富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死

doi:10.12307/2022.588

中国组织工程研究 ›› 2022, Vol. 26 ›› Issue (15): 2347-2351.doi: 10.12307/2022.588

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富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死

柴乐，丁晓，王斌，陈旭，郭甲瑞，朱光普，余进伟

焦作市第二人民医院，河南省焦作市 454150

收稿日期:2021-07-20 修回日期:2021-09-04 接受日期:2021-10-21 出版日期:2022-05-28 发布日期:2022-01-05
通讯作者: 余进伟，主任医师，焦作市第二人民医院，河南省焦作市 454150
作者简介:柴乐，男，1991年生，河南省焦作市人，汉族，2019年浙江中医药大学毕业，硕士，医师，主要从事骨与关节专业的研究。

Effect of platelet-rich plasma with bioceramic system on the treatment of ARCO stage II osteonecrosis of the femoral head

Chai Le, Ding Xiao, Wang Bin, Chen Xu, Guo Jiarui, Zhu Guangpu, Yu Jinwei

The Second People’s Hospital of Jiaozuo City, Jiaozuo 454150, Henan Province, China

Received:2021-07-20 Revised:2021-09-04 Accepted:2021-10-21 Online:2022-05-28 Published:2022-01-05
Contact: Yu Jinwei, Chief physician, the Second People’s Hospital of Jiaozuo City, Jiaozuo 454150, Henan Province, China
About author:Chai Le, Master, Physician, the Second People’s Hospital of Jiaozuo City, Jiaozuo 454150, Henan Province, China

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
富血小板血浆：将动物或人的全血经过离心后得到的富含高浓度血小板的血浆，在其中加入凝血酶后可变为胶状物，因此也被称为富血小板凝胶或富血小板白细胞凝胶。富血小板血浆中含有大量的生长因子，如血小板源性生长因子、转化生长因子β、胰岛素样生长因子1等。
股骨头坏死：又称为股骨头缺血性坏死或股骨头无菌性坏死，指股骨头血供受损或中断导致骨髓成分及骨细胞死亡，继而导致股骨头结构改变及塌陷，引起患者髋关节疼痛及功能障碍的疾病，是造成青壮年髋关节残疾的常见疾病之一。

背景：生物陶瓷系统可通过多孔结构引导大转子附近及股骨颈血运至股骨头促进坏死修复，部分恢复股骨头颈力学性能，目前已被广泛应用于早期股骨头坏死的治疗。富血小板血浆对早期股骨头坏死的治疗具有一定的积极作用。
目的：探讨富血小板血浆联合生物陶瓷系统置入治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死的临床疗效。
方法：选择2016年7月至2020年5月焦作市第二人民医院收治的60例单侧ARCO Ⅱ期股骨头坏死患者，采用随机数字表法分2组，对照组30例接受生物陶瓷系统置入治疗，试验组30例接受自体富血小板血浆联合生物陶瓷系统置入治疗。治疗后定期复查患肢正位X射线片，判断股骨头形态变化；治疗后随访对比两组患者疼痛与髋关节功能。
结果与结论：①两组患者治疗后均获得随访，随访时间12个月，其中试验组中1例出现股骨头塌陷，对照组中5例出现股骨头塌陷，予以髋关节置换手术，该6例患者被剔除，最终54例患者进入结果分析；随访期间，54例患者未发生材料宿主反应；②试验组治疗后3，6，12个月的目测类比评分均低于对照组(P < 0.05)，治疗后3，6，12个月的髋关节功能评分均高于对照组(P < 0.05)；③结果表明，富血小板血浆联合生物陶瓷系统微创治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死可促进坏死修复，有效改善患者髋部疼痛与关节功能。

https://orcid.org/0000-0002-4230-5462 (柴乐)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 富血小板血浆, 植入物, 股骨头坏死, 生物陶瓷, 髓芯减压, 植骨, 髋关节功能

Abstract: BACKGROUND: The bioceramic system can guide the blood supply near the greater trochanter and the femoral neck to the femoral head through the porous structure, thereby promoting the repair of osteonecrosis and partially restoring the mechanical properties of the femoral head and neck. It has been widely used in the treatment of early osteonecrosis of the femoral head. Platelet-rich plasma has a certain positive effect on the treatment of early osteonecrosis of the femoral head.
OBJECTIVE: To investigate the clinical effect of platelet-rich plasma with the bioceramic system on the treatment of Association Research Circulation Osseous (ARCO) stage II osteonecrosis of the femoral head.
METHODS: Sixty patients with ARCO stage II osteonecrosis of the femoral head who were admitted to the Second People’s Hospital of Jiaozuo City from July 2016 to May 2020 were randomly divided into two groups (n=30 per group): a control group and a test group. Patients in the control group received bioceramic system implantation. Patients in the test group received autologous platelet-rich plasma with bioceramic system implantation. After the treatment, the anteroposterior X-ray film of the affected limb was regularly reviewed to determine the morphological changes of the femoral head; and the severity of pain and hip joint function of patients in the two groups were compared.
RESULTS AND CONCLUSION: Both groups of patients were followed up for 12 months. There was one patient in the test group and five patients in the control group who developed femoral head collapse. After hip arthroplasty, these six patients were excluded from the trial. Finally 54 patients were included in the result analysis. During the follow-up period, 54 patients had no material host reaction. In the test group, the visual analogue scale scores were all lower than those in the control group at 3, 6, and 12 months after treatment (P < 0.05), and the hip function scores were all higher than those in the control group at 3, 6, and 12 months after treatment (P < 0.05). To conclude, platelet-rich plasma combined with the bioceramic system is a minimally invasive treatment for ARCO stage II osteonecrosis of the femoral head, which can promote the repair of osteonecrosis and effectively improve the hip pain and joint function in such patients.

Key words: platelet-rich plasma, implant, osteonecrosis of the femoral head, bioceramics, core decompression, bone graft, hip joint function

中图分类号:

柴乐, 丁晓, 王斌, 陈旭, 郭甲瑞, 朱光普, 余进伟. 富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(15): 2347-2351.

Chai Le, Ding Xiao, Wang Bin, Chen Xu, Guo Jiarui, Zhu Guangpu, Yu Jinwei . Effect of platelet-rich plasma with bioceramic system on the treatment of ARCO stage II osteonecrosis of the femoral head[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2022, 26(15): 2347-2351.

图/表（结果） 6

2.1 参与者数量分析两组患者治疗后均获得随访，随访时间12个月，其中试验组中1例出现股骨头塌陷，对照组中5例出现股骨头塌陷，予以髋关节置换手术，该6例患者被剔除，最终54例患者进入结果分析。
2.2 试验分组流程见图1。

2.3 两组患者基线资料比较两组患者的年龄、性别构成、病因、术前目测类比评分与髋关节功能Harris评分比较差异均无显著性意义(P > 0.05)，见表2，具有可比性。

2.4 两组患者影像学评估结果治疗后随访12个月，试验组中1例出现股骨头塌陷，对照组中5例出现股骨头塌陷，予以髋关节置换手术，该6例患者被剔除。试验组29例患者植入骨组织与自体骨融合良好，股骨头未见变形及坍陷，骨道远端可见陶瓷棒吸收，新生骨组织生成。对照组25例患者植入骨组织融合程度与试验组相比较差，部分患者股骨头可见轻微变形，但未见塌陷，骨道中陶瓷棒吸收不明显。
2.5 两组患者疼痛与髋关节功能评估结果见表3。

两组治疗后的目测类比评分与髋关节功能Harris评分均较治疗前有不同程度的改善，试验组治疗后3，6，12个月的目测类比评分均低于对照组(P < 0.05)，治疗后3，6，12个月的髋关节功能评分均高于对照组(P < 0.05)。治疗后12个月，试验组、对照组的治疗优良率分别为83%，60%，治疗有效率分别为93%，84%，组间比较差异有显著性意义(P < 0.05)，见表4。

2.6 植入物宿主反应随访期间未发生与植入物相关的不良反应。
2.7 典型病例 35岁女性激素性股骨头坏死患者，入院后接受自体富血小板血浆联合生物陶瓷系统置入治疗，术前目测类比评分、髋关节功能Harris评分分别为5，65分，末次随访的目测类比评分与髋关节功能Harris评分分别为1，90分。该患者治疗前后的影像资料，见图2。

40岁男性酒精性股骨头坏死患者，入院后接受生物陶瓷系统置入治疗，术前目测类比评分、髋关节功能Harris评分分别为5，67分，末次随访的目测类比评分与髋关节功能Harris评分分别为2，81分。该患者治疗前后的影像资料，见图3。

参考文献

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引言

股骨头坏死作为目前难治性骨科疾病严重威胁人类健康和生活质量[1]，目前认为是由股骨头损伤或血液供应不足引起的骨细胞死亡和骨髓成分异常，已经确定了一些危险因素：酒精中毒、类固醇使用、减压病、高尿酸血症、痛风、血栓形成、辐射、镰状细胞病和系统性红斑狼疮[2]。股骨头坏死的早期症状主要以疼痛、关节活动受限、跛行为主。对于早期股骨头坏死的治疗目前以预防股骨头塌陷和保护髋关节功能为主，主要包括非负重疗法、物理支持、髓核减压、多孔钽植入物的使用、截骨术等方法[3-4]，但都未能取得满意的临床效果，因此对于该病的治疗急需提出新的治疗方案。
早期研究表明，β-磷酸三钙生物陶瓷系统可作为股骨头坏死的新型治疗方案，该技术可通过多孔结构引导大转子附近及股骨颈血运至股骨头促进坏死修复，可部分恢复股骨头颈力学性能[5]，目前已被广泛应用于早期股骨头坏死治疗中。β-磷酸三钙因具有良好的生物相容性、骨传导性及生物降解性等优点已被广泛用于骨缺损等领域。富血小板血浆主要包括血小板、白细胞及纤黏蛋白等物质，当血小板被激活后可以释放大量的生长因子和细胞因子，通过促进骨形成、抑制脂肪生成和加速血管形成来预防股骨头坏死的发生，改善股骨头在体内的血清学、放射学和组织形态学特征，从而达到缓解疼痛、延缓股骨头坏死进展的目的[6]。目前已有研究认为富血小板血浆对早期股骨头坏死的治疗具有一定的积极作用，而富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死的疗效尚未明朗。此次研究探讨富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死的临床效果。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计随机对照试验，计量资料比较采用t检验，计数资料比较采用卡方检验。
1.2 时间及地点试验于2016年7月至2020年5月在焦作市第二人民医院完成。
1.3 对象选择2016年7月至2020年5月焦作市第二人民医院收治的60例ARCO Ⅱ期股骨头坏死患者，均为单侧发病，采用随机数字表法分2组，对照组30例接受生物陶瓷系统置入治疗，试验组30例接受自体富血小板血浆联合生物陶瓷系统置入治疗。患者自愿参加此次试验并已签署手术知情同意书。试验获得焦作市第二人民医院伦理委员会批准。
诊断标准：根据股骨头坏死临床诊疗规范(2015年版)[7]，ARCO Ⅱ期的临床表现，无症状或仅有轻度髋部不适，包括腹股沟部或大转子部不适，强力内旋出现髋部疼痛，关节活动无明显障碍。X射线片表现为股骨头成斑驳样硬化或有空囊形成，股骨头损伤区域多分布在内侧、中央及外侧。根据磁共振坏死区面积又分为： Ⅱa(< 15%)，Ⅱ b( 15%-30%)，Ⅱ c(> 30%)。
纳入标准：符合股骨头坏死ARCO Ⅱ临床诊断标准；年龄< 50岁，性别不限；无凝血及出血性疾病；无全身及局部感染；无贫血，血红蛋白> 100 g/L；白细胞计数> 4×109 L-1。
排除标准：临床诊断不符合ARCO Ⅱ期股骨头坏死；合并髋臼发育不良、髋关节骨性关节炎、骨髓增生病、髋关节撞击综合征；严重的心肺脑疾病患者；全身及局部感染者；血液系统疾病患者。
剔除标准：死亡病例；股骨头塌陷后行髋关节置换病例；随访丢失病例。

1.4 材料植入物的材料学特性，见表1。

1.5 方法
1.5.1 富血小板血浆的制备手术开始前1 d，无菌操作下，由血液科人员用预先装有4 mL枸橼酸钠抗凝剂(生产批号：90228266，四川南格尔生物科技有限公司)的50 mL注射器抽取试验组患者30 mL静脉血，将全血置入高速离心机(型号：H1850，湖南湘仪离心机仪器有限公司)，第1次以1 500 r/min离心20 min，吸管吸取全部上清液至交界面下3 mm，平衡后再次以1 500 r/min离心10 min，离心后去除上层3/4，获得富血小板血浆。
1.5.2 手术方法麻醉成功后，患者取平卧位，术区常规消毒铺巾，取患肢股骨近端外侧切口，自大转子下约2 cm开始长约3.5 cm，逐层切开皮肤、皮下组织及各层，劈开髂胫束，显露股外侧肌并钝性分开，显露股骨近端外侧皮质。于大转子下约3.0 cm处在C臂机监视下将2.5 mm克氏针取适合的颈干角沿股骨颈置入，使克氏针尖达坏死区，透视正侧位，满意后用10 mm空心钻头沿克氏针将股骨近端外侧皮质开口，再用专用环钻沿克氏针骨道置入，并取出股骨颈内部分骨组织备用。将环形绞刀沿骨道置入股骨头内，C臂机监视下将坏死区骨组织刮除。试验组取人工陶瓷骨粒与环钻取出骨组织混合，并混合富血小板血浆植入坏死区行充分植骨，同时沿骨道注入富血小板血浆3 mL，股骨颈内骨道中置入人工陶瓷骨棒支撑。对照组取人工陶瓷骨粒与环钻取出骨组织混合，植入坏死区行充分植骨，股骨颈内骨道中置入人工陶瓷骨棒支撑。再次行C臂机透视正侧位，植骨满意后用生理盐水冲洗切口，清点器械及纱布无误后逐步缝合。两组手术统一由余进伟主任医师操作。
1.5.3 术后处理术后用拐杖保护，依据病灶大小及钻孔多少，50%-75%体质量负重行走3个月。12个月内避免作撞击式运动(如跑、跳)及对抗性运动(如打篮球、踢足球等)，增加髋部外展及股四头肌康复。预防静脉血栓。
1.6 主要观察指标术后3，6，12个月复查患肢正位X射线片，判断股骨头有无形态变化。记录术前及术后3，6，12个月患髋疼痛、活动范围变化，采用目测类比评分、髋关节功能Harris评分进行评价。采用单盲法评估，只有评估者知晓分组情况，研究对象不清楚分组情况。
髋关节功能Harris评分：对患者疼痛、功能、畸形、活动范围进行评分，其中> 90分为优，75-90分为良，60-74分为可，< 60分评定为差。优良率=(优例数+良例数)/总例数×100%，有效率=(优例数+良例数+可例数)/总例数×100%。
目测类比评分：将10 cm的横线标记0-10刻度，分值越大疼痛程度越重，患者根据自我感觉评分，其中0分为无痛，< 3分为轻度疼痛，可忍受；4-6分为中度疼痛可影响睡眠，尚可忍受；7-10分为剧烈疼痛，可影响饮食及睡眠，疼痛难以忍受。
1.7 统计学分析采用SPSS 23.0软件对所得数据进行统计分析。计量资料以x±s表示，计量资料比较采用t检验，计数资料比较采用卡方检验。检验水准P < 0.05。

讨论

股骨头坏死为一种退行性骨病，随着其发病率的不断增加成为目前最常见和最难治的慢性疾病之一[8-9]，其病因包括酒精中毒、使用类固醇药物、血液障碍、放射治疗等，其中80%以上进展为股骨头塌陷[10-11]。研究表明股骨头坏死与滑膜关节的慢性炎症及系统性关节外炎症有关[12]，如何促进骨形成和血管化、降低炎症反应是治疗股骨头坏死的关键。富血小板血浆作为一种有效且新颖的治疗方法引起了越来越多的关注[13-14]，其在受损骨的修复和再生中发挥了重要的生物效应[15-17]。髓芯减压是治疗早期股骨头坏死最常用的方法，主要通过降低髓内压力来产生治疗效果，从而减轻疼痛和改善血流，促进坏死区的再生，最终延迟或防止股骨头坏死的发展[18-19]。因此，作者提出新的治疗方案即富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗股骨头坏死，结果显示与生物陶瓷系统对比，富血小板血浆联合生物陶瓷系统可有效缓解疼痛、改善患者髋关节活动功能、预防股骨头塌陷。
股骨头坏死的传统治疗方法包括髓芯减压、非血管化和血管化股骨头移植、股骨截骨术、电刺激和全髋关节置换，然而没有一种方法取得令人鼓舞的结果。对早期股骨头坏死的外科治疗应该是保护股骨头、缓解髋关节疼痛、延缓疾病的发展，一旦出现股骨头塌陷患者会出现髋关节疼痛和髋关节功能障碍，因此保护股骨头是治疗股骨头坏死早期患者的主要原则[20]。髓芯减压是早期股骨头坏死最常用的治疗方法，主要通过降低髓内压力来防止神经血管受压，促进新骨形成，但缺乏对软骨下骨板的结构支撑。PEDERSEN等[21]采用多孔钽棒的置入治疗股骨头坏死，多孔钽棒具有高体积孔隙率、低弹性模量和优异的骨诱导性优点[22-23]，这使得它成为机械替代物的良好选择，然而钽棒存在与体内骨长入不充分、较高的治疗成本及骨折等缺点，因此新型骨植入的研制就显得尤为重要。β-磷酸三钙良好的生物相容性、生物活性及可降解性使其成为良好的骨代替物，同时其降解可产生丰富的钙离子及磷离子，在体液循环作用下可参与骨的矿化，加速新骨形成。多孔结构不仅为间充质干细胞的骨分化提供良好的环境，同时具备引导血管再生的性能[24]。生物陶瓷系统置入后可以部分恢复股骨头颈部力学性能，随着新骨形成股骨头颈部的生物力学性能逐步增强[25]。
富血小板血浆是从自体外周血单核细胞中分离出来的，主要成分为高浓度的血小板，当血小板激活后可释放多种生长因子，这些生长因子能够促进细胞增殖、迁移及毛细血管的生成[26]，同时还可能通过清除有害的炎症因子来促进关节软骨的修复。股骨头坏死是由股骨头损伤或血液供应不足引起的疾病，导致骨细胞死亡和骨髓成分异常，同时股骨头坏死也是一种难治的慢性炎症性自身免疫性疾病[27]。因此，在股骨头坏死治疗中改善坏死区血供预防股骨坏死的进一步发展，同时降低炎症反应改善患者症状就显得至关重要。富血小板血浆可以改善血液供应，产生一个有利于骨形成的环境，通过加速血管生成来预防股骨头坏死的发生，改善股骨头在体内的血清学、放射学和组织形态学特征[28]。富血小板血浆可以通过清除有害的炎症因子来促进关节软骨的修复，因此富血小板血浆与自体骨移植联合使用可以促进骨再生并提高骨密度[29]。陈冬冬等[30]曾指出富血小板血浆可改变以往单纯人工骨疗效不确定的局面，提高了该术式的成功率，有效降低了早、中期股骨头坏死的塌陷率。
综上所述，富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死的效果优良，具有一定的临床应用前景，但此次研究的样本量较少，仍需要大样本的前瞻性临床研究进行验证。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

富血小板血浆联合生物陶瓷系统治疗ARCO Ⅱ期股骨头坏死

Effect of platelet-rich plasma with bioceramic system on the treatment of ARCO stage II osteonecrosis of the femoral head

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