膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中自體骨結(jié)構(gòu)性植骨聯(lián)合骨髓移植修復(fù)骨缺損13例

汪庚申 周瑾 牛存良 趙海燕 王世中△

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(Total Knee Arthroplasty，TKA)已被眾多研究者認(rèn)為是治療重度膝骨關(guān)節(jié)炎的最有效、最可靠的治療措施[1-3]。合并有嚴(yán)重屈曲內(nèi)翻畸形的重度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者常伴有嚴(yán)重的脛骨內(nèi)后側(cè)骨缺損，采用自體骨結(jié)構(gòu)性植骨的方法在術(shù)中修復(fù)骨缺損已經(jīng)成為常用的方法之一，如何促進(jìn)植骨后區(qū)域的穩(wěn)定生長(zhǎng)，避免出現(xiàn)骨吸收、骨不愈合成為關(guān)注的焦點(diǎn)[4]。筆者對(duì)符合納入標(biāo)準(zhǔn)的重度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎合并脛骨側(cè)骨缺損(Rand C型)13例(20膝)患者，在行TKA時(shí)采用自體骨結(jié)構(gòu)性植骨聯(lián)合濃縮骨髓移植的方式，進(jìn)行骨缺損的修復(fù)，在保持最大骨量的同時(shí)重建膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，取得滿意療效。現(xiàn)對(duì)其臨床資料進(jìn)行回顧性分析，報(bào)告如下。

1 臨床資料

2014年1月至2018年1月，對(duì)符合納入標(biāo)準(zhǔn)的13例(20膝)重度膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎患者進(jìn)行TKA手術(shù)，術(shù)中針對(duì)骨缺損進(jìn)行自體骨結(jié)構(gòu)性植骨并在其周圍注入濃縮骨髓。所用骨塊均為所截骨質(zhì)的拼湊骨塊；類風(fēng)性關(guān)節(jié)炎3例(6膝)，創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎1例(1膝)，原發(fā)性骨關(guān)節(jié)炎9例(13膝)；男3例(4膝)，女10例(16膝)；年齡58～78歲，平均(68.0±7.2)歲。所有膝關(guān)節(jié)假體均采用PS假體，2例(4膝)采用延長(zhǎng)桿分散應(yīng)力增加穩(wěn)定性。術(shù)前下肢負(fù)重全長(zhǎng)X線片提示膝內(nèi)翻畸形，內(nèi)翻角15°～30°，平均25.2°±3.4°。術(shù)前KSS(Knee Society Score)評(píng)分：功能評(píng)分為(24.1±6.2)分，臨床評(píng)分為(26.7±5.3)分。術(shù)前膝關(guān)節(jié)CT評(píng)估骨缺損為Rand C型。本研究經(jīng)過(guò)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(ww2001056)。

2 方法

2.1手術(shù)方法及術(shù)后處理

TKA的方案制定與實(shí)施均由同一治療組醫(yī)生完成，抗凝骨髓液的制備由血液科醫(yī)師參與進(jìn)行。麻醉生效后即在髂骨多點(diǎn)穿刺抽取約50 mL骨髓血備用，將抗凝骨髓血通過(guò)血液離心機(jī)進(jìn)行分離(速度為3 000 r/min，10 min)，離心后的中間層通過(guò)移液槍回收備用。正中切口髕旁內(nèi)側(cè)常規(guī)入路，依次截骨、處理軟組織、修復(fù)脛骨側(cè)骨缺損(具體分型判定、手術(shù)技巧及濃縮骨髓的注入見后文)，而后按步驟安裝假體，關(guān)節(jié)囊與切口周圍“雞尾酒”局部浸潤(rùn)注射，縫合完成后關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射氨甲環(huán)酸，不留置引流管，術(shù)畢彈力繃帶包扎。

2.2圍術(shù)期處理

術(shù)前0.5 h靜滴氨甲環(huán)酸與預(yù)防使用抗生素；術(shù)后8 h即開始低分子肝素鈣抗凝預(yù)防深靜脈血栓，術(shù)后3 h可加用一組靜滴氨甲環(huán)酸。麻醉恢復(fù)后即可按照入院時(shí)宣教的康復(fù)方案，督促患者進(jìn)行各關(guān)節(jié)主、被動(dòng)功能訓(xùn)練，次日即可在步行器的輔助下下地活動(dòng)并拍片復(fù)查；1周后膝關(guān)節(jié)屈伸功能訓(xùn)練在-5°～-90°，2周后達(dá)到120°，定期門診復(fù)查，了解植骨區(qū)域愈合情況及假體位置，評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)功能。

2.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

3 結(jié)果

13例(20膝)合并脛骨側(cè)骨缺損的患者在TKA中采用自體骨結(jié)構(gòu)植骨，同時(shí)在其植骨區(qū)域周圍鉆孔，注射濃縮骨髓成分。全部患者均獲得門診或信息平臺(tái)隨訪，隨訪時(shí)間為12～48個(gè)月，平均(24.0±5.6)個(gè)月。術(shù)前內(nèi)翻角度為15°～30°，平均25.2°±3.4°，術(shù)后為5°～8°，平均6.5°±2.3°，手術(shù)前后內(nèi)翻角差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=23.2，P<0.01)。術(shù)前HSS評(píng)分：功能評(píng)分為(24.1±6.2)分，臨床評(píng)分為(26.7±5.3)分；末次隨訪時(shí)功能評(píng)分為(88.3±5.4)分，臨床評(píng)分為(87.2±6.8)分；手術(shù)前后HSS評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t功能=35.8，t臨床=29.4，P<0.01)。其中優(yōu)(≥90分)2膝，良(80～89分)16膝，中(70～79分)2膝，優(yōu)良率為90%。術(shù)后6個(gè)月隨訪時(shí)植骨區(qū)域已愈合，假體無(wú)松動(dòng)、移位，至末次隨訪時(shí)未見植骨區(qū)域骨吸收、骨不愈合等，假體未見松動(dòng)、下沉、感染等跡象。典型病例影像資料見圖1-圖2。

圖1 患者，女，64歲，雙膝重度骨關(guān)節(jié)炎，雙側(cè)均行結(jié)構(gòu)性植骨

圖2 手術(shù)過(guò)程

4 討論

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療終末期膝關(guān)節(jié)病的首選方案，對(duì)于一些嚴(yán)重的膝內(nèi)翻患者，往往存在脛骨平臺(tái)的骨缺損。TKA中對(duì)骨缺損的修復(fù)成為手術(shù)成敗的關(guān)鍵因素之一，其穩(wěn)定程度直接影響到假體的使用壽命和遠(yuǎn)期可能翻修時(shí)的難度。目前，臨床上常用修復(fù)骨缺損的方法有自體骨或同種異體骨移植[5]、骨水泥聯(lián)合螺釘技術(shù)[6]、金屬墊塊技術(shù)[7]等，術(shù)中如何修復(fù)骨缺損是TKA成敗的主要因素之一[8]。目前常用的脛骨平臺(tái)骨缺損分型方法如下：Stokley等[9]按骨缺損是否累及外周骨皮質(zhì)來(lái)劃分提出的包容性和非包容性骨缺損，還有美國(guó)Anderson骨科研究所提出的AORI分型[10]，其分型實(shí)用性很強(qiáng)，常用在各類膝關(guān)節(jié)翻修技術(shù)上。而對(duì)于初次TKA，筆者認(rèn)為結(jié)合Stokley和Rand的兩種分型可以清晰描述骨缺損的類型、范圍及深度，在初次TKA時(shí)可以提供詳細(xì)術(shù)前計(jì)劃及術(shù)中處理方案。Rand C型脛骨側(cè)缺損[11]，術(shù)中再次明確其缺損深度≥10 mm，面積≥單側(cè)平臺(tái)的70%～90% 。此類骨缺損可供選擇的治療方式較多，可供選擇的修復(fù)方式也較多，常見的有自體骨打壓或結(jié)構(gòu)性植骨、骨水泥加螺釘、同種異體骨、金屬墊塊等方式，均取得了可靠的療效，也各有優(yōu)缺點(diǎn)，目前文獻(xiàn)報(bào)道尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。自體骨結(jié)構(gòu)性植骨因其來(lái)源廣泛、組織相容性好、費(fèi)用低廉等優(yōu)勢(shì)，已成為初次TKA中修復(fù)脛骨側(cè)骨缺損的常用方法之一。Windsor等[12]首先報(bào)道了采用自體骨移植治療脛骨近端骨缺損。駱浩等[13]報(bào)道在TKA中應(yīng)用自體骨結(jié)構(gòu)性植骨修復(fù)脛骨平臺(tái)骨缺損，可最大限度保留骨量，使缺損部位達(dá)到良好的修復(fù)效果。雖然目前沒(méi)有報(bào)道證實(shí)自體骨結(jié)構(gòu)性植骨后出現(xiàn)骨不愈合等病例的發(fā)生，但植骨依然存在著骨吸收、骨不愈合等風(fēng)險(xiǎn)[14]。本研究采用常用的自體骨結(jié)構(gòu)性植骨的方式對(duì)其進(jìn)行修復(fù)，雖然手術(shù)時(shí)間會(huì)略長(zhǎng)一些，但是可以最大程度保留骨量，同時(shí)材料費(fèi)用低廉，降低了醫(yī)療成本，無(wú)免疫排斥反應(yīng)。同時(shí)為了增加其植骨塊的穩(wěn)定性以便不影響術(shù)后盡早下地活動(dòng)，術(shù)中采用了各種手術(shù)技巧去增加植骨塊的穩(wěn)定性，同時(shí)筆者加用了濃縮的自體紅骨髓進(jìn)行局部注射，增加了骨塊愈合的概率，避免發(fā)生術(shù)后骨不愈合、骨吸收壞死、移位、塌陷等并發(fā)癥。

自體紅骨髓移植技術(shù)是基于骨髓基質(zhì)干細(xì)胞(BMSCs)及其相關(guān)生長(zhǎng)因子基礎(chǔ)之上的微創(chuàng)移植技術(shù)。筆者曾經(jīng)將此技術(shù)運(yùn)用在Garden Ⅲ、Ⅳ 型股骨頸骨折手術(shù)的治療上，取得了滿意的臨床效果[15]。BMSCs是胚胎時(shí)期中胚層組織共同的前體細(xì)胞，具有極強(qiáng)的多分化潛力及自我更新能力，在特定的條件下可直接分化為成骨細(xì)胞。在未分化的BMSCs、骨形態(tài)發(fā)生蛋白及各種生長(zhǎng)因子的共同調(diào)控作用下，軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞增殖分化，最后形成骨細(xì)胞以達(dá)骨愈合。同時(shí)它還可以刺激骨折周圍的其他組織細(xì)胞也分化轉(zhuǎn)變?yōu)楣羌?xì)胞，進(jìn)一步增加了骨折斷端的成骨能力。已有文獻(xiàn)表明骨折的愈合和胚胎時(shí)期骨骼形成的過(guò)程是基本相似的，其分子機(jī)制已經(jīng)有報(bào)道[16-17]。已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)在兔股骨粉碎性骨折骨愈合的不同階段，一期紅骨髓自體植入能夠促進(jìn)骨折修復(fù)，加快骨折愈合，縮短骨折愈合的時(shí)間[18]。成年人胸骨、髂骨等部位所取的紅骨髓，富含具有成骨潛力的多種生物活性因子，其中含有大量的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞及未分化的間葉細(xì)胞，因此成骨能力極強(qiáng)。為了提高移植骨髓中BMSCs的濃度，使其在有限的空間里盡可能多地充滿促進(jìn)骨愈合的活性因子，將骨髓血進(jìn)行離心，去除血清層和紅細(xì)胞層，將含有BMSCs最豐富的中間單核細(xì)胞濃集層分流回收，并將其注射入植骨塊事先設(shè)計(jì)好的小孔內(nèi)，四周再用骨蠟將連接縫隙進(jìn)行封閉。同時(shí)在髂骨處抽取骨髓后，可以誘導(dǎo)局部和全身的成骨反應(yīng)活躍。與此同時(shí)，移植后的紅骨髓可迅速滲透到移植骨塊與骨床松質(zhì)骨中，為其成骨提供新鮮的種子細(xì)胞，促進(jìn)植骨周圍軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞增殖分化，從而促進(jìn)骨的修復(fù)與重建。將此項(xiàng)技術(shù)與TKA中植骨塊愈合的需求相結(jié)合，筆者進(jìn)行手術(shù)的10例(16膝)患者均得到了良好的治療效果，因?yàn)楣菈K穩(wěn)定，所以并不影響患者下床活動(dòng)的時(shí)間，植骨塊均在3個(gè)月復(fù)查時(shí)達(dá)到完全愈合，其HSS評(píng)分也明顯提升，至末次隨訪優(yōu)良率達(dá)到93.7%。其中有1例缺損深度達(dá)到20 mm，面積約為單側(cè)平臺(tái)的70%，用截骨后的骨塊無(wú)法找到合適的匹配，因此選取了少量的自體髂骨進(jìn)行修整后修復(fù)缺損，同時(shí)選用延長(zhǎng)桿用來(lái)分散脛骨側(cè)應(yīng)力，增加其穩(wěn)定性，手術(shù)效果良好，但術(shù)后確實(shí)造成了患者髖部取骨區(qū)的疼痛不適。筆者總結(jié)術(shù)中植骨的一些經(jīng)驗(yàn)技巧如下：1)一定要將傾斜性或不規(guī)則性的骨缺損，用擺鋸和磨鉆打磨修整成規(guī)則的臺(tái)階樣骨缺損，必要時(shí)骨塊移植后用2.5 mm的螺釘輔助固定以增加骨塊的穩(wěn)定性。2)將自體骨的骨皮質(zhì)保留，放置在外側(cè)以增加受力強(qiáng)度，同時(shí)減少被吸收的可能性。3)保證術(shù)中假體安放后良好的力線，避免移植骨塊承受異常的壓應(yīng)力，有1例使用了延長(zhǎng)桿用來(lái)分散應(yīng)力，間接增加了其穩(wěn)定性。4)骨水泥使用時(shí)不宜過(guò)稀，以免滲入移植骨塊的縫隙中影響其生長(zhǎng)。5)為避免骨水泥凝固時(shí)溫度過(guò)高影響骨髓液中的活性成分，待假體安裝完成后再?gòu)墓菈K邊緣向中間骨床方向多點(diǎn)鉆孔，而后從側(cè)方用骨蠟將孔封閉。

本研究為回顧性研究，作為臨床病例分析仍有諸多不足：病例數(shù)較少，缺乏對(duì)照組，只是簡(jiǎn)單進(jìn)行了手術(shù)方法的治療前后對(duì)比。筆者將繼續(xù)收集樣本，在將來(lái)的研究中進(jìn)行分組，進(jìn)一步研究濃縮骨髓移植在促進(jìn)骨愈合方面及各個(gè)骨科亞專業(yè)上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。