骨髓间充质干细胞植入治疗早期股骨头缺血性坏死.doc

骨髓间充质干细胞植入治疗早期股骨头缺血性坏死 马元琛廖俊星林祯郑超郑秋坚 【摘要】目的探讨自体骨髓间充质干细胞植入联合髓芯减压治疗早期股骨头缺血性坏死的临床疗效。 方法xx年11月xx年10月，髓芯减压自体骨髓间充质干细胞移植治疗25例患者（28髋），其中FicatI期6髋，II期22髋。比较手术前后VAS评分、Harris髋关节功能评分。 结果24例（27髋）随访平均17个月，1例症状加重行全髋关节置换术，其余患者术后髋关节疼痛症状减轻，髋关节功能改善。术后3月VAS及Harris评分与术前无统计学差异，12个月时VAS评分及Harris评分与术前比有显著差异。 结论骨髓间充质干细胞移植治疗早期股骨头缺血性坏死近期疗效肯定，能够缓解疼痛症状和改善关节功能。 【关键词】股骨头坏死骨髓干细胞 【Abstract】Objective Tostudytheclinicalcurativeeffectoftransplantationbonemarrowstemcellsonearlyavascularnecrosisoffemoralhead.Methods 25patients（28hips：6hipsatFicatstageIand22atstageII.）withavascularnecrosisoffemoralheadweretreatedwithcoredepressionandbonemarrowstemcellstransplantation.Pre-andpost-operativescoresonVASandHarrisHipwerepared.Results 24patients（27hips）werefollowedupforanaverage17months.TheVASandHarrisHipscores3monthsafteroperationwereinsignificantlydifferentfrompre-operativescores.VASandHarrisscore12monthsafteroperationwerebothsignificantlydifferencefrompre-operativescores.1casereceivedtotalhipreplacementforitsdevastatingsymptoms.Theotherpatientshadthepainsrelievedandhipfunctionimprovedafteroperation.ConclusionBonemarrowstemcellstransplantationiseffectiveandsafeintreatmentofearlyavascularnecrosisoffemoralhead，foritcanrelievepainsandimprovehipfunction. 【Keywords】Femoralheadnecrosis，BoneMarrow，Stemcells 【Authorsaddress】GuangdongProvincialPeoplesHospital/GuangdongAcademyofMedicalSciences，Guangzhou510080，China doi：10.3969/j.issn.1671-332X.xx.09.004 股骨头无菌性坏死（AvascularNecrosisofFemoralHead，ANFH）多发于青壮年，进行破坏髋关节并造成残疾。其病理变化是各种原因导致股骨头血供下降，骨内压升高，从而引起骨质坏死，造成股骨头塌陷和骨关节炎1。因此早期对疾病干预能预防骨塌陷，保持关节结构和功能，推迟和避免接受全髋关节置换术。治疗ANFH最常用的手术方法是髓芯减压术，但临床疗效不稳定，失败率在早期患者可高达30%以上2。因此迫切需要寻找一种临床疗效好，创伤小的ANFH治疗方法。 已有文献证明ANFH与股骨头内骨髓的成骨细胞池的数量下降和细胞成骨能力减弱相关3。随着干细胞技术的发展和对ANFH发病机制的了解，已有研究采用骨骼干细胞治疗ANFH获得满意疗效4。本研究采用自体骨髓间充质干细胞（BoneMarrowMesenchymalStemCells，BMSCs）植入联合髓芯减压治疗早期ANFH，经过随访，近期疗效满意。 1资料与方法 1.1一般资料 回顾性分析xx年11月xx年10月，广东省人民医院骨科治疗的早期股骨头坏死患者25例28髋，其中男16例（17髋），女9例（11髋）；年龄1855岁，平均34.0岁；单侧22例，双侧3例。病因：激素性15例（18髋），酒精性7例（7髋），特发性3例（3髋）。根据Ficat分期：I期6髋，II期22髋。术前所有病例行双髋正位和蛙型位X线片和磁共振检查。患者纳入标准：符合xx年中华医学会股骨头坏死诊疗与治疗的专家建议的诊断标准。排除标准：年龄小于18岁或大于55岁，有股骨近端骨折或手术史，有肿瘤或代谢性疾病史，术前6个月内有皮质激素使用史。 1.2手术技术 在手术室内严格无菌操作，采用硬膜外麻醉，患者取平卧位垫高患侧臀部。在单侧或双侧髂前上棘处使用骨髓穿刺套针（BIOMID公司）抽取骨髓，每点抽取20ml。单髋手术时抽取50ml，双髋抽取100ml。利用密度梯度离心的原理对骨髓血进行分离，速度2500r/min，时间20min。离心后骨髓血分为三层，中间富含BMSCs的有核细胞层抽出供手术使用。100ml离心后可获得810ml富含BMSCs的骨髓血。本研究经广东省人民医院伦理委员会批准。 在C臂X光机的引导下，从患髋外侧大转子下方钻入一枚直径3mm的克氏针，经过股骨颈到股骨头坏死区的中央，一般位于股骨头的前上方，针尖到达关节面下5mm。沿导针作纵行皮肤切口2cm，用直径10mm的环钻顺导针钻孔，取出股骨大转子和股骨颈处的松质骨条备植骨用。换直径10mm的空心钻沿导针钻入股骨头坏死区，直至关节面下5mm处。用长刮匙伸入股骨头内刮除坏死组织。将先前取出的松质骨条用冲洗干净，纱布吸干，把准备好的富含BMSCs的骨髓血注入松质骨条。将骨隧道冲洗干净，把吸附了骨髓血的松质骨条顺骨隧道植入股骨头坏死区内，最后用骨蜡封闭骨隧道。 1.3术后处理 术后常规预防深静脉血栓治疗。术后第一天视患者耐受情况扶拐下地，开始功能锻炼。单髋手术使用单拐，双髋手术扶双拐，部分负重12周，12周后可完全负重。 1.4观察指标 术后3、6、9、12月进行随访，随访时拍摄双髋正位和蛙型位X线片，观察股骨头坏死有无进展，外形有无塌陷。髋关节的疼痛程度观察采用视觉模拟评分（VAS），髋关节功能评价采用Harris髋关节功能评分，记录手术前和术后3、12个月的VAS及Harris评分。 1.5统计学分析 采用SPSS11?5统计软件包进行分析。手术前后的Harris评分、VAS评分用均数标准差表示，计数资料采用t检验，以p0?05为有统计学意义。 2结果 2.1一般情况 所有患者切口均I期愈合，未出现浅部或深部感染、股骨转子骨折、下肢深静脉栓塞、神经血管损伤等并发症。24例患者获得随访，随访时间1224个月，平均17个月。 2.2临床疗效 有1例在术后半年出现髋关节疼痛加重，行全髋关节置换术。其余患者术后髋关节疼痛症状减轻，髋关节功能改善。手术前后Harris和VAS评分见表1，术后3月VAS与Harris评分与术前无统计学差异，术后12个月两评分与术前有显著差异。 2.3影像学观察 1例患者在术后6月随访X线片上见坏死区域增大，股骨头塌陷，其余患者在各时间点随访的X线片上没有发现股骨头的塌陷，也没有发现坏死区域的扩大。 2.4典型病例 患者，女，28岁，双侧激素性股骨头缺血性坏死，双侧均为Ficat期（图1a）。手术行髓芯减压联合BMSCs植入。术后1年复查X线片上股骨头外形完整，无塌陷，坏死区域无扩大，骨隧道内植骨生长良好（图1b）。 3讨论 股骨头缺血性坏死是造成年轻患者残疾的灾难性疾病。早期治疗的目的是防止股骨头塌陷和保护髋关节功能。在发生塌陷前使用是治疗策略有：药物治疗、理疗、髓芯减压、截骨、带或不带血管的骨移植。髓芯减压是最常用的方法，其优点有：微创、降低骨内压、有利于血供重建。但其疗效差异很大，在Ficat/期患者上失败率可达30%2，因此减压后必须给予软骨下骨支撑。虽然使用自体腓骨移植能够获得高强度的支撑，但取骨区存在肌力下降、神经损伤等并发症。笔者使用手术区的自体松质骨进行植骨，不但提供软骨下的支撑，减少远期塌陷，而且不需要另外取骨，保持了微创的优点，避免取骨并发症。 除了提供支撑外，自体松质骨是吸附细胞和诱导骨形成的最佳基质。松质骨结构有利BMSCs附着，能够携带大量的细胞，每侧手术大约能植入3109个有核细胞。松质骨也可以诱导BMSCs增殖、分化，诱导骨形成。有证据显示ANFH是由于股骨头内干细胞池的衰竭引起，骨髓血含有大量间充质干细胞，能够补充干细胞池，移植到股骨头后对坏死区的新骨形成和血管再生都有促进作用。骨髓血内还含有多种生长因子，包括：血管内皮生长因子、转化生长因子B、成纤维细胞生长因子等。这些因子有助于局部的细胞增殖分化、骨形成和骨修复。在国外的类似研究中，获得了显著缓解疼痛、改善关节功能、防止股骨头塌陷的效果，2年随访中股骨头的塌陷率从65%减少到10%5。 股骨头一旦发生软骨下骨塌陷，将不可逆地加速疾病进展，显著影响髋关节功能，塌陷后的保髋手术治疗效果也差。因此在诊断ANFH时估计疾病的进展速度，对指导手术方式的选择、判断疾病预后有重要意义。在本课题组的另一研究中发现，患者的性别、年龄、病因均不是影响股骨头坏死治疗预后的影响因素6。影响疾病进展在主要因素是坏死区位置和体积7-8。坏死部位在正位X光片的股骨头外上象限的，发生塌陷率显著增高。用股骨头坏死体积比例预测股骨头坏死塌陷的最佳临界点为20?15%，说明当病灶大于此体积时，容易发生进展。在为这些患者进行保髋手术时，要对股骨头给予更坚强有力的支撑和更丰富血供，比如使用钽金属棒或带血管腓骨。在本课题组的另一项研究中发现，钽棒植入疗效良好，髋关节功能改善优于单纯植骨，是治疗早中期股骨头坏死的可靠方法9。 不正确的手术方式可能导致治疗失败，主要原因有：每个穿刺点抽取骨髓过多，抽得大量外周血，影响离心分离效果，应将每点控制在20ml以下；减压隧道不在坏死区中，不但没有清除病灶还破坏了正常骨，因此钻入导针时必须多次正侧位透视，确认导针到达坏死区中间；减压时钻头突破软骨下骨，破坏关节面；清除病灶过多会破坏股骨头结构减弱承重能力，硬化骨对股骨头有支撑作用，手术只需刮除坏死骨和囊性变内肉芽组织；植骨时暴力锤打，造成软骨下骨微骨折。 自体BMSCs植入联合髓芯减压治疗早期ANFH，能够缓解疼痛，改善关节功能。手术创伤小，恢复快、并发症少，近期疗效良好，是可靠有效的治疗方法。将来的研究方向是添加生物活性因子，增强股骨头内成骨能力。另外一个方向是结合钽棒或腓骨植入，提高股骨头内支撑能力。进一步的临床疗效研究需要更多的样本和更长的随访，加入对照组，观察自体BMSCs植入促进股骨头修复重建和防止疾病进展的作用。 参考文献 1MARKERDR，SEYLERTM，MCGRATHMS，etal.TreatmentofearlystageosteonecrosisofthefemoralheadJ.JBoneJointSurgAm，xx，90（S4）：175-187. 2HARRELDKL，MARULANDAGA，UlrichSD，etal.Small-diameterpercutaneousdepressionforosteonecrosisoftheshoulderJ.AmJOrthop（BelleMeadNJ），xx，38（7）：348-354. 3SUHKT，KIMSW，ROHHL，etal.Decreasedosteogenicdifferentiationofmesenchymalstemcellsinalcohol-inducedosteonecrosisJ.ClinOrthopRelatRes，xx，431：220-225. 4AARVOLDA，SMITHJO，TAYTONER，etal.AtissueengineeringstrategyforthetreatmentofavascularnecrosisofthefemoralheadJ.Surgeon，xx，11（6）：319-325. 5GANGJIV，HAUZEURJP，MATOSC，etal.Treatmentofosteonecrosisofthefemoralheadwithimplantationofautologousbone-marrowcells.ApilotstudyJ.JBoneJointSurgAm，xx，86（6）：1153-1160. 6郑超，郑秋坚，王义生，等.股骨头坏死临床疗效及预后危险因素的相关性J.广东医学，xx，35（14）：2178-2181. 7王上增，孙