微骨折术结合自体滑膜间充质干细胞移植修复关节软骨损伤的临床效果

陈子秋 刘顺贵 刘义 龚泰芳

人体膝关节软骨受到过高的压力会导致膝关节软骨损伤，内在因素 ( 免疫性疾病、骨软骨剥脱症、代谢性疾病等 ) 和外在因素 ( 剧烈运动、外伤等 )均可能会导致膝关节软骨损伤，而到目前为止最有效的治疗方法始终是手术治疗[1]。膝关节中无血管、神经和淋巴管，所以在损伤后难以修复，对患者的膝关节功能及活动度产生严重影响[2]。

临床上，传统手术利用软骨清洗成形术、关节镜下冲洗等方式的治疗效果均不理想，这些手术方法对患者软骨造成较大的损伤，不利于患者术后康复[3]。微骨折术具有价格低廉、操作便捷等优点，有临床研究显示微骨折术手术效果显著、术后康复时间短、可显著提升患者生活质量，但有部分患者术后病情未发生好转，因此需要采用二次手术[4]。

随着生物工程学以及细胞治疗学的发展，干细胞在疾病方面的治疗研究已经成为医学热点。干细胞具有分化潜能，在特意的诱导条件下可以分化成为骨细胞、神经细胞等多种功能性细胞。对机体损伤部位进行修复[5]。因此，本研究采用分离的滑膜间充质干细胞 ( synovium-derived mesenchymal stem cells，SMSC ) 联合微骨折术治疗关节软骨损伤的修复效果，以期为关节软骨的临床治疗提供合理的治疗方法和临床依据。

资料与方法

一、纳入与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 2016 年 1 月至 2017 年 6 月我院收治的膝关节软骨损伤者；( 2 ) 符合膝关节软骨损伤诊断标准者；( 3 ) 全层范围的软骨损伤者；( 4 )随访完整者。

2. 排除标准：( 1 ) 伤口急性感染者；( 2 ) 10 天内服用甾体化合物者；( 3 ) 10 天内关节腔内注射药物者；( 4 ) 并发严重心、肝、肾等系统疾病者；( 5 )3 个月内使用免疫抑制剂、生长因子者。

二、一般资料

本组共 78 例，所有患者均为膝关节软骨损伤，其中男 42 例，女 36 例，患者平均年龄为 ( 61.04±9.25 ) 岁，病程为 ( 3.24±0.78 ) 个月。患者及家属均知情且自愿参与本研究。本研究获得伦理委员会批准通过。

根据治疗方法不同分为研究组 ( 32 例 ) 和对照组 ( 46 例 )，研究组采用微骨折术结合滑膜干细胞移植进行治疗，对照组采用微骨折术进行治疗。两组性别、年龄、体重、致伤原因、合并损伤、软骨损伤面积等构成比较差异均无统计学意义 (P＞0.05 )( 表 1 )。

表 1 两组一般资料比较Tab.1 General data

三、手术方法

1. 微骨折术：患者取仰卧位，接受硬膜外麻醉，合并半月板损伤的患者先对破裂的半月板进行修复，再行微骨折术修复软骨损伤。对于合并前交叉韧带断裂的患者则先行微骨折术修复软骨损伤，再对前交叉韧带行重建修复术。在关节镜下将软骨组织修整整齐，并露出骨床，在软骨缺损处与骨表面垂直处打孔，向孔内缓慢注入关节冲洗液，当观察到孔中有骨髓溢出为止，冲洗关节腔内残留的碎屑。患者膝部冰敷 12 h，术后 1 个月内尽可能卧床休息，在 1 个月后利用支具进行康复训练，且术后6 个月避免剧烈的运动[6]。

2. SMSC移植：经患者知情同意后，在行微骨折术时获取患者膝关节滑膜组织，在无菌条件下，采用等体积无血清的低糖 α-MEM 培养液将骨髓液稀释混合均匀。室温以 1000 r / min 离心 10 min，再将细胞重悬，缓慢注入等体积分离液，保持完整液体分界面，室温以 1000 r / min 离心 10 min，去除中间的单个核细胞层，PBS 洗涤 2 次后重悬于含 10% 胎牛血清的 L-DMEM 培养液中，置于 37 ℃、5% 的 CO2饱和湿度条件下培养。培养 24 h 后换液并去除悬浮细胞，此后每 72 h 更换培养基并观察细胞状态。细胞长至 80% 融合时，用胰酶消化并按照 1∶2 比例传代[7]。

收集第三代细胞，以 PBS 重悬后加入 PE 标记的鼠源抗体。并设置对照组。混合均匀后室温避光孵育 20 min。洗去未标记抗体，将细胞重悬进行分子表型检测。

消化收集传代培养后的 SMSC，每次给予患者关节损伤部位注射移植 SMSC 溶液 3～5 ml，其中含有 1×107个 SMSC，总计移植 4 次。

四、术后随访

采用视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS )对所有患者治疗前及治疗后 6 个月的疼痛程度进行评分，疼痛分值代表疼痛程度，分值为 0～10 分，患者无痛则为 0 分；疼痛较轻，且处于可以忍受的范围内为 1～3 分；疼痛处于中度程度分值为 4～6 分；机体感受到剧烈疼痛，且忍受有限，则分值为 7～10 分，最痛为 10 分。

采用 HSS 评分对所有患者治疗前及治疗后膝关节功能进行评价，HSS 评分包括以下指标：疼痛，30 分；肌力，10 分；关节稳定性，10 分；活动度，18 分；功能，22 分；屈曲畸形，10 分。总分100 分，分数越高，表示患者膝关节功能好。

以 Tegner 评分来评价所有患者治疗前及治疗后膝关节运动功能，患者选取最大动作，得出对应分数，以 1 分到 10 分来计算，分数越高，表示患者膝关节功能好。

对所有患者治疗后 6 个月的再次手术及不良反应率加以统计，如感染、贫血等。

五、统计学处理

结 果

一、治疗前后两组关节疼痛情况比较

对两组手术前后关节疼痛的 VAS 评分进行统计，术前两组的 VAS 评分比较，差异无统计学意义(P＝0.708 )，术后两组的疼痛情况有显著改善，VAS评分均明显下降，两组术后 VAS 评分与术前相比，差异有统计学意义 (P＝0.000 )，且研究组术后 VAS评分明显低于对照组，术后研究组 VAS 评分与对照组相比，差异有统计学意义 (P＝0.000 ) ( 表 2 )。

表 2 两组术前术后 VAS 评分情况 (±s)Tab.2 Comparation of preoperative and postoperative VAS scores of the two groups (±s)

表 2 两组术前术后 VAS 评分情况 (±s)Tab.2 Comparation of preoperative and postoperative VAS scores of the two groups (±s)

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二、两组膝关节功能评分情况比较

采用 HSS 评分方法对两组手术前后膝关节整体功能进行评价，结果显示，术前两组 HSS 评分比较，差异无统计学意义 (P＝0.721 )，术后两组关节功能得到明显改善，关节功能 HSS 评分较术前相比，差异有统计学意义 (P＜0.05 )，而且在治疗后，研究组关节功能 HSS 评分明显高于对照组，研究组术后 HSS 评分与对照组相比，差异有统计学意义(P＝0.000 ) ( 表 3 )。

表 3 两组手术前后膝关节功能 HSS 评分情况 (±s)Tab.3 Comparation of preoperative and postoperative knee function HSS scores of the two groups (±s)

表 3 两组手术前后膝关节功能 HSS 评分情况 (±s)Tab.3 Comparation of preoperative and postoperative knee function HSS scores of the two groups (±s)

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采用 Tegner 评分方法对两组手术前后膝关节运动功能进行评价，结果显示，两组术前膝关节运动功能 Tegner 评分相比，差异无统计学意义 (P＝0.796 )，两组术后膝关节功能 Tegner 评分与治疗前相比较均明显上升，两组相比，差异有统计学意义(P＝0.000 )，术后研究组的膝关节运动功能 Tegner评分明显高于对照组，两组相比差异有统计学意义(P＝0.000 ) ( 表 4 )。

表 4 两组手术前后膝关节运动功能 Tegner 评分情况 (±s)Tab.4 Comparation of preoperative and postoperative knee joint function Tegner scores of the two groups (±s)

表 4 两组手术前后膝关节运动功能 Tegner 评分情况 (±s)Tab.4 Comparation of preoperative and postoperative knee joint function Tegner scores of the two groups (±s)

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三、两组术后不良反应情况比较

对两组术后 6 个月内的不良反应发生情况进行统计，结果显示，研究组再次手术、白细胞减少、贫血、感染的发生率均低于对照组 ( 表 5 )。

表 5 两组术后 6 个月不良反应情况比较 [ n ( % ) ]Tab.5 Comparation of adverse reactions 6 months after surgery of the two groups [ n ( % ) ]

讨 论

膝关节缺少血管、神经和淋巴组织，所需的营养物质主要从滑液中获得。损伤后的软骨细胞自我修复难度较大，所以很容易引起关节的退行性变化[8]。因此想要取得较好的疾病控制效果，必须对损伤的关节软骨采取及时、合理的修复措施[9]。关节镜下微骨折术具有创伤小、操作简单、手术费用低及术后恢复速度快的优点[10-12]。

间充质干细胞对缺损的软骨进行修复，最终使关节的功能恢复正常[13-14]。有研究人员采用关节镜下微骨折术与关节清理术对膝关节软骨缺损患者开展临床治疗得出结果，以关节镜下微骨折术治疗的患者术后随访 18 个月的 Tegner 运动功能和 HSS 膝关节功能评分均明显高于采用关节清理术治疗的患者[15]。

有研究人员采用微骨折术对膝关节软骨损伤的患者进行治疗，认为该术式为一种短期疗效确定的方法，但是也表示，一些在术后随访 18 个月后仍会表现出膝关节疼痛症状[16]。虽然微骨折术对纤维软骨进行了相应修复，但是术后纤维软骨的抗高压及耐磨能力与透明软骨相比较均出现一定程度的降低。并且，青壮年患者在术后，长期的高压负重对纤维软骨造成的压力会对患者关节产生何种影响，均需要经过长期研究和探索[17]。

微骨折术与 Pridie 钻孔术均属于骨髓刺激手术，但由于微骨折术除了术中对缺损的软骨下骨进行打孔之外，还特意制作出多条微骨折线，多条微骨折线可形成网格，这将增加局部利于软骨修复的骨髓间充质干细胞以及相关生长因子、相关蛋白等的释出，有利于血凝块与孔的连接，从而使血凝块的黏附更紧密，更容易分化成为纤维软骨组织，从而达到修复的目的。笔者认为，到目前为止对滑膜干细胞移植后对组织修复相关机制并不是十分明确，所以对白细胞减少及贫血等不良反应的观察是必要的。

本研究采用微骨折术联合 SMSC 移植对关节软骨损伤患者进行治疗，显示联合治疗具有比单独采用微骨折术治疗更好的缓解术后疼痛、促进膝关节功能快速恢复效果，笔者认为，SMSC 对关节软骨损伤具有明显的修复效果，并且可以提高微骨折术术后康复速度，而且 SMSC 的修复作用可以减少患者术后不良反应及再次手术的发生率，笔者认为微骨折术联合 SMSC 移植对关节软骨损伤具有良好的修复效果，可以将关节软骨损伤良好的手术方法进行临床推广应用。