors.CBA is a safe and effective graft material for the bone healing of damaged joints，which can provide an effective bone graft substitute for ankle arthrodesis.

cellular bone allograft； ankle fusion； nonunion； traumatic arthritis

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.04.017

430040 武漢市東西湖區(qū)人民醫(yī)院骨科

2016-12-12)