微骨折術(shù)結(jié)合自體滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞移植修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨損傷的臨床效果

陳子秋 劉順貴 劉義 龔泰芳

人體膝關(guān)節(jié)軟骨受到過(guò)高的壓力會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，內(nèi)在因素 ( 免疫性疾病、骨軟骨剝脫癥、代謝性疾病等 ) 和外在因素 ( 劇烈運(yùn)動(dòng)、外傷等 )均可能會(huì)導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，而到目前為止最有效的治療方法始終是手術(shù)治療[1]。膝關(guān)節(jié)中無(wú)血管、神經(jīng)和淋巴管，所以在損傷后難以修復(fù)，對(duì)患者的膝關(guān)節(jié)功能及活動(dòng)度產(chǎn)生嚴(yán)重影響[2]。

臨床上，傳統(tǒng)手術(shù)利用軟骨清洗成形術(shù)、關(guān)節(jié)鏡下沖洗等方式的治療效果均不理想，這些手術(shù)方法對(duì)患者軟骨造成較大的損傷，不利于患者術(shù)后康復(fù)[3]。微骨折術(shù)具有價(jià)格低廉、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，有臨床研究顯示微骨折術(shù)手術(shù)效果顯著、術(shù)后康復(fù)時(shí)間短、可顯著提升患者生活質(zhì)量，但有部分患者術(shù)后病情未發(fā)生好轉(zhuǎn)，因此需要采用二次手術(shù)[4]。

隨著生物工程學(xué)以及細(xì)胞治療學(xué)的發(fā)展，干細(xì)胞在疾病方面的治療研究已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)熱點(diǎn)。干細(xì)胞具有分化潛能，在特意的誘導(dǎo)條件下可以分化成為骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等多種功能性細(xì)胞。對(duì)機(jī)體損傷部位進(jìn)行修復(fù)[5]。因此，本研究采用分離的滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞 ( synovium-derived mesenchymal stem cells，SMSC ) 聯(lián)合微骨折術(shù)治療關(guān)節(jié)軟骨損傷的修復(fù)效果，以期為關(guān)節(jié)軟骨的臨床治療提供合理的治療方法和臨床依據(jù)。

資料與方法

一、納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 2016 年 1 月至 2017 年 6 月我院收治的膝關(guān)節(jié)軟骨損傷者；( 2 ) 符合膝關(guān)節(jié)軟骨損傷診斷標(biāo)準(zhǔn)者；( 3 ) 全層范圍的軟骨損傷者；( 4 )隨訪完整者。

2. 排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 傷口急性感染者；( 2 ) 10 天內(nèi)服用甾體化合物者；( 3 ) 10 天內(nèi)關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物者；( 4 ) 并發(fā)嚴(yán)重心、肝、腎等系統(tǒng)疾病者；( 5 )3 個(gè)月內(nèi)使用免疫抑制劑、生長(zhǎng)因子者。

二、一般資料

本組共 78 例，所有患者均為膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，其中男 42 例，女 36 例，患者平均年齡為 ( 61.04±9.25 ) 歲，病程為 ( 3.24±0.78 ) 個(gè)月?；颊呒凹覍倬榍易栽竻⑴c本研究。本研究獲得倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過(guò)。

根據(jù)治療方法不同分為研究組 ( 32 例 ) 和對(duì)照組 ( 46 例 )，研究組采用微骨折術(shù)結(jié)合滑膜干細(xì)胞移植進(jìn)行治療，對(duì)照組采用微骨折術(shù)進(jìn)行治療。兩組性別、年齡、體重、致傷原因、合并損傷、軟骨損傷面積等構(gòu)成比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＞0.05 )( 表 1 )。

表 1 兩組一般資料比較Tab.1 General data

三、手術(shù)方法

1. 微骨折術(shù)：患者取仰臥位，接受硬膜外麻醉，合并半月板損傷的患者先對(duì)破裂的半月板進(jìn)行修復(fù)，再行微骨折術(shù)修復(fù)軟骨損傷。對(duì)于合并前交叉韌帶斷裂的患者則先行微骨折術(shù)修復(fù)軟骨損傷，再對(duì)前交叉韌帶行重建修復(fù)術(shù)。在關(guān)節(jié)鏡下將軟骨組織修整整齊，并露出骨床，在軟骨缺損處與骨表面垂直處打孔，向孔內(nèi)緩慢注入關(guān)節(jié)沖洗液，當(dāng)觀察到孔中有骨髓溢出為止，沖洗關(guān)節(jié)腔內(nèi)殘留的碎屑?；颊呦ゲ勘?12 h，術(shù)后 1 個(gè)月內(nèi)盡可能臥床休息，在 1 個(gè)月后利用支具進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，且術(shù)后6 個(gè)月避免劇烈的運(yùn)動(dòng)[6]。

2. SMSC移植：經(jīng)患者知情同意后，在行微骨折術(shù)時(shí)獲取患者膝關(guān)節(jié)滑膜組織，在無(wú)菌條件下，采用等體積無(wú)血清的低糖 α-MEM 培養(yǎng)液將骨髓液稀釋混合均勻。室溫以 1000 r / min 離心 10 min，再將細(xì)胞重懸，緩慢注入等體積分離液，保持完整液體分界面，室溫以 1000 r / min 離心 10 min，去除中間的單個(gè)核細(xì)胞層，PBS 洗滌 2 次后重懸于含 10% 胎牛血清的 L-DMEM 培養(yǎng)液中，置于 37 ℃、5% 的 CO2飽和濕度條件下培養(yǎng)。培養(yǎng) 24 h 后換液并去除懸浮細(xì)胞，此后每 72 h 更換培養(yǎng)基并觀察細(xì)胞狀態(tài)。細(xì)胞長(zhǎng)至 80% 融合時(shí)，用胰酶消化并按照 1∶2 比例傳代[7]。

收集第三代細(xì)胞，以 PBS 重懸后加入 PE 標(biāo)記的鼠源抗體。并設(shè)置對(duì)照組?；旌暇鶆蚝笫覝乇芄夥跤?20 min。洗去未標(biāo)記抗體，將細(xì)胞重懸進(jìn)行分子表型檢測(cè)。

消化收集傳代培養(yǎng)后的 SMSC，每次給予患者關(guān)節(jié)損傷部位注射移植 SMSC 溶液 3～5 ml，其中含有 1×107個(gè) SMSC，總計(jì)移植 4 次。

四、術(shù)后隨訪

采用視覺(jué)模擬評(píng)分 ( visual analogue scale，VAS )對(duì)所有患者治療前及治療后 6 個(gè)月的疼痛程度進(jìn)行評(píng)分，疼痛分值代表疼痛程度，分值為 0～10 分，患者無(wú)痛則為 0 分；疼痛較輕，且處于可以忍受的范圍內(nèi)為 1～3 分；疼痛處于中度程度分值為 4～6 分；機(jī)體感受到劇烈疼痛，且忍受有限，則分值為 7～10 分，最痛為 10 分。

采用 HSS 評(píng)分對(duì)所有患者治療前及治療后膝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，HSS 評(píng)分包括以下指標(biāo)：疼痛，30 分；肌力，10 分；關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，10 分；活動(dòng)度，18 分；功能，22 分；屈曲畸形，10 分?？偡?00 分，分?jǐn)?shù)越高，表示患者膝關(guān)節(jié)功能好。

以 Tegner 評(píng)分來(lái)評(píng)價(jià)所有患者治療前及治療后膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能，患者選取最大動(dòng)作，得出對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)，以 1 分到 10 分來(lái)計(jì)算，分?jǐn)?shù)越高，表示患者膝關(guān)節(jié)功能好。

對(duì)所有患者治療后 6 個(gè)月的再次手術(shù)及不良反應(yīng)率加以統(tǒng)計(jì)，如感染、貧血等。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、治療前后兩組關(guān)節(jié)疼痛情況比較

對(duì)兩組手術(shù)前后關(guān)節(jié)疼痛的 VAS 評(píng)分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，術(shù)前兩組的 VAS 評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＝0.708 )，術(shù)后兩組的疼痛情況有顯著改善，VAS評(píng)分均明顯下降，兩組術(shù)后 VAS 評(píng)分與術(shù)前相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＝0.000 )，且研究組術(shù)后 VAS評(píng)分明顯低于對(duì)照組，術(shù)后研究組 VAS 評(píng)分與對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＝0.000 ) ( 表 2 )。

表 2 兩組術(shù)前術(shù)后 VAS 評(píng)分情況 (±s)Tab.2 Comparation of preoperative and postoperative VAS scores of the two groups (±s)

表 2 兩組術(shù)前術(shù)后 VAS 評(píng)分情況 (±s)Tab.2 Comparation of preoperative and postoperative VAS scores of the two groups (±s)

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二、兩組膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分情況比較

采用 HSS 評(píng)分方法對(duì)兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)整體功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，術(shù)前兩組 HSS 評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＝0.721 )，術(shù)后兩組關(guān)節(jié)功能得到明顯改善，關(guān)節(jié)功能 HSS 評(píng)分較術(shù)前相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＜0.05 )，而且在治療后，研究組關(guān)節(jié)功能 HSS 評(píng)分明顯高于對(duì)照組，研究組術(shù)后 HSS 評(píng)分與對(duì)照組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＝0.000 ) ( 表 3 )。

表 3 兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)功能 HSS 評(píng)分情況 (±s)Tab.3 Comparation of preoperative and postoperative knee function HSS scores of the two groups (±s)

表 3 兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)功能 HSS 評(píng)分情況 (±s)Tab.3 Comparation of preoperative and postoperative knee function HSS scores of the two groups (±s)

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采用 Tegner 評(píng)分方法對(duì)兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，兩組術(shù)前膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能 Tegner 評(píng)分相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P＝0.796 )，兩組術(shù)后膝關(guān)節(jié)功能 Tegner 評(píng)分與治療前相比較均明顯上升，兩組相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＝0.000 )，術(shù)后研究組的膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能 Tegner評(píng)分明顯高于對(duì)照組，兩組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＝0.000 ) ( 表 4 )。

表 4 兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能 Tegner 評(píng)分情況 (±s)Tab.4 Comparation of preoperative and postoperative knee joint function Tegner scores of the two groups (±s)

表 4 兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)功能 Tegner 評(píng)分情況 (±s)Tab.4 Comparation of preoperative and postoperative knee joint function Tegner scores of the two groups (±s)

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三、兩組術(shù)后不良反應(yīng)情況比較

對(duì)兩組術(shù)后 6 個(gè)月內(nèi)的不良反應(yīng)發(fā)生情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，研究組再次手術(shù)、白細(xì)胞減少、貧血、感染的發(fā)生率均低于對(duì)照組 ( 表 5 )。

表 5 兩組術(shù)后 6 個(gè)月不良反應(yīng)情況比較 [ n ( % ) ]Tab.5 Comparation of adverse reactions 6 months after surgery of the two groups [ n ( % ) ]

討 論

膝關(guān)節(jié)缺少血管、神經(jīng)和淋巴組織，所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要從滑液中獲得。損傷后的軟骨細(xì)胞自我修復(fù)難度較大，所以很容易引起關(guān)節(jié)的退行性變化[8]。因此想要取得較好的疾病控制效果，必須對(duì)損傷的關(guān)節(jié)軟骨采取及時(shí)、合理的修復(fù)措施[9]。關(guān)節(jié)鏡下微骨折術(shù)具有創(chuàng)傷小、操作簡(jiǎn)單、手術(shù)費(fèi)用低及術(shù)后恢復(fù)速度快的優(yōu)點(diǎn)[10-12]。

間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)缺損的軟骨進(jìn)行修復(fù)，最終使關(guān)節(jié)的功能恢復(fù)正常[13-14]。有研究人員采用關(guān)節(jié)鏡下微骨折術(shù)與關(guān)節(jié)清理術(shù)對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨缺損患者開(kāi)展臨床治療得出結(jié)果，以關(guān)節(jié)鏡下微骨折術(shù)治療的患者術(shù)后隨訪 18 個(gè)月的 Tegner 運(yùn)動(dòng)功能和 HSS 膝關(guān)節(jié)功能評(píng)分均明顯高于采用關(guān)節(jié)清理術(shù)治療的患者[15]。

有研究人員采用微骨折術(shù)對(duì)膝關(guān)節(jié)軟骨損傷的患者進(jìn)行治療，認(rèn)為該術(shù)式為一種短期療效確定的方法，但是也表示，一些在術(shù)后隨訪 18 個(gè)月后仍會(huì)表現(xiàn)出膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀[16]。雖然微骨折術(shù)對(duì)纖維軟骨進(jìn)行了相應(yīng)修復(fù)，但是術(shù)后纖維軟骨的抗高壓及耐磨能力與透明軟骨相比較均出現(xiàn)一定程度的降低。并且，青壯年患者在術(shù)后，長(zhǎng)期的高壓負(fù)重對(duì)纖維軟骨造成的壓力會(huì)對(duì)患者關(guān)節(jié)產(chǎn)生何種影響，均需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和探索[17]。

微骨折術(shù)與 Pridie 鉆孔術(shù)均屬于骨髓刺激手術(shù)，但由于微骨折術(shù)除了術(shù)中對(duì)缺損的軟骨下骨進(jìn)行打孔之外，還特意制作出多條微骨折線，多條微骨折線可形成網(wǎng)格，這將增加局部利于軟骨修復(fù)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞以及相關(guān)生長(zhǎng)因子、相關(guān)蛋白等的釋出，有利于血凝塊與孔的連接，從而使血凝塊的黏附更緊密，更容易分化成為纖維軟骨組織，從而達(dá)到修復(fù)的目的。筆者認(rèn)為，到目前為止對(duì)滑膜干細(xì)胞移植后對(duì)組織修復(fù)相關(guān)機(jī)制并不是十分明確，所以對(duì)白細(xì)胞減少及貧血等不良反應(yīng)的觀察是必要的。

本研究采用微骨折術(shù)聯(lián)合 SMSC 移植對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷患者進(jìn)行治療，顯示聯(lián)合治療具有比單獨(dú)采用微骨折術(shù)治療更好的緩解術(shù)后疼痛、促進(jìn)膝關(guān)節(jié)功能快速恢復(fù)效果，筆者認(rèn)為，SMSC 對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷具有明顯的修復(fù)效果，并且可以提高微骨折術(shù)術(shù)后康復(fù)速度，而且 SMSC 的修復(fù)作用可以減少患者術(shù)后不良反應(yīng)及再次手術(shù)的發(fā)生率，筆者認(rèn)為微骨折術(shù)聯(lián)合 SMSC 移植對(duì)關(guān)節(jié)軟骨損傷具有良好的修復(fù)效果，可以將關(guān)節(jié)軟骨損傷良好的手術(shù)方法進(jìn)行臨床推廣應(yīng)用。