关节腔内重复注射血小板裂解液治疗早期膝骨关节炎疗效观察

2017-10-22 11:46严伟刘海宁宋修刚姜红江高广凌秦立武鞠昌军邹德宝
中国运动医学杂志 2017年10期
关键词:骨关节炎生长因子软骨

严伟 刘海宁 宋修刚 姜红江 高广凌 秦立武 鞠昌军 邹德宝

山东省文登整骨医院关节科(山东威海 264400)

膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是一种中老年人常见的退行性疾病,随着年龄增长而发病率逐渐升高,造成的膝关节疼痛与功能障碍严重影响患者的生活质量。其病理改变主要为关节软骨磨损、滑膜无菌性炎症、骨赘形成及软骨下骨病变等[1]。目前的保守治疗主要是对症治疗,包括缓解疼痛、恢复膝关节功能、提高生活质量及降低致残率,常用药物如非甾体类抗炎药、关节腔内注射透明质酸钠、长效激素或者镇痛剂等,但仍没有有效的药物能够阻断OA的进展及逆转软骨的退变损伤。

随着分子生物学的发展,富血小板血浆(platelet rich plasma,PRP)在实验和临床方面的研究越来越多,目前已被广泛应用于轻中度甚至重度膝骨关节炎动物模型实验与临床研究的治疗中[2,3]。PRP含有很多高浓度的生长因子,如转化生长因子-β(transforming growth factor-β,TGF-β)、血小板衍生生长因子(plate⁃let derived growth factor,PDGF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor,IGF)等[4,5]。有研究表明,PRP对骨与软骨再生具有促进作用[6],也有研究证实了PRP可抑制关节内的炎症反应,延缓OA的进程,以缓解症状,产生治疗作用[7]。PRP中的血小板需要激活剂激活才能释放各种生长因子[3,4],并且每次使用均需要抽取新鲜血液进行制备,若注射频次过多势必会增加患者经济负担和采血的痛苦。为此我们尝试关节腔内注射血小板裂解液(platelet lysate,PL)治疗膝关节骨关节炎,通过改良的PRP制备方法,去除了血小板膜和白细胞等其他细胞残片,降低了免疫原性,保留其中的多种细胞生长因子,这种方法可以单次采血后低温(-80°C)保存,每次治疗前1 h制备PL,经体外释放生长因子并注射在患膝关节内。本研究旨在探索关节腔内重复注射血小板裂解液治疗早期膝骨关节炎的临床疗效,为临床应用提供依据。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

本研究经山东省文登整骨医院伦理委员会批准,所有受试者均签署了书面知情同意书。2011年10月至2015年5月于我院就诊的106例(141膝)早期膝骨关节炎(Kellgren–Lawrence影像学分级1~2级)[8]患者,其中男性27例,女性79例,患者平均年龄53岁(40~63岁)。从症状初次发作到进行本次治疗平均时间为8.6个月(3~16个月),治疗后患者经门诊随访。

纳入标准:(1)符合中华医学会风湿病学分会2010年对KOA的诊断标准[8],Kellgren–Lawrence影像学分级1~2级,口服抗炎药物3个月内疼痛症状无明显缓解;(2)年龄40~65岁,身高体重指数(body mass in⁃dex,BMI)<30;(3)膝关节稳定,髌骨轨迹正常;(4)血常规及血凝正常,血小板计数(150~450)×109/L;(5)患膝近2年内未做过手术及其他有创操作。

排除标准:(1)痛风性关节炎、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎;(2)合并严重的髋关节骨关节炎;(3)膝关节大量积液患者;(4)血液疾病、全身性代谢紊乱、免疫缺陷、肝炎患者、HIV阳性的患者;(5)膝关节或全身系统感染的患者;(6)1周内服用抗血小板药物的患者;(7)3个月内关节腔内注射激素或者口服激素的患者。

最终纳入研究106例(141膝)患者,完成随访101例(135膝)患者,膝骨关节炎Kellgren–Lawrence影像学分级1级患者25例(36膝),2级患者76例(99膝)。患者一般状况见表1。

表1 患者一般情况

1.2 血小板裂解液制备方法

在生物安全柜中,采用无菌技术将2500国际单位的低分子量肝素钠抽入50 mL无菌针管中,制备成肝素化的针管以备静脉血采集用;患者皮肤消毒后,用肝素化的针管抽取患者大约50 mL的静脉血;在生物安全柜中将患者静脉血分装进50 mL的离心管中,使用低温离心机在1000 r/min条件下离心20 min,可见全血分为3层,上层为浅黄色的血浆,中层为白色的富血小板血浆,下层为红细胞。吸取不带红细胞的中、上层血浆,用3支15 mL的无菌离心管平分约20 mL的上清,于-20℃冰箱内短时间保存,-80℃冰箱过夜保存。取出冻存的血浆,在37℃水浴锅中解冻时间不超过5 min。 反复冻存融化两次以上,获得含多种细胞生长因子的血清。融化后的血清再以3000 r/min离心6 min,可见血清分为两层,上层含有多种细胞生长因子,下层为血小板破碎后的碎片。取上层液,向上层液中按照1000:1体积比例加入浓度为10 μg/mL的强力霉素,过滤加入强力霉素的上层液,抽入5 mL的针管内,即得到血小板裂解液(PL),放入黑色无菌样品袋中备用[5,9]。

1.3 治疗方案

患者入院后完善相关检查,包括双膝站立正位片,髌骨运动轨迹片,必要时行MRI检查(怀疑合并半月板及交叉韧带损伤),血常规,血凝常规,感染性疾病筛查等。

先对患者进行宣教,后进行PL注射,患者取坐位,双侧小腿自然下垂,膝关节约屈曲90°,严格无菌消毒皮肤,每次注射进针点交替选择髌韧带内外侧膝眼穿刺入关节腔,关节积液明显者先抽取积液。注射完毕后用棉球按压注射部位3~5 min分钟,至注射点无血液渗出为止。注射完毕后可根据情况行冰敷以减轻肿胀,嘱患者48小时内避免剧烈活动。每周注射两次,5次为1个疗程。

1.4 测评方法

于治疗前及治疗后1个月、3个月、6个月、12个月进行西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(West⁃ern Ontario and McMaster Universities Arthritis In⁃dex,WOMAC)评分,从疼痛、僵硬和关节功能三方面来评价膝关节功能,采用美国膝关节协会(the Ameri⁃can Knee Society,AKS)膝评分从疼痛、活动度和稳定性方面进行评估,并对得分情况进行比较,评估疗效。

1.5 统计学方法

应用统计软件SPSS 17.0软件进行统计分析,计量资料以均数±标准差(±s)表示,三组均数组间比较若符合正态分布,采用单因素方差分析;若不符合正态分布,采用秩和检验。计数资料比较采用χ2检验。同组各时间点间计量资料比较采用独立样本t检验;以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

106例(141膝)患者均完成5次PL膝关节腔注射,3例(3膝)患者于随访6、7、9个月时因疼痛症状不能缓解行全膝关节置换术,2例(3膝)患者失访,101例(135膝)患者完成随访,平均随访时间15.6个月(12~23个月)。

治疗后1个月、3个月、6个月、12个月与治疗前相比,每个时间点的WOMAC评分显著降低(P<0.01),疼痛减轻,僵硬程度减轻,关节功能受限程度降低(表2)。

治疗后1个月、3个月、6个月、12个月与治疗前相比,每个时间点的AKS评分显著增高(P<0.01),治疗后患者临床症状明显减轻,活动度和稳定性增加,关节功能得到一定程度的恢复。所有患者治疗后均未出现并发症,病人满意度佳。

表2 治疗前及治疗后1个月、3个月、6个月、12个月WOMAC评分比较

表3 治疗前及治疗后1个月、3个月、6个月、12个月AKS评分比较

典型病例,王XX,女,56岁,双膝关节疼痛并活动受限半年(图1),双膝站立位X线片(图1B)显示髁间隆突变尖,内侧关节间隙狭窄,提示双膝骨关节炎,右膝KL 1级,左膝KL 2级,行血小板裂解液注射5次,连续随访12个月,患者疼痛不适症状明显减轻,膝关节功能基本恢复正常,行站立位X线片检查(图1D),关节间隙狭窄程度较前减轻。

图1 典型病例王XX,女,56岁,双膝关节疼痛并活动受限半年

3 讨论

膝骨关节炎是中老年较常见的慢性进行性骨关节病,伴随疼痛和关节运动障碍且以关节软骨退变和继发性骨质增生为特征,关节镜检查发现约60%的患者存在不同程度的关节软骨损伤[10-12],目前常用的治疗方法有口服药物(非甾体抗炎药、氨基葡萄糖)或中医中药治疗、关节腔内注射透明质酸(HA)、物理疗法和手术治疗。虽然非手术治疗在改善KOA临床症状方面有一定疗效,但对延缓关节退变进展作用较为有限。手术治疗是治疗晚期KOA的有效手段,早期KOA还是以保守治疗为主,故寻找新的、有效的早期KOA治疗方法成为研究热点[10,13]。

膝关节退变主要病理变化包括机械、细胞及生化水平的改变,这些因素共同导致了软骨的合成及力学性能改变[12],同时OA的进展也受炎性因子及抗炎因子间不平衡的影响,这种不平衡激活了蛋白水解酶,从而损伤软骨细胞[12]。软骨内无血管长入,故缺少血液供应,当受到损伤后愈合速度明显慢于其他组织。随着目前组织工程修复及再生医学研究的不断深入,越来越多的证据表明细胞生长因子在软骨修复中起着至关重要的作用,而富血小板血浆PRP是通过离心全血分离出的含有高浓度血小板的血浆,其内含有的高浓度血小板,可以释放大量生长因子,故有学者应用PRP来治疗软骨损伤[3,13]。一些临床研究也已证明PRP能够促进软骨损伤修复[14-16]。这些生长因子如VEGGF、TGF-β等可促进局部注射区域软骨细胞胶原蛋白的合成,还可刺激软骨细胞分裂,加速血管增生,起到加速创伤部位修复的作用。还有研究发现PRP中所含生长因子浓度高,但各因子间的比例接近于体内正常比例,而生长因子往往不是直线单一作用,而是相互影响,形成网状信号通路,这种比例也使得生长因子之间有着最佳的协同作用,对软组织有更符合生理的修复作用[17]。我们改良PRP制备方法,制成血小板裂解液,去除了细胞成分,尤其是白细胞,其可能诱导炎症反应,仅保留具有活性的细胞生长因子,从而发挥更好的修复作用。

本研究从临床层面对关节腔内重复注射血小板裂解液治疗早期膝骨关节炎的临床疗效及机理进行了初步探讨,但仍有问题需要进一步深入研究。(1)PL促进软骨修复的最佳浓度尚不清楚,是否浓度越高临床效果越佳有待进一步研究。(2)还需进行更长时间的随访,明确疗效,同时需要更加客观的评价标准。

总之,对于膝关节退变软骨损伤,PL在修复及缓解症状方面显示出了独特的优势和疗效。随着PL制备的简单、便捷,其应用也会越来越广泛。

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