富血小板血浆联合双平面楔形开放截骨术对前内侧磨损膝关节软骨的修复作用

张英杰 王上增 程韶 沈锦涛 李强

1河南中医药大学（郑州450003）；2河南省中医院关节科（郑州450002）；3上海中医药大学附属龙华医院关节科（上海200032）

人体膝关节因其独特的生理解剖构造，在高负荷压力下，内侧平台往往先于外侧磨损病变。WHITE 等［1］于20 世纪90年代提出“前内侧骨关节炎（anteromedial osteoarthritis，AMOA）”理论，即膝关节软骨磨损退变具有阶段性特征，通常磨损退变由前内侧开始，进而可致不同程度膝内翻畸形，内翻畸形持续存在势必打破正常的下肢力线，活动状态下，膝关节内外侧负荷不平衡进一步加重软骨磨损退变，恶性循环状态得不到“打破”，终致膝关节所有骨性结构异常改变。针对这一问题，最先由国外学者［2］创造性设计出了这一针对内侧间室病变的“胫骨高位截骨术”手术方式（high tibial osteotomy，HTO），经过后续研究者持续不断的反复论证及完善与改进，改良双平面WOHTO 技术出现于临床并逐渐成为保膝阶梯治疗重要组成部分。最近几年富血小板血浆（plateletrich plasma，PRP）在基础研究方面取得了不小突破，但在我国临床应用方面缺乏对其效果的系统追踪报道，为此，对河南省中医院关节科从2015年1月至2017年3月所收治的53 例（均为单侧）伴有明显关节外（胫骨侧）内翻畸形的内侧间室骨关节炎患者进行WOHTO 手术并自体PRP 关节腔注射治疗后的实际疗效分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料共纳入53 例（均为单侧），其中男34例，女19例，年龄46 ～71岁，平均57.4岁；左膝共24 例，右膝29 例，病程最短约3年，最长约6年，平均4.7年；体质量指数（BMI）25.3 ～28.6 kg/m2，平均27.4 kg/m2。依照骨关节炎分期，Ⅱ期和Ⅲ期分别为31、22 例；术前进行VAS 及HSS 评分，分别为（7.09 ± 1.02）分、（57.42 ± 2.92）分；术前测量胫骨近端内侧角（medial proximal tibial angle，MPTA）、股胫角（femur tibia angle，FTA）及膝关节内翻角（knee varus angle，KVA）分别为（82.15 ± 1.19）°、（185.47 ± 3.93）°、（10.25 ± 1.81）°。所有患者选择遵循自愿原则，并通过伦理委员会书面审核批准。

1.2 选择标准

1.2.1 纳入标准（1）年龄以65 岁作为相对界限（因无绝对统一标准），有2 例大于65 岁，1 例68岁，1 例71 岁；（2）屈曲20°外翻试验，外侧间隙无变窄；（3）MRI 外侧间室软骨良好，半月板无异常；（4）内翻畸形（胫骨侧所致）＞5°且＜15°。以上纳入均经过保守治疗3 个月无效（盐酸氨基葡萄糖规范化服用；盐酸氨基葡萄糖胶囊，奥泰灵，1 粒/次，2 次/d，澳美制药，国药准字：J20140166），术前一般情况无差异性。

1.2.2 排除标准（1）关节活动度小于120°，屈曲挛缩＞15°（运动范围是WOHTO 术前评估的一项重要指标，尽管无绝对统一数值标准，但有文献表明在膝关节活动度低于120°、屈曲受限超过15°，手术结果不良或失败的风险大大增加，而膝关节活动度越接近正常活动度起始值，则更适合胫WOHTO）［3］；（2）外侧间室关节软骨磨损、半月板异常、高位髌股关节炎者；（3）类风湿骨质破坏及可能存在预期骨质破坏者；（4）骨质疏松及其他代谢性骨病者；（5）严重贫血及血小板功能障碍者（PRP 需自体静脉血分离萃取）。

1.3 评价指标所有纳入病例术后1、6 个月及末次随访时记录VAS 及HSS 评分，并进行不同时间点MPTA、FTA 及KVA 纵向比较分析。

1.4 治疗方法

1.4.1 手术方法术前进行X 线测量，评估FTA、MPTA 及KVA 角，按照Miniaci 法［4］进行内侧开放角度测量。全麻或腰硬联合麻醉下，应用下肢止血带，常规消毒铺巾后，屈曲膝关节90°以尽可能使膝后方血管神经及其他软组织处于松弛状态，依照手术解剖标志（通常为内侧关节线、鹅足肌腱近端、内侧副韧带走行方向与胫骨结节）沿鹅足前缘略朝向后上方做5 ～7 cm 切口，依次切开皮肤、皮下组织及筋膜，将鹅足肌腱向远端牵开暴露内侧副韧带浅层，用骨膜剥离器进行内侧副韧带浅层彻底松解剥离以充分减压以确保霍夫曼拉钩贴胫骨后缘插入对后方组织起保护作用；紧贴鹅足肌腱上缘将2 枚直径2.5 mm 克氏针平行以腓骨小头方向指向术前计划轴点，透视保证位置良好。测量截骨深度，进行水平面截骨，保证外侧留有约1 cm 合页皮质骨（紧贴克氏针下方截骨，避免锯片抬头增大误差）；用电刀标记前方冠状截骨平面，使其与水平截骨面成约110°，同时该上升截骨面应位于髌韧带后方以减少对伸膝装置影响，减少对韧带激惹。然后叠层骨刀法首先将2 把薄骨刀置入截骨面获得起始撑开空间，逐个增加骨刀增加撑开角，骨撑开器置入截骨面的略后内侧维持计划撑开角度，下肢力线杆测量力线通过设计最佳位置，即外侧髁间嵴基底上升处。于胫骨略内后侧置入专用Tomofix 锁定接骨板，尽可能保证钢板实心部分应覆盖截骨区，依照Tomofix 系统要求进行螺钉固定，冲洗后逐层缝合，不放置引流。术后常规抗感染、冷敷并患肢抬高利消水肿。术后第2 天行膝关节屈伸活动，锻炼股四头肌功能；术后2 周开始不负重下地活动；术后6 周循序渐进负重锻炼。手术均由同一经验丰富的医师主刀完成。

1.4.2 PRP 制备方法按照两步离心法［5］进行萃取制备，将抽取的静脉血15 mL 置于含有5 mL 枸橼酸钠抗凝剂的专用离心管，摇匀放入离心机并配置平衡；根据离心机（安信医用离心机，型号AXTD530，安信实验有限公司）参数，首次离心采用1 600 r/min 离心10 min，首次离心完毕，共分上中下3 层，以专用离心注射器抽取上、中两层至中、下交界面下方3 mm处（共约10 mL）以备二次离心，剩余弃用。二次离心：3 500 r/min离心10 min，完毕后又分上下两层，将上层约3/4 的（7.5 mL）以专用长头注射器抽取并弃用，剩余1/4（2.5 mL）即为含白细胞富含血小板血浆。术后1 周开始进行关节腔注射，1 次/周，连续进行3 次。

1.5 统计学方法采用SPSS 20.0 统计软件进行分析。计量资料以均数±标准差表示，治疗前后及不同时间点比较采用重复测量方差分析，进一步两两以Mauchly′s 球形假设检验，并经Greenhouse＆Geisser法校正，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 术后一般情况术后2 例出现皮肤切口轻微脂肪液化，加强预防性抗感染及无菌辅料更换处理后正常愈合，所有患者均在术后15 周内实现截骨处愈合。

2.2 详细量化指标

2.2.1 手术前后VAS、HSS 比较所有患者术前内翻畸形得到纠正，术后整体分析比较校正后，P＜0.001；术后VAS、HSS 评分与术前比较显著改善，差异具有统计学意义（P＜0.05）；在随访期内，随时间推移，呈现出进一步优化改善趋势，术后1、6 个月及末次随访时进行重复方差测量分析，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1及图1；图1呈现出了不同时间点具体分值变化及动态优化趋势。

表1 手术前后VAS 及HSS 评分比较Tab.1 Comparison of VAS and HSS scores before and after operation ±s

表1 手术前后VAS 及HSS 评分比较Tab.1 Comparison of VAS and HSS scores before and after operation ±s

注：a 与术前比较，b 与术后1月比较，c 与术后6 个月比较，d 与末次比较，P＜0.05；而术后不同时间点之间比较，P＞0.05

时间术前术后1 个月术后6 个月末次F 值P 值VAS（分）7.09±1.02b，c，d 6.51±0.87a，c，d 5.28±1.45a，b，d 2.36±0.90a，b，c 206.736＜0.001 HSS（分）57.42±2.92c，d 58.32±5.35c，d 75.55±2.49a，b，d 83.75±3.26a，b，c 627.886＜0.001

2.2.2 手术前后影像学指标比较MPTA、FTA 及KVA 手术前后比较明显得到纠正，整体分析比较校正后，P＜0.001；术后不同时间点与术前比较差异均具有统计学意义（P＜0.05），而不同时间点之间进一步重复方差测量两两比较并无差异性（P＞0.05），矫正角度随时间变化并无丢失。见表2及图2。典型病例术后恢复情况影像学资料见图3、4。

图1 VAS、HSS 变化情况Fig.1 Dynamic changes of VAS，HSS changes

表2 手术前后影像学测量指标对比Tab.2 Comparison of imaging measurement indexes before and after operation ±s

表2 手术前后影像学测量指标对比Tab.2 Comparison of imaging measurement indexes before and after operation ±s

注：术前与术后各时间点比较P＜0.05，而不同时间点之间比较差异不具有统计学意义P＞0.05。MPTA—胫骨近端内侧角、FTA—股胫角、KVA—膝关节内翻角

时间术前术后1 个月术后6 个月末次F 值P 值MPTA（°）82.15±1.20b，c，d 92.98±1.67a 92.92±1.58a 92.87±1.51a 1 313.82＜0.001 FTA（°）185.47±3.93b，c，d 174.34±1.81a 174.28±1.78a 174.13±1.66a 369.40＜0.001 KVA（°）10.25±1.81b，c，d 3.02±0.74a 2.98±0.71a 2.97±0.70a 762.61＜0.001

图2 胫骨近端内侧角、股胫角、膝内翻角变化趋势Fig.2 Dynamic changes of the MPTA、FTA and KVA

3 讨论

人体膝关节解剖构造特殊，膝关节内侧间室改变通常膝骨关节炎早期主要表现，磨损退变呈现阶段性特征，基于此，阶梯化方案应当为有症状的KOA 治疗的一个基本原则［6］，而有效的WOHTO 则是续贯方案中间链重要组成部分。尽管WOHTO不能代替终极膝关节置换，但在终极置换前，其不失为一种有价值的选择。

图3 患者术后恢复情况Fig.3 Situation of the patient after operation

图4 典型病例Fig.4 A typical case

本次观察研究所有纳入患者在术前设计与术中操作时，额状面力线矫正均严格设定位于外侧平台近30% ～40%，相当于尽可能通过外侧髁间嵴基底上升处（藤泽点）［7］；当然，有学者主张力线设定外翻3 ～6°以纠正内翻恢复致常人状态的下肢力线，然而，此方案下通常具有14%的畸形复发率，而小于3°则具有高达38%的畸形复发率，若超过6°则又为矫枉过正［8-9］。因为就每一个体而言，以3 ～6°这一相对固定的数值矫正，一则相对笼统，二者术中实际操控性实属不易，反观前者力线矫正方案，皆是据术中X 线透视最佳位置，相对直观而又便于细微调整，其临床可复制性相对较高。

本次临床观察，末次随访关节镜检查发现术前磨损破坏的软骨得到不同程度修复，笔者认为这主要涉及2 方面有利因素，一是WOHTO 本身，二是PRP 的注射。WOHTO 自身改变负重力线来缓解了内侧关节压力进而减少了相关炎症因子的产生，而炎症因子水平的下降减少了对基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）的异常调控作用，这在一定程度上削减了MMPs 对软骨细胞外基质的Ⅱ型胶原和蛋白聚糖裂解，进而改善膝关节局部生物微环境，相对缓和的生物微环境对关节软骨的修复起到重要作用［10］；同时，考虑内侧间室压力的降低可缓解髓内静脉瘀滞度，直接改善骨内压及关节疼痛，促进局部血液循环及组织代谢，刺激骨髓干细胞分化，促进软骨修复组织的形成，增加软骨磨损或缺损区纤维软骨覆盖。本研究缺点在于主要基于临床观察研究，未能直接进行细胞因子组分层面分析。有国外学者［11］进行基础层面研究，其微观层面修复作用结果正是此设想的合理解释。软骨修复另一贡献主要是自体PRP，PRP 是自体全血经离心萃取的血小板浓缩物，在机体发挥其作用主要基于其构成富含高浓度血小板、白细胞和纤维蛋白，三者在体内逐级进阶发挥放大效应。其中血小板中的高浓度生长因子与体内正常比例近似，诸如血小板衍生生长因子（PDGF）、转化生长因子-β（TGF-β）、类胰岛素生长因子（IGF）、表皮生长因子（EGF）、血管内皮生长因子（VEGF）等，这些生长因子可以加速间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）的分化，促进细胞增殖与迁移及细胞外基质的合成，因其比例与体内正常比例近似，生长因子彼此之间发挥最佳协同作用，尤其是PDGF，可使骨髓机质干细胞转化为成骨细胞的数量和活性增加，即使PDGF 逐渐失活，成骨细胞本身也可继续分泌募集TGF-β继续作用于临近细胞和自身，构成一个促进成骨的良性循环，这主要得益于PDGF 开启的持续性后继反应；同时内源性透明质酸的生成释放受诱导刺激，软骨分解代谢减缓，最终使软骨得到再生性修复；而含有白细胞的PRP 参与机体抗微生物宿主反应，清除局部病原体及坏死组织，在某种程度上加快了组织修复，而纤维蛋白基质支架相当于细胞和血小板的载体，有利于周围修复干细胞的爬行和附着，也为修复创造了条件［12-14］。

所有患者术后VAS 及HSS 评分与术前比较显著改善，且在图1中呈现出了动态优化趋势，VAS的持续优化一则也直接由WOHTO 贡献，同时也是PRP 中富含的组分抗炎镇痛的结果。HSS 的改善与大数据分析PRP 能够显著改善KOA 关节功能相吻合［15］。本次观察研究，术后并未进行引流放置，笔者认为截骨所释放的间充质干细胞及凝块对于骨愈合是有益的，理论上应当可加速截骨愈合。术后MPTA、FTA 及KVA 不同时间点纵向比较，无明显差异性，说明术后矫正度数在随访期内无丢失改变，这与内固定、精确术前设计、精准手术技术是密不可分的。本次临床研究，所纳入手术患者在术前设计时，已充分考虑矢状面后倾角（posterior slope，PTS）的影响，因为水平截骨时，PTS 通常具有增加趋势，而PTS 增加带来后果就是胫骨一定程度前移，ACL 紧张度增加，PCL 松弛，前后方稳定性打破，功能障碍趋势增加而活动度下降，表现为伸膝受限。对于膝内翻伴有后方不稳，术中可“适当”调整后倾，从而获得后方的稳定性，伴有前方不稳则相反［16-17］。

综上，对于伴有内翻畸形的单间室骨关节炎，WOHTO 可精确矫正力线，含白细胞PRP 相关基础研究日趋完善，广泛用于临床具有很大潜在可能性。本研究亦存在不足之处，术后1 例患者患侧下肢有轻微“内八”痕迹，分析考虑主要是胫骨内旋所致足前进角改变，忽略了横切面胫骨扭转角的适当调整。在今后研究中，在进行额状面矫正内翻畸形、矢状面矫正后倾同时，横切面胫骨扭转角的矫正应被关注。