软骨移植与软骨微骨折方法修复关节软骨损伤

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.15.004

中国组织工程研究 ›› 2015, Vol. 19 ›› Issue (15): 2315-2319.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.15.004

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软骨移植与软骨微骨折方法修复关节软骨损伤

杨健¹，庞显伦²，何江孟³

1重庆医科大学附属永川医院，重庆市 402160
2泸州医学院附属中医医院，四川省泸州市 646000
3重庆市璧山区璧泉街道卫生院外科，重庆市 402760

修回日期:2015-02-27 出版日期:2015-04-09 发布日期:2015-04-09
通讯作者: 庞显伦，硕士，副主任医师，泸州医学院附属中医医院，四川省泸州市 646000
作者简介:杨健，男，1983年生，硕士，主要从事骨与关节损伤的研究。
基金资助:
四川省教育厅资助课题(14ZB0159)；重庆市卫生局资助课题(2012-2-160)；重庆医科大学附属永川医院资助课题(YJQN20120029)

Microfracture and osteochondral transplantation in the treatment of articular cartilage defects

Yang Jian¹, Pang Xian-lun², He Jiang-meng³

1Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 402160, China
2Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Luzhou Medical College, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
3Department of General Surgery, Health Center of Biquan Subdistrict Office, Chongqing 402760, China

Revised:2015-02-27 Online:2015-04-09 Published:2015-04-09
Contact: Pang Xian-lun, Master, Associate chief physician, Affiliated Hospital of Traditional Chinese Medicine, Luzhou Medical College, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
About author:Yang Jian, Master, Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 402160, China
Supported by:
the Project of Sichuan Provincial Educational Bureau, No. 14ZB0159; the Funding Project of Chongqing Health Department, No. 2012-2-160; the Project of Yongchuan Hospital of Chongqing Medical University, No. YJQN20120029

摘要/Abstract

摘要：

背景：文献介绍微骨折与骨软骨移植治疗关节软骨缺损都有效，均为目前临床治疗手段。
目的：比较微骨折与骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中的实施效果。
方法：回顾性分析50例(50个膝关节)关节软骨缺损患者的临床资料。按照外科修复方式分为2组，每组25例。骨软骨移植组患者采用自体骨软骨移植修复膝关节软骨缺损；微骨折组患者运用微骨折方法修复膝关节软骨缺损。两组患者均随访超过24个月，比较两组患者的膝关节美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery，HSS)评分及临床疗效，观察两组患者不良反应和并发症。
结果与结论：骨软骨移植组患者的膝关节HSS评分> 85分和60-85分患者数量明显多于微骨折组(P < 0.05)，骨软骨移植组总有效率显著高于微骨折组(92%，60.0%，P < 0.05)。两组患者均无并发症发生。结果表明骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中较微骨折具有较好的实施效果。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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关键词: 组织构建, 软骨组织工程, 微骨折, 骨软骨移植, 关节软骨缺损治疗, 实施效果

Abstract:

BACKGROUND: Both microfracture and osteochondral transplantation are effective tools in the clinical treatment of articular cartilage defects.
OBJECTIVE: To observe the implementation results of microfracture and osteochondral transplantation in the treatment of articular cartilage defects.
METHODS: The clinical data of 50 cases (50 knees) of articular cartilage defects were retrospectively analyzed. There were two groups according to surgical repair methods: autogenous osteochondral transplantation+ microfracture in observation group (n=25), and microfracture in control group (n=25). Patients in the two groups were followed up for over 24 hours to compare the Hospital for Special Surgery scores, clinical efficacy, adverse effects and complications.
RESULTS AND CONCLUSION: The number of patients whose Hospital for Special Surgery score was > 85 points and 60 to 85 points in the observation group was significantly larger than that in the control group (P < 0.05), and the total treatment effective rate of patients in the observation group was significantly higher than that of the control group (92% vs. 60%, P < 0.05). No complications occurred in both two groups. These findings indicate that osteochondral transplantation has better implementation results in the treatment of articular cartilage defects than microfracture.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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Key words: Fractures, Bone, Cartilage, Bone Transplantation

中图分类号:

R318

杨健，庞显伦，何江孟. 软骨移植与软骨微骨折方法修复关节软骨损伤[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(15): 2315-2319.

Yang Jian, Pang Xian-lun, He Jiang-meng . Microfracture and osteochondral transplantation in the treatment of articular cartilage defects[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(15): 2315-2319.

图/表（结果） 2

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引言

本研究基金需要回答钛合金人工关节置换后，磨损颗粒对关节松动造成的影响，本文在研究过程中偶然发现，回答为什么要人工关节置换，如果能有效行关节软骨的修复，是治疗关节病变的最佳选择。

关节软骨属于透明软骨，含有少量的胶原纤维，基质为透明状，是一种特异化的结缔组织。其表面光滑，一般厚度为2-7 mm。关节软骨可以增加关节活动的一致性，减小磨擦，保护软骨下骨^[1-2]。关节软骨主要依靠细胞外基质分泌形成的生长因子、细胞因子和基质金属蛋白酶及抑制因子以及自身的分子结构维持它的功能和形态^[3]。一但细胞外基质中这些营养物质的合成和降解的动态平衡被打破，尤其在关节软骨受到意外损伤以后，就将最终导致创伤性关节炎的发生^[4-6]。关节软骨没有营养血管，自身修复能力差的特性决定了关节软骨损伤的预后比较差^[7]。寻找软骨损伤以后的修复机制，促进软骨修复的方法，成为关节科的研究热点。

软骨下骨损伤加重了关节软骨的损伤，是关节软骨修复的障碍之一，软骨下骨损伤后的塌陷、吸收、退变，不能提供给软骨修复的支撑、支架作用，或者在软骨修复过程中导致界面的不平亦影响软骨修复进程，修复的纤维软骨在生物性能上与透明软骨相比有很大的差别，纤维软骨的细胞排列和透明软骨存在较大差距，弹性、可塑性锐减，不能有效阻止或减缓骨性关节炎的发生^[8]。

目前没有很多的研究和临床资料证实关节清理、镶嵌式成形技术、软骨膜及自体软骨细胞移植技术等治疗关节软骨损伤的办法远期观察数据较好，报道长期疗效较好的数据和研究比较少^[9-12]。远期疗效好坏与以下要素相关：手术时机选择，患者的年龄，手术方法和技巧，对软骨下骨的处理，术后康复指导等等。对软骨损伤的治疗在没有更好的方法成形之前，将现有的治疗方法做科学的比较，选择最有益于软骨损伤修复的治疗手段，并对同行有警示作用。文献介绍微骨折与骨软骨移植对关节软骨缺损都有效，都是目前临床治疗手段。

微骨折典型适应证为小的(< 2 cm²)单级Ⅲ、Ⅳ级软骨缺损并且不伴有软骨下骨缺损患者。Steadman在对233例患者进行了3年的临床随访后发现，有75%疼痛感减轻，随访11年后发现客观改善指数明显升高。但该方法修复形成的是纤维软骨，在机械性能和生物性能方面都较透明软骨有很大差距^[13]。自体骨软骨移植技术，是在软骨缺损区域钻取圆形孔隙成马赛克样图案后，从自身非负重区域部位获取透明软骨后填塞入孔内进行修复^[14]。

所以，本研究对泸州医学院附属中医医院和重庆医科大学附属永川医院近2年来收治的50例(50个膝关节)关节软骨缺损患者的临床资料进行了回顾性分析，比较了微骨折与骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中的实施效果，现报告如下。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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材料方法

设计：回顾性病例分析。

时间及地点：于2010年1月至2013年6月在泸州医学院附属中医医院、重庆医科大学附属永川医院骨科完成。

对象：选择2010年1月至2013年6月在在泸州医学院附属中医医院、重庆医科大学附属永川医院骨科就诊的关节外伤软骨损伤的患者。

关节软骨损伤诊断标准：所有患者有明确膝关节扭伤史，临床症状及体征符合关节软骨损伤，经X射线、MRI检查、关节镜检查3项确诊为关节软骨损伤。

纳入标准：①新鲜关节软骨损伤(伤后3周内)者。②损伤软骨全层，合并软骨下骨损伤。③无保守治疗指征者。④随访至少18个月者。

排除标准：①伴有骨干骨折者。②有严重骨质疏松或病理性骨折者。③精神疾患不能配合医师者。④不愿意参与随访和接受复查。⑤患有其他严重疾病及严重脏器合并伤者。

本组共50例患者符合选择标准，试验获医院伦理委员会批准，患者均签手术知情同意书。将接受微骨折与骨软骨移植者，按照外科修复方式分为微骨折组和骨软骨移植组。骨软骨移植组25例中有13例为男性患者，12例为女性患者；年龄16-48岁，平均为(33.6±10.2)岁；其中有15例患者为单纯左侧损伤，8例患者为单纯右侧损伤，2例患者为双侧损伤。微骨折组25例中有15例为男性患者，10例为女性患者；年龄在18-49岁，平均为(32.9±10.6)岁；其中有13例患者为单纯左侧损伤，9例患者为单纯右侧损伤，3例患者为双侧损伤。两组患者各方面的差异均无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性。

材料：自体骨软骨来源：将患者股骨髁边缘非负重区的正常软骨选取出来，依据受区需要用专用的圆锯将合适直径和深度的骨软骨快锯取出来，震动取出，在湿盐水纱布中放置以备用。

方法：

骨软骨移植组患者修复方法：患者取仰卧体位，对其进行持续硬膜外麻醉阻滞，将止血带的压力调整为10.64 kPa，关节镜直视下将病变软骨和软骨下骨到正常骨组织切除，从而保持平坦的病损基底部。进行钻孔操作时依据导标的引导，和周围软组织壁成直角。依据患者的病灶情况将合适大小的导标钻孔选取出来，直径分别为4.5，3.5，2.7 mm，孔和孔之间的距离为1 mm左右，他们之间相互平行并和关节面垂直。如果患者的软骨缺失是由外伤引起的，而且患者具有较小的年龄和正常的骨质量，则应该将移植骨孔洞凿深15 mm；如果患者的软骨缺失是由关节骨病引起的，则应该将移植骨孔洞凿深20 mm，见图1。将股骨髁边缘非负重区的正常软骨选取出来，依据受区需要用专用的圆锯将合适直径和深度的骨软骨块锯取出来，震动取出，在湿盐水纱布中放置以备用。用受区取出器取下的相应骨块对供区的骨孔进行填充，用生物蛋白凝胶将口封住以止血。移植之前务必保持光滑的移植骨壁，用圆棒锤击保持平坦的移植骨洞底部。在相应大小的骨软骨移植栓推进器中放置骨软骨移植骨块，然后均匀用力缓缓地将骨块推入相应大小的受区骨洞，待所有的移植骨块向受区植入之后，用棒对移植骨块进行轻打，使关节平面和受区移植骨块软骨面融为一弧面，可以用松质骨片对移植骨块之间较大的间隙进行填塞^[15]。骨软骨移植术前患者的MRI，见图2，骨软骨移植后2年MRI，见图3。

微骨折组患者修复方法：患者取仰卧位，对其进行硬膜外麻醉，入路的两个端口为膝关节前外和前内，将关节镜提高以对患者软骨损伤的具体位置和实际大小进行认真细致的观察并将其确定下来，必要的情况下可以对软骨病灶最为便捷的入路进行补充处理。运用刨刀或弯刮匙全面清理软骨缺损区域的非健康软骨，从而将软骨缺损区域塑成池状，该池状的四周堤为正常软骨，且边缘垂直。然后清除软骨缺损区域基底部的钙化软骨层，运用微骨折锥垂直打孔，打孔的起始位置为软骨缺损区域边缘，并使微骨折孔均匀分布直到中心，微骨折空的形状为同心圆状，洗净关节内的液体之后将关节镜退出，手术完成^[16]。关节软骨与损伤的软骨下骨分离，见图4。微骨折术后2年，关节软骨及软骨下骨修复，见图5。

修复后处理：常规术中应用头孢二代抗生素1次预防感染及术后给药3次，每次间隔时间6 h。根据切口内引流量，修复后12-24 h拔除引流管，修复后立即佩戴下肢支具，修复后第36小时开始被动屈伸膝关节，每天2组，每组3次，修复后6周主动活动膝关节卧床6-8周后佩戴下肢支具保护避免非屈伸方向的活动，维持下肢支具保护1年。

观察疗效评定标准：分析并比较两组患者的膝关节美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery，HSS)评分和临床治疗情况。HSS评分系统运用百分制，患者膝关节的恢复好坏和得分高低呈正比例关系^[17]。如果患者的全部症状或主要症状消除，关节功能基本恢复，能够参加正常的劳动和工作，则评定为显效；如果患者的主要症状基本消除，重要关节功能基本恢复或有显著进步，则评定为有效；如果患者的临床症状和关节功能没有明显改善，则评定为无效^[18]。

主要观察指标：①两组患者的膝关节HSS评分比较。②两组患者的临床疗效比较。③不良反应及并发症。

统计学分析：用t 检验计量资料，用χ²检验计数资料，运用SPSS 20.0统计学软件对本次临床研究数据进行统计学分析，差异有显著性意义的标准为P < 0.05。

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讨论

3.1 关节软骨缺损发病原因及其治疗 关节软骨缺损大多数情况下由关节的急性或慢性损伤引起，关节功能障碍常在关节软骨缺乏血供、自身修复能力有限的情况下发生。因此，长期以来，骨科亟待解决的一个难题就是关节软骨缺损后的修复^[19]。现阶段，在关节软骨缺损的治疗中，微骨折和骨软骨移植均是极为主要的治疗方法。骨软骨移植在改善患者的膝关节功能、提高对患者治疗的总有效率方面较微骨折具有更为良好的效果^[20]。

本组结果表明，骨软骨移植组患者的膝关节HSS评分> 85分和为60-85分的患者数量明显比微骨折组多，< 60分的患者数量明显比微骨折组少，治疗的总有效率明显比微骨折组高，差异有显著性意义(P < 0.05)，充分说明了骨软骨移植较微骨折治疗关节软骨缺损的优越性。

3.2 微骨折与骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中的实施效果 关节镜下微骨折手术具有较小的创伤、较低的并发症发生率、令人满意的中长期疗效等，是临床常用的手术方法，能够准确观察并有效处理关节内的软骨病变，在关节软骨损伤的治疗中能够达到切开手术治疗的效果。

骨软骨移植在整形外科中已经应用了20年以上，在严重创伤、发育障碍等导致的软骨缺损的修复中极为适用。在美国，轻微的主要影响到软骨下骨的疾病是骨软骨移植治疗的主要对象，比如，剥脱性骨软骨炎等^[21-23]。骨软骨移植允许对整个软骨单位进行更换，即可以对关节软骨和软骨下骨进行更换，从而将对软骨下骨可能造成的不良影响减少到最低限度^[24]。因此在其他治疗方法有限制的情况下被越来越广泛地应用，如巨大缺损、老年患者等^[25]。最初移植物数量对其应用造成了一定的不良影响，后来随着采集和储存协议的不断改进，临床开始广泛应用更多的新鲜移植物^[26]，贝壳技术和木钉技术是骨软骨移植的主要技术手段^[27]。多数临床研究表明，骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中较微骨折治疗具有无比的优越性，本组结果也证实了骨软骨移植在关节软骨缺损治疗中较微骨折具有较好的实施效果。

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