多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗Ⅰ、Ⅱ期股骨头缺血坏死

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.25.011

中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (25): 4001-4006.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.25.011

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多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗Ⅰ、Ⅱ期股骨头缺血坏死

王森，谭美云，刘少锋，吴天昊，范忠伟，章跃，饶勇

西南医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000

修回日期:2017-04-15 出版日期:2017-09-08 发布日期:2017-10-09
通讯作者: 谭美云，博士，副主任医师，硕士生导师，西南医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000
作者简介:王森，男，1990年生，四川省都江堰市人，汉族，西南医科大学骨与关节外科在读硕士，主要从事关节外科及运动医学研究。
基金资助:
四川省教育厅项目(12ZB062)

Curative effect of three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation on phase I, II avascular necrosis of the femoral head

Wang Sen, Tan Mei-yun, Liu Shao-feng, Wu Tian-hao, Fan Zhong-wei, Zhang Yue, Rao Yong

Department of Bone and Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China

Revised:2017-04-15 Online:2017-09-08 Published:2017-10-09
Contact: Tan Mei-yun, M.D., Associate chief physician, Master’s supervisor, Department of Bone and Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
About author:Wang Sen, Studying for master’s degree, Department of Bone and Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China
Supported by:
the Project of Sichuan Provincial Education Department, No. 12ZB062

摘要/Abstract

摘要：

文章快速阅读：

文题释义：
多小孔立体髓芯减压：与传统髓芯减压不同，该方法既能有效的达到病灶部分，尽可能多的去除坏死的硬化带骨组织，又能较少的破坏周围的正常骨组织，避免了因手术造成的股骨头生物力学特性的进一步破坏，进而能有效的延缓股骨头的进一步变形塌陷。
骨髓移植：在髂前上嵴处通过经皮穿刺抽吸骨髓，然后分别注入髓芯减压后的骨隧道，并用明胶海绵及骨蜡封住减压孔，该方法较将骨髓分离提取基质干细胞、植入钽棒等方法相比，操作简单，节约时间，避免了分离、提取、培养过程中可能造成的污染。

摘要
背景：早期股骨头缺血性坏死提倡保髋治疗。在各种治疗早期股骨头坏死的方法中，髓芯减压的疗效已经得到公认。
目的：比较单纯髓芯减压与多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗Ⅰ/Ⅱ期股骨头缺血坏死的临床疗效。
方法：对泸州医学院附属第一医院2011年3月至2016年5月收治的ARCOSⅠ/Ⅱ期股骨头缺血性坏死患者30例(39髋)进行手术干预，并进行术后随访。其中试验组17例22髋，其中ARCOSⅠ期10髋，Ⅱ期12髋，行多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗；对照组13例17髋，其中ARCOSⅠ期7髋，Ⅱ期10髋，行单纯髓芯减压治疗。治疗后第1，3，6，9，12，18，24，30，36个月随访，采用Harris评分标准、X射线、磁共振检查对手术疗效进行评价。
结果与结论：①术后2组患者手术创面均Ⅰ期愈合，无并发症出现；②随访1-3年，末次随访时2组Harris评分均较术前显著提高(P < 0.05)；在治疗后的Ⅰ期股骨头坏死患者中，试验组Harris评分较对照组高，且差异有显著性意义(P < 0.05)；在治疗后的Ⅱ期股骨头坏死患者中，试验组Harris评分较对照组高，且差异有显著性意义(P < 0.05)；③试验组(22髋)ARCOSⅠ期1髋、ARCOS Ⅱ期1髋股骨头坏死进一步加重出现塌陷，行人工关节置换；对照组(17髋)ARCOSⅠ期3髋、ARCOS Ⅱ期5髋股骨头坏死进一步加重出现塌陷，行人工关节置换。试验组中股骨头坏死进一步加重的患者数量明显少于对照组，且差异有显著性意义(P < 0.05)；④结果提示，与单纯髓芯减压相比，多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植对于Ⅰ/Ⅱ期股骨头缺血坏死更具有改善功能、延缓病程的作用。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
ORCID: 0000-0001-5914-9131(王森)

关键词: 干细胞, 移植, 股骨头缺血坏死, 髓芯减压, 自体骨髓移植, 立体多小孔, Harris评分, ；髋关节置换率

Abstract:

BACKGROUND: Hip-preserving treatment is advocated in the treatment of early avascular necrosis of the femoral head.
OBJECTIVE: To compare the clinical efficacy of simple core decompression and three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation on early avascular necrosis of the femoral head.
METHODS: Thirty patients (39 hips) with early avascular necrosis of the femoral head at phase I-II according to the staging criteria of the Association Research Circulation Osseuse (ARCO) who had been admitted to the First Affiliated Hospital of Luzhou Medical University between March 2011 and May 2016 were surgically treated and followed up. Seventeen patients (22 hips, trial group) were treated with three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation, including 10 cases of ARCO stage I and 12 cases of ARCO stage II; the other 13 patients (17 hips, control group) were treated with simple core decompression, including 7 cases of ARCO stage I and 10 cases of ARCO stage II. Harris scores, X-ray and magnetic resonance imaging were used to evaluate the surgical efficacy at 1, 3, 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 months after the operation.
RESULTS AND CONCLUSION: The incision healed primarily in all patients, and no infection occurred. The follow-up lasted for 1-3 years (average 2.5 years). At the last follow-up, the Harris scores in both trial group and control group were significantly improved compared with the baseline (P < 0.05); moreover, the Harris scores of ARCO stage I and II patients were significantly higher in the trial group than the control group (P < 0.05). Collapse of the femoral head was observed in one hip (stage I) and one hip (stage II) of the trial group, and in three hips (stage I) and five hips (stage II) of the control group, and then hip arthroplasty was performed. The number of the patients developing collapse of the femoral head in the trial group was significantly less than that in the control group (P < 0.05). Compared with simple core decompression, three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation is more adept to improve patient’s function and delay disease progression in the treatment of ARCO stage I and II early avascular necrosis of the femoral head.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

Key words: Femur Head Necrosis, Arthroplasty, Replacement, Hip, Bone Marrow Transplantation, Tissue Engineering

中图分类号:

R394.2

王森，谭美云，刘少锋，吴天昊，范忠伟，章跃，饶勇. 多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗Ⅰ、Ⅱ期股骨头缺血坏死[J]. 中国组织工程研究, 2017, 21(25): 4001-4006.

Wang Sen, Tan Mei-yun, Liu Shao-feng, Wu Tian-hao, Fan Zhong-wei, Zhang Yue, Rao Yong. Curative effect of three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation on phase I, II avascular necrosis of the femoral head[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2017, 21(25): 4001-4006.

图/表（结果） 3

2.1 参与者数量分析 纳入非创伤性股骨头坏死患者30例39髋，分为2组。治疗及随访期间无脱落，全部进入结果分析。试验流程图见图1。

2.2 基线资料比较 2组患者性别、年龄、体质量指数、病程、病因等一般资料比较，差异均无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性，见表1。

2.3 两组患者治疗前后Harris评分比较 末次随访，试验组ARCOSⅠ期Harris评分与术前比较，差异有显著性意义(t=-10.29，P=0.000)；试验组ARCOSⅡ期Harris评分与术前比较，差异有显著性意义(t=-24.56，P=0.000)；对照组ARCOSⅠ期Harris评分与术前比较，差异有显著性意义(t=-4.95，P=0.003)；对照组ARCOSⅡ期Harris评分与术前比较，差异有显著性意义(t=-21.98，P=0.000)，见表2。

末次随访，试验组ARCOSⅠ期与对照组ARCOSⅠ期比较，差异有显著性意义(t=3.12，P=0.007)；试验组ARCOSⅡ期与对照组ARCOSⅡ期比较，差异有显著性意义(t=4.52，P=0.000)，见表2。

2.4 治疗后临床效果比较 通过随访时复查X射线片及MRI发现，2组患者术后骨髓水肿范围较术前明显消退。试验组ARCOSⅠ期患者随访期间1例患者股骨头缺血坏死进一步加重，并出现股骨头塌陷，行人工关节置换；ARCOSⅡ期患者随访期间1例患者股骨头缺血坏死进一步加重，并出现股骨头塌陷，行人工关节置换；手术总有效率为91%(20/22)，Ⅰ、Ⅱ期有效率分别为90%及92%。对照组ARCOSⅠ期3例患者股骨头缺血坏死进一步加重，并出现股骨头塌陷，行人工关节置换；ARCOSⅡ期患者随访期间5例患者股骨头缺血坏死进一步加重，并出现股骨头塌陷，行人工关节置换；手术总有效率为53%(9/17)，Ⅰ、Ⅱ期有效率分别为57%及50%。2组手术总有效率比较，差异有显著性意义(因样本总数n < 40，不符合χ²分布，采用确切概率法，P=0.011)；Ⅰ期有效率比较差异无显著性意义(因样本总数n < 40，不符合χ²分布，采用确切概率法，P=0.250)；Ⅱ期有效率比较差异无显著性意义(因样本总数n < 40，不符合χ²分布，采用确切概率法，P=0.056)，见表3。

2.5 典型病例 男，31岁，右侧股骨头坏死，ARCOS Ⅱ期，术前Harris评分65分，行多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗后，末次随访Harris评分96分，见图2。术后病检：送检“股骨头”4份，主要为骨、软骨、骨髓组织、期间见少许炎细胞浸润，纤维组织增生及死骨形成，见图3。

2.6 不良事件 试验组1例中年患者(Ⅱ期)术后6个月出现患侧股骨头塌陷，于院外行人工关节置换。综合分析后考虑术中定位不准确，克氏针未到达病灶组织，且对病灶周围正常结构造成了一定破坏，最终导致股骨头塌陷变形。余未见特殊不良事件发生。

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引言

材料方法

1.1 设计 对比观察试验。

1.2 时间及地点 于2011年3月至2016年5月在泸州医学院附属第一医院完成。

1.3 材料 文中所使用的克氏针由上海浦东金环医疗用品股份有限公司提供，产品标准号：YZB/国0738-2010，型号：GZZH01YB，规格：3.0 mm×23 mm。通过小切口微创钻入股骨头，起到清理病灶组织及减少囊内压等作用，其材质为不锈钢，表面光滑且具有较高的强度，不易在髓芯减压过程中不易疲劳断裂，不会对人体产生毒副反应，比如致癌性、致畸性。

1.4 对象 纳入2011年3月至2016年5月在泸州医学院附属第一医院治疗并获得随访的非创伤性股骨头坏死患者。

纳入标准：①无髋关节外伤史，有长期使用激素或长期饮酒病史，出现髋关节疼痛；②活动部分受限、4字实验(+)、托马斯征(+)；③符合国际骨循环研究会(ARCO)股骨头缺血坏死Ⅰ/Ⅱ期标准、影像学资料；④患者及家属接受髓芯减压治疗。

排除标准：①髋关节外伤史；②患者及家属不接受髓芯减压治疗、患者基础条件不能耐受手术治疗；③影像学检查提示非Ⅰ/Ⅱ期股骨头缺血坏死。

纳入符合标准的患者30例(39髋)进行手术干预，并进行术后随访。根据治疗方案分为2组，其中试验组17例22髋行多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗，对照组13例17髋行单纯髓芯减压治疗。

1.5 方法

试验组治疗方案：患者取侧卧位，行腰麻，麻醉平面满意后，患者取仰卧位，患侧臀部垫高15°-20°，常规消毒铺巾，于患者髂前上棘处用Gallini骨穿针行骨髓穿刺，用事先备好的含有2 mL肝素生理盐水(每100 mL生理盐水加入肝素12 500 U)的20 mL空针抽取患者骨髓，总共抽取骨髓10-20 mL，抽取后均匀混合。于大转子处作2.0-3.0 cm纵行切口，逐层切开皮肤、皮下脂肪、肌肉及筋膜层，先以1枚直径3.5 mm克氏针在C型臂X射线透视机器下，反复对照术前MRI，钻入坏死区，采用正位和蛙式位X射线透视确认导针准确钻入坏死区并距股骨头软骨下骨5 mm。继续在C型臂X射线透视机下于大转子顶下2 cm处沿股骨颈方向呈“品”字钻入3枚直径3.0 mm克氏针，至股骨头软骨下骨2.0-3.0 mm。于正位及蛙式位确定克氏针位置满意后，依次退出，并用直径为3 mm长柄刮匙及空心钻刮除硬化带骨组织，并留取硬化带骨组织做病理检查。将去头头皮针软管依次置入减压隧道，将已取患者骨髓经头皮针注入2 mL，并用明胶海绵及骨蜡封闭，逐层缝合筋膜层、肌肉层、皮肤，无菌辅料包扎。

对照组治疗方案：患者取侧卧位，行腰麻，麻醉平面满意后，患者取仰卧位，患侧臀部垫高15°-20°，常规消毒铺巾，于大转子处作2.0-3.0 cm纵行切口，逐层切开皮肤、皮下脂肪、肌肉及筋膜层，先以1枚直径3.5 mm克氏针在C型臂X射线透视机器下，反复对照术前MRI，钻入坏死区，采用正位和蛙式位X射线透视确认导针准确钻入坏死区并距股骨头软骨下骨5 mm。继续在C型臂X射线透视机下于大转子顶下2 cm处沿股骨颈方向呈“品”字钻入3枚直径3.0 mm克氏针，至股骨头软骨下骨2.0-3.0 mm。于正位及蛙式位确定克氏针位置满意后，依次退出，并用直径为3 mm长柄刮匙及空心钻刮除硬化带骨组织，并留取硬化带组织做病理检查。刮除彻底后用明胶海绵及骨蜡封闭，逐层缝合筋膜层、肌肉层、皮肤，无菌辅料包扎。

2组患者术后伤口均常规换药，卧床休息1个月，于床上行常规功能锻炼，避免血栓、压疮、关节僵硬等并发症，并予以阿伦膦酸盐、丹参等治疗。术后3个月内患肢严格禁止负重，术后第1，3，6，9，12，18，24，30，36个月门诊复查，行髋关节X射线正侧位、核磁共振等检查，观察股骨头是否变形、股骨头坏死区域水肿范围是否消退。

1.6 主要观察指标

1.6.1 Harris评分 测定2组患者治疗前、末次随访Harris评分。Harris评分主要包括疼痛程度(满分44分)、行走步态(满分33分)、日常活动(满分14)、畸形(满分4分)和关节活动范围(满分5分)5个方面^[2]。

1.6.2 手术有效率 手术有效率为2组患者最终未行人工关节置换率。

1.7 统计学分析 采用SPSS 17.1软件进行统计学处理。计量资料以x(_)±s表示，采用独立样本t 检验比较组间Harris评分的差异，采用配对t 检验比较同组术前、术后Harris评分的差异；计数资料以率表示，采用确切概率法比较组间手术有效率的差异；检验水准α=0.05。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

讨论

股骨头缺血性坏死是一种发病机制多样高致残率的骨科常见疾病^[3]，一旦患病，髋关节长期的慢性疼痛和功能障碍及昂贵的治疗费用，使得患者的生活质量变差，社会负担加重。对于早期股骨头缺血坏死患者，及时有效的治疗是非常必要的。股骨头缺血性坏死的发病机制大致可分为创伤性和非创伤性两种，目前的研究表明囊内高压、软骨内成分改变、股骨头负重区的骨前体细胞数量逐渐减少在股骨头坏死的发展中具有重要作用^[4-6]。目前各种治疗早期股骨头缺血坏死的方法包括单纯髓芯减压、髓芯减压联合骨髓干细胞移植^[7-8]、多孔钽棒植入^[9-15]、带血管骨瓣移植^[16-17]、髓芯减压联合自体外周血干细胞^[18]、髓芯减压联合同种异体骨打压植骨^[19]、髓芯减压结合硫酸钙人工骨植入等^[20]，其主要作用在于降低髋关节的囊内高压、去除坏死的硬化带、促进局部血液循环、促进血管和骨组织再生、防止股骨头进一步塌陷。

髓芯减压术由Ficat^[21]设计开展，用于治疗早期股骨头缺血坏死，作为一种较公认的治疗方案，可以有效减轻囊内压、去除硬化带、改善股骨头局部血循环^[22]，从而起到延缓股骨头塌陷变形时间、缓解髋部疼痛、改善髋关节功能的作用。Mont等^[23]的荟萃分析结果显示，84%的FicatⅠ期患者及65%的FicatⅡ期患者经减压治疗后均获得了良好的治疗效果，患者症状明显优于保守治疗。大孔径钻髓芯减压是较常见的手术方法之一，大孔径能更有效的祛除病变部位的坏死软骨，然而大孔径减压术后患者会被要求禁止过早负重活动，过早负重活动股骨头原有的生物学力性可能会受到破坏^[24]，一旦出现股骨头变形塌陷，目前唯一有效的治疗方案是行人工关节置换^[25-26]，但对于早期股骨头缺血坏死的年轻患者，行人工关节置换术后，随着年龄的增长，不得不面临人工关节使用寿命、假体周围骨折、术后感染、术后假体松动等问题，而不得不再次手术行人工关节翻修术。有研究通过将传统髓芯减压改良为采用直径8 mm钻头，分别行3隧道进行减压，得出改良髓芯减压术治疗早期股骨头坏死，不论是患者Harris评分统计和MRI坏死指数统计均优于药物及综合治疗，且治疗后髋关节置换率明显低于药物及综合治疗，且在延长髋关节置换时间上亦优于药物及综合治。Floerkemeier等^[27]也报道多小孔髓芯减压是一种优于传统髓芯减压与钽棒植入的新方法。该方法既能有效的达到病灶部分，尽可能多的去除坏死的硬化带骨组织，且能较少的破坏周围的正常骨组织，避免了因手术造成的股骨头生物力学特性的进一步破坏，进而能有效的延缓股骨头的进一步变形塌陷。

随着组织工程研究的不断深入，自体骨髓干细胞移植用于治疗早期非创伤性股骨头缺血坏死越来越受到研究者的关注。骨髓成分包括骨髓间充质干细胞、造血干细胞、多功能前体细胞等，且能在特定的诱导作用下，分化为血管、软骨、骨等，因而骨髓干细胞移植能够促进坏死区域骨组织、血管等的再生，从而起到改善髋关节功能、延缓股骨头变形塌陷的作用。有学者通过多孔髓芯减压联合干细胞移植的临床研究发现多孔髓芯减压联合干细胞移植是治疗股骨头坏死的一种新手段，尤其适合于年轻、ARCOSⅠ或Ⅱ期、非激素导致的股骨缺血坏死。Hernigou等^[28-29]也将髓芯减压联合骨髓干细胞移植用于治疗早期股骨头坏死，且通过临床研究证实该方法是一种较单纯髓芯减压更有效的方法。Gangji等^[30]进行60个月的随访观察，发现自体骨髓干细胞移植对延缓Ⅰ、Ⅱ期股骨头坏死的进展、减少髋部疼痛症状比单纯髓芯减压更有效。

然而干细胞的提取与培养过程在基层医疗机构及偏远地区难以实现，并且价格昂贵，绝大多数普通患者难以实现。本文采用直径为3.0-3.5 mm克氏针行“品”字型多小孔立体髓芯减压：①在髂前上嵴处通过经皮穿刺抽吸骨髓，然后分别注入髓芯减压后的骨隧道，并用明胶海绵及骨蜡封住减压孔，该方法较将骨髓分离提取基质干细胞、置入钽棒等方法相比，操作简单，节约时间，避免了分离、提取、培养过程中可能造成的污染；②该方法节省费用，在基层医疗机构及偏远地区能够推广；③即使术后股骨头缺血坏死进一步加重，需要行人工关节置换，该方法不增加行关节置换手术的难度。

本文采用多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植和单纯髓芯减压术2种治疗方法治疗早期股骨头缺血性坏死，共30例39髋，经1-3年随访，末次随访时，试验组ARCOSⅠ期与对照组ARCOSⅠ期比较，差异有显著性意义；试验组ARCOSⅡ期与对照组ARCOSⅡ期比较，差异有显著性意义。试验组术后髋关节疼痛减轻程度更明显，关节活动度范围更大。试验组22髋，最终ARCOSⅠ期1髋、ARCOS Ⅱ期1髋股骨头缺血坏死进一步加重出现塌陷，行人工关节置换。手术总有效率为91%(20/22)，Ⅰ、Ⅱ期有效率分别为90%及92%。对照组17髋ARCOSⅠ期3髋、ARCOS Ⅱ期5髋股骨头缺血坏死进一步加重出现塌陷，行人工关节置换。手术总有效率为53%(9/17)，Ⅰ、Ⅱ期有效率分别为57%及50%。试验组术后Harris评分较对照组明显增高，髋关节置换率明显低于对照组。说明多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植在治疗早期股骨头坏死方面优于单纯髓芯减压术。

由于样本量有限，随访时间较短，容易出现偏差，且缺乏与其他治疗方法的比较，因而远期疗效有待进一步验证。有待今后进行更多样本、多中心长期的随访研究。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

多小孔立体髓芯减压联合自体骨髓移植治疗Ⅰ、Ⅱ期股骨头缺血坏死

Curative effect of three-dimensional porous core decompression combined with autologous bone marrow transplantation on phase I, II avascular necrosis of the femoral head

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