关节内注射富血小板血浆与玻璃酸钠治疗膝关节骨关节炎的对比研究*

徐步靖 霍小燕 张厚庆 王余山 石 瑄 霍 雷

(南京医科大学附属苏州明基医院骨科，苏州 215000)



·临床论著·

关节内注射富血小板血浆与玻璃酸钠治疗膝关节骨关节炎的对比研究*

徐步靖 霍小燕①张厚庆 王余山 石 瑄 霍 雷**

(南京医科大学附属苏州明基医院骨科，苏州 215000)

目的 比较富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)与玻璃酸钠(hyaluronic acid sodium，HA)治疗膝关节骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)的近期疗效。 方法 2013年3月～2014年1月，将60例KOA按就诊顺序依次分至A、B、C组，每组20例。A组膝关节内注射自体PRP 5 ml，B组膝关节内注射HA 2 ml，C组膝关节内先注射PRP 5 ml，10 min后注射HA 2 ml。每周一次，连续5周。治疗结束后4周采用Lysholm膝关节评分系统进行评价。 结果 A组、C组各1例注射PRP后出现短暂膝关节炎症反跳，其余患者均未出现并发症。3组治疗后4周Lysholm膝关节评分较治疗前均有明显提高(A组42.3±10.5 vs. 54.3±10.4,t=-7.086,P=0.000; B组41.6±10.0 vs. 54.2±9.1,t=-5.450,P=0.000; C组41.8±10.4 vs. 66.8±7.2,t=-12.887,P=0.000)，且C组明显高于A、B组(F=12.982,P=0.000)。C组有效率(60%, 12/20)明显高于A组(20%, 4/20)和B组(20%, 4/20)(χ2=9.600，P=0.008)。治疗前后血常规和肝、肾功能均未出现异常。 结论 膝关节腔注射PRP联合HA可以迅速控制疼痛并改善患者膝关节功能，具有显著的近期疗效，是治疗KOA的一种安全有效的方法，长期疗效有待继续观察。

富血小板血浆; 玻璃酸钠; 膝关节; 骨关节炎; 临床疗效

膝骨关节炎(knee osteoarthritis，KOA)是指膝关节的软骨发生原发性或继发性退行性变及结构紊乱，并且伴随软骨下骨质增生、软骨剥脱，从而使关节破坏、畸形，最终导致膝关节功能障碍。该疾病严重影响了患者的生活质量。KOA是一种危害中老年人健康的慢性进行性骨关节病，已成为老年人致残的主要疾病之一。玻璃酸钠(hyaluronic acid sodium，HA)能减少炎症因子的释放和快速缓解症状；富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)富含多种生长因子以及具有富集间充质干细胞的特性，结合干细胞具有向骨/软骨分化的特点，具有修复受损的软骨及软骨下骨的能力。因此HA联合PRP用于KOA的治疗可能较单独使用HA或PRP治疗KOA显示出更优越的临床效果。本研究选择2013年3月～2014年1月60例KOA患者，前瞻性地比较HA和PRP联合使用以及单独使用HA或PRP的临床效果，探讨HA联合PRP治疗KOA的近期疗效。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

本研究经南京医科大学附属苏州明基医院伦理委员会审批(2012B0006)。所有患者治疗前均充分告知治疗详情并签署知情同意书。

采用2007年中华医学会骨科学分会制定的《骨关节炎诊治指南》(2007版)中的KOA诊断标准[1]，病例选择标准如下：①近1个月经常反复膝关节疼痛；②X线站立位关节间隙变窄，软骨下骨硬化或囊性变，关节缘骨赘形成；③关节液(至少2次)清亮、黏稠，白细胞(WBC)<2000个/ml；④年龄≥40岁；⑤晨僵≤30 min；⑥活动时有摩擦音。综合临床、实验室及X线检查，符合①、②，或①、③、⑤、⑥，或①、④、⑤、⑥即可。

共60例入选，年龄39～86岁，平均52.13岁。男18例，女42例。病程6个月～3年。Lysholm膝关节评分均为差(<65分)。Kellgren和Lawrence OA分级标准[2]Ⅱ级32例，Ⅲ级24例，Ⅳ级4例。按就诊顺序依次分入3组。A组单独使用PRP，B组单独使用HA，C组HA联合PRP，每组20例。3组一般资料比较见表1，有可比性。

表1 3组一般资料比较(n=20)

A-富血小板血浆组；B-玻璃酸钠组；C-联合组

1.2 方法

1.2.1 PRP制备方法 采用二次离心法，采用山东威高集团医用高分子制品股份有限公司提供的PRP制备套装[国食药监械(准)字2013第3410051号]和专用离心机。上肢静脉抽血50 ml，外周静脉条件较差者由麻醉科协助从股静脉或颈静脉抽取。整个过程分2次离心，第1次1400 r/min离心10 min，吸取全部下层红细胞层至交界面下3 mm进行第2次离心，以1400 r/min离心10 min，此时分为2层，上层为贫血小板血浆(platelet-poor plasma，PPP)，吸取约3/4上清液弃掉，剩余即PRP。加入0.2 ml氯化钙活化即可得到备用的PRP 5 ml。见图1～3。

1.2.2 治疗方法 C组采用PRP联合玻璃酸钠关节腔内注射治疗。患者平卧，患膝垫枕屈曲至70°，足中立位。局部消毒，每次治疗交替选择髌骨内外侧进针点穿刺入关节腔，关节积液明显者先抽取积液。注入预先制备好的自体PRP 5 ml，10 min后向关节腔内注入玻璃酸钠[商品名施沛特，山东博士伦福瑞达制药有限公司，国食药监械(准)字2011第3641198号]2 ml。注射后屈伸活动关节2～3次。此后每周注射1次PRP和HA，5周为一个疗程。A组和B组注射方法与C组相同，仅单独注射PRP或HA，剂量不变。

1.2.3 疗效评定方法 各组治疗结束后4周采用Lysholm膝关节评分系统进行疗效评价，并抽血进行血常规和肝、肾功能检查。Lysholm膝关节评分分为疼痛、不安定度、闭锁感、肿胀度、跛行、楼梯攀爬、蹲姿下蹲、上下楼来评估膝关节的结构和功能，评分≥95分以上为优，94～85分为良，84～65分为可，<65分为差。治疗后分级有升高为有效。

2 结果

2.1 3组Lysholm膝关节评分的比较

所有患者均在治疗结束4周进行Lysholm膝关节评分，3组总分均较术前明显提高，C组评分明显高于A组和B组(P<0.05)，C组有效率(60%，12/20)明显高于A组(20%,4/20)及B组(20%,4/20)(P<0.05)，见表2。Lysholm膝关节评分的分项评分比较，C组在改善疼痛和肿胀度方面明显优于A、B组(P<0.05)，见表3。

表2 3组治疗后4周Lysholm膝关节评分的比较

A-富血小板血浆组；B-玻璃酸钠组；C-联合组

*C组与A组比较，P<0.05；#C组与B组比较，P<0.05；A组与B组比较，均P>0.05

组别疼痛不安定度治疗前治疗后4周t，P值治疗前治疗后4周t，P值A7．5±3．410．0±4．0-4．359，0．00010．0±3．213．8±3．6-5．252，0．000B7．0±2．510．3±3．8-3．115，0．00610．5±3．911．5±2．9-1．710，0．104C7．5±3．816．3±4．6∗#-7．676，0．0009．5±3．212．5±4．1-3．559，0．002F，P值0．153，0．85814．753，0．0000．413，0．6642．002，0．144组别闭锁感肿胀度治疗前治疗后4周t，P值治疗前治疗后4周t，P值A7．3±3．98．1±3．7-1．312，0．2054．1±2．85．0±2．8-2．131，0．046B7．0±2．99．5±2．6-4．359，0．0003．8±2．65．2±2．8-1．853，0．079C7．4±2．710．5±3．1-4．776，0．0004．3±2．87．2±2．6∗#-3．067，0．006F，P值0．085，0．9192．767，0．0710．171，0．8433．957，0．025组别跛行楼梯攀爬治疗前治疗后4周t，P值治疗前治疗后4周t，P值A3．0±1．33．4±1．5-2．179，0．0424．7±2．17．0±2．6-5．205，0．000B3．3±1．13．7±1．6-1．630，0．1194．6±2．07．2±2．6-4．333，0．000C3．1±0．94．3±1．0-5．225，0．0004．5±2．18．0±2．8-5．411，0．000F，P值0．282，0．7552．192，0．1210．047，0．9540．800，0．454组别蹲姿使用支撑物治疗前治疗后4周t，P值治疗前治疗后4周t，P值A2．4±0．83．0±1．1-1．927，0．0693．5±1．54．1±1．1-2．179，0．042B2．2±0．92．9±1．3-1．577，0．1313．2±1．54．0±1．5-2．517，0．021C2．3±0．73．4±1．0-4．702，0．0003．2±1．54．7±0．9-4．359，0．000F，P值0．298，0．7431．078，0．3470．260，0．7721．891，0．160

A-富血小板血浆组；B-玻璃酸钠组；C-联合组

*C组与A组比较，P<0.05；#C组与B组比较，P<0.05；A组与B组比较，均P>0.05

2.2 不良反应

A组、C组患者各1例注射PRP后短暂膝关节轻度红肿、皮温稍升高，持续不超过1周，其余患者均未出现并发症，治疗前后血常规和肝、肾功能均在正常值范围。

3 讨论

KOA导致的痛苦和残疾严重影响患者的生存质量[3，4]。随着社会人口的老龄化，近年来KOA的患病率逐年增高，已成为老年人致残的主要疾病之一，给社会及家庭带来了沉重的负担。

白介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、前列腺素E2(PGE2)是参与软骨退变及降解并引起OA症状的最重要的细胞因子[5]。Pecchi等[6]的研究证实，在OA患者的滑液中存在IL-1β的高表达，且其表达程度与OA的严重程度呈明显正相关。此外，Woodell-May等[7]的研究证实，OA的发生及发展与关节内滑膜细胞分泌过多的TNF-α有关，关节内高浓度的TNF-α能通过激活多形核细胞，促进滑膜细胞分泌PGE2，进而增加血管通透性，促进炎性细胞浸润，加重局部炎性水肿等；能选择性地抑制主要软骨基质如软骨胶原、蛋白聚糖等合成，加速其降解；能诱发抗自身软骨的自身免疫反应，刺激软骨基质金属蛋白酶的合成和分泌，诱发软骨发生降解[8]。关节软骨的合成和降解的平衡与多种因素密切相关，年龄是最重要的因素[9]。储森等[10]的研究证实，关节腔内注射玻璃酸钠后，关节内IL-1β、TNF-α、PGE2的含量均有明显下降，提示关节内注入玻璃酸钠有抑制骨关节炎患者关节液内炎症反应的作用。

目前用于治疗OA的玻璃酸钠仅倾向于疼痛和炎症的症状缓解，并没有显著减轻关节软骨的退化和破坏。OA主要病理生理特点为：由于内、外因素的作用引起关节软骨受损；关节软骨基质分解-合成失调，导致软骨进一步破坏；由于软骨下骨板缺乏软骨的保护，受到异常的压力而导致骨赘形成；关节软骨变性、脱落，游离体形成，关节滑膜和关节囊慢性增生性炎症，关节半月板退变，关节内理化环境改变，炎性因子沉积等诸多改变。细胞因子在其发病过程中起关键作用。新的促进软骨修复的方式有细胞因子抑制剂、基因治疗、人工软骨替代物和生长因子。PRP中含有大量生长因子，可以募集软骨源性细胞刺激软骨增生和增进软骨基质合成，近年用于治疗OA和软骨的修复研究[11～13]。骨组织的自然修复过程中，有多种生长因子参与其中，尤其以血小板源性生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)、转移生长因子β(transforming growth factor β，TGF-β)最重要。PRP含有多种高浓度的生长因子如PDGF、TGF-β、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、类胰岛素生长因子(insulin-like growth factor，IGF)、表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)等[13～15]。PRP中的血小板浓度大约为100×104/μl，5倍于全血中的浓度。体内和体外的研究均表明，PRP能诱导出比浓缩血小板更多的内源性生长因子的表达[16]，并且在凝聚后可以形成纤维蛋白网络支架，利于细胞黏附而促进骨组织再生，从而应用于临床骨组织修复中[17～19]。由于PRP诱导的骨组织再生需要干细胞分化及增殖的时间，显效需时较长，并且由于PRP制备方法的关系，不可避免地含有相当数量的白细胞，因而注入膝关节腔后1周内会不同程度的炎症的反跳(如膝关节轻度红肿、皮温稍升高等)，这在我们的研究过程中亦有发生。值得一提的是，关节腔内注射HA后，关节腔内PGE2的含量显著减少[9]，而PGE2是引起骨关节炎患者产生疼痛症状的主要细胞因子，因此，关节腔内注射HA可以通过抑制或减少PGE2的产生发挥镇痛作用，使得这两种制剂在协同使用时早期即能显著缓解患者疼痛症状。

PRP结合HA治疗骨关节炎，以骨关节炎的病理生理过程为出发点，除了能减少炎症因子的释放和缓解症状外，加上因为PRP富含多种生长因子以及具有富集间充质干细胞的特性，结合干细胞具有向骨/软骨分化的特点，可以修复受损的软骨及软骨下骨，在治疗骨关节炎疾病的进展上有很大突破。此外，采用自体血液制备PRP作为多种生长因子的来源，没有医学伦理和传染病方面的疑虑。因此，我们认为，使用自体血液制成PRP结合HA治疗膝关节骨关节炎，是一种安全可靠、疗效确切的治疗方法。本研究例数少，观察时间短，结论尚需进一步研究证实。

1 中华医学会骨科学分会.骨关节炎诊治指南(2007年版).中华骨科杂志，2007，27(10):793-796.

2 Kellgren JH，Lawrence JS.Radioiogical assessment of osteoarthrosis.AnnRheum Dis，1963，22:237-255.

3 Goldring MB，Goldring SR.Osteoarthritis.J Cell Physiol，2007，213(3):626-634.

4 Prochazkova M，Zanvit P，Doleoal T，et al.Increased gene expression and production of spinal cyclooxygenase 1 and 2 during experimental osteoarthritis pain.Physiol Res,2009,58(3):419-425.

5 Colen S，van den Bekerom MP，Mulier M，et al.Hyalurenic acid in the treatment of knee osteoarthritis:a systematic review and meta-analysis with emphasis on the efficacy of different products.Bio Drags，2012，26(4):257-268.

6 Pecchi E，Priam S，Mladenovic Z，et al.A potential role of chondreitin sulfate on bone in osteoarthritis:inhibition of prostaglandin E2 and matrix metalloproteinases synthesis in interleukin-1 B-stimulated osteoblasts.Osteoarthritis Cartilage，2012，20(2):127-135.

7 Woodell-May J，Matuska A，Oyster M，et al.Autologous protein solution inhibits MMP-13 production by IL-1β and TNFα-stimulated human articular chondrocytes.J Orthop Res，2011，29(9):1320-1326.

8 Haas S，Straub RH.Disruption of rllythms of molecular clocks in primary synovial fibrublasts of patients with osteoarthritis and rheumatoid arthritis，role of IL-1 β/TNF.Arthritis Res Ther，2012，14(3):R122.

9 张其亮,戴世友,刘红云.玻璃酸钠对骨关节炎关节液中IL-1β，TNF-α，PGE-2含量的影响.中国医师杂志，2013，15(11):1564-1566.

10 储 森,孙立胜,蒋 青.不同年龄兔前交叉韧带切断后关节软骨变化的研究.中国微创外科杂志，2012,12(7):659-663.

11 Foster TE，Puskas BL，Mandelbaum BR，et al.Platelet-rich plasma:from basic science to clinical applications.Am J Sports Med，2009，37(11):2259-2272.

12 Dohan Ehrenfest DM，Rasmusson L，AlbrektssonT.Classification of platelet concentrates: from pure platelet-rich plasma (P-PRP) to leucocyte- and platelet-rich fibrin (L-PRF).Trends Biotechnol，2009，27(3):158-167.

13 Wroblewski AP，MejiaHA，Wright VJ，et al.Application of platelet-rich plasma to enhance tissue repair.Oper Tech Orthop，2010，20(2):98-105.

14 Cieslik-Bielecka A，Bielecki T，Gazdzik TS，et al.Autologous platelets and leukocytes can improve healing of infected high-energy soft tissue injury.TransfusApher Sci，2009，41(1):9-12.

15 Griffin XL，Smith CM，Costa ML.The clinical use of platelet-rich plasma in the promotion of bone healing:a systematic review.Injury，2009，40(2):158-162.

16 Lyras DN，Kazakos K，Agrogiannis G，et al.Experimental study of tendon healing early phase:is IGF-1 expression influenced by platelet rich plasma gel?Orthop Traumatol Surg Res，2010，96(4):381-387.

17 卢 萌，陈伟辉，曲延征.富血小板凝胶的制备及骨修复作用.中国组织工程研究与临床康复，2008，12(23):4493-4496.

18 Lucarelli E，Beretta R，Dozza B，et al.A recently developed bifacial platelet-rich fibrin matrix.Eur Cell Mater,2010,20:13-23.

19 Goedecke A，Wobus M，Krech M，et al.Differential effect of platelet-rich plasma and fetal calf serum on bone marrow-derived human mesenchymal stromal cells expanded in vitro.J Tissue Eng Regen Med,2011,5(8):648-654.

(修回日期：2015-05-29)

(责任编辑：王惠群)

A Comparative Study of Platelet-rich Plasma and Hyaluronic Acid Intra-articular Injection for Knee Osteoarthritics

XuBujing*,HuoXiaoyan,ZhangHouqing*,etal.

*DepartmentofOrthopaedicSurgery,SuzhouBenqMedicalCenter,NanjingMedicalUniversity,Suzhou215000,China

Correspondingauthor:HuoLei,E-mail:yinqingkuangzhuan@163.com

Objective To compare the curative effects between platelet-rich plasma (PRP) and hyaluronic acid sodium (HA) intra-articular injection for the treatment of knee osteoarthritis (KOA). Methods From March 2013 to January 2014, 60 cases of KOA were divided into A, B, C groups according to admission sequence, with 20 cases in each group. The Group A was given knee joint injection of PRP 5 ml, Group B was given knee joint injection of HA 2 ml, and Group C received knee joint injection of PRP 5 ml and HA 2 ml at 10 min afterwards, once a week for five weeks. Four weeks after treatment, we evaluated the treatment effect with the Lysholm knee score system. Results One patient in the group A and the group C respectively showed serious and transient inflammation after the injection of PRP. The rest of the all patients had no complications. After treatment, the Lysholm knee scores were obviously improved as compared to before treatment in all the three groups (Group A: 42.3±10.5 vs. 54.3±10.4,t=-7.086,P=0.000; Group B: 41.6±10.0 vs. 54.2±9.1,t=-5.450,P=0.000; Group C: 41.8±10.4 vs. 66.8±7.2,t=-12.887,P=0.000). The scores in the Group C were significantly higher than those in the Group A and the Group B (F=12.982,P=0.000). The effective rate of the Group C (60%, 12/20) was significantly higher than that in the Group A (20%, 4/20) and Group B (20%, 4/20) (χ2=9.600,P=0.008). Routine blood and liver and renal functions were normal before and after treatment.Conclusions Knee joint injection of PRP and HA can quickly control the pain and improve patients’ joint functions. This treatment has significant short-term effects, being a safe and effective method for the treatment of KOA. However, the long-term efficacy requires further investigations.

Platelet-rich plasma; Hyaluronic acid sodium; Knee; Osteoarthritis; Clinical curative effect

南京医科大学科技发展基金(2013njmu149)

R684.3

A

1009-6604(2015)08-0676-05

10.3969/j.issn.1009-6604.2015.08.002

2015-03-26)

** 通讯作者，E-mail：yinqingkuangzhuan@163.com

① (镇江市京口区江苏大学社区卫生服务站，镇江 212013)