关节镜下自体软骨细胞移植治疗退行性膝关节软骨损伤：2年随访报告

钟浩博，刘伟乐，孙春汉，郑少伟

惠州市第一人民医院，广东 惠州 516003

人体膝关节负重强，使用频率高，而关节软骨可分散负重，并减少关节表面的摩擦，随着年龄的增加，膝关节软骨尤其容易出现退行性损伤[1]。软骨损伤可继发骨性关节炎，导致肢体疼痛，严重者出现运动功能障碍[2]。随着骨科关节镜技术的不断发展，关节镜下手术治疗已成为退行性膝关节软骨损伤的主要治疗手段[3]。常见的手术方法包括关节镜下微骨折术、关节镜下骨软骨移植术、关节镜下软骨钻孔术以及关节镜下自体软骨细胞移植术等[4]。其中关节镜下自体软骨移植术已经历了3代手术技术的发展：第一代手术使用自体骨膜覆盖创面，第二代手术使用可吸收胶原膜覆盖创面；第三代手术为基质诱导自体软骨细胞移植术（MACI）[5]。MACI手术无需采集骨膜，只需采集少量软骨细胞，待其繁殖至一定数量后移植于生物支架，用于移植手术，具有操作方便、损伤小等特点[6]。由于该技术尚未在临床普遍应用，手术要点及康复效果尚未有统一的规范，MACI手术效果的临床报道较少，对影响手术效果的因素分析尚未见报道。因此有必要对其进行进一步的临床分析。因此本研究分析评价了关节镜下自体软骨细胞移植治疗退行性膝关节软骨损伤2年的效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年10月～2016年10月我院收治的退行性膝关节软骨损伤患者54例作为研究对象，其中男性30例，女性24例，年龄为60～78岁（69.5±2.8岁），病程5～17月（9.4±0.6月）。所有患者对本研究知情同意。本研究已经我院伦理委员会批准。

诊断标准：依据《临床骨关节炎分类标准》中关于退行性膝关节软骨损伤的诊断：（1）临床症状：活动时膝关节存在疼痛肿胀感，静息时缓解；晨僵时间小于30 min；可存在膝关节僵硬、跛行表现。（2）浮髌试验、髌股关节研磨试验呈阳性。（3）X线检查：形成膝关节骨赘。（4）MRI检查：T2W1显示损伤部位出现在股骨髁、股骨滑车全层接触面。（5）关节镜检查：损伤面积＜3 cm2，Ⅱ-Ⅳ度损伤（Ⅱ度：软骨变薄，有轻度裂纹，纤维化累及深度＜1/2软骨全层；Ⅲ度：软骨呈蟹肉样改变，纤维化累及深度＞1/2软骨全层；Ⅳ度：全层软骨出现剥脱或缺损）[7]。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：符合退行性膝关节软骨损伤的诊断标准；完成2年随访，资料完成。排除标准：膝关节软骨损伤严重需采取置换术者；其他疾病如感染、风湿、肿瘤等引起的软骨损伤；膝关节先天畸形者；严重骨质疏松症患者；精神异常者。

1.3 治疗方法

1.3.1 准备软骨细胞 对患者实施常规膝关节镜检查的同时采集软骨细胞，具体操作如下：麻醉后患者取仰卧位，关节镜从膝关节外侧入路检查，确定受损部位、损伤程度及缺失面积；在关节非负重区如髁间窝等部位取约200 mg的全层正常软骨，在特定保存条件下运输至关节动力安达（天津）生物科技有限公司进行软骨细胞扩增并制备自体软骨细胞胶原膜（6～8周）。

1.3.2 植入软骨细胞 软骨细胞植入物制备完成后，患者入院接受植入手术。硬膜外麻醉后，患者取平卧位，大腿根部绑缚止血带。关节镜由膝关节前外侧入路，器械由前内侧入路。清除软骨裂纹及裂纹下损伤的软骨，修整缺损边缘，在损伤区注入纤维蛋白胶，将软骨细胞胶原膜植入缺损区并压平。确认软骨细胞植入物稳固后，用林格氏液冲洗关节腔，放置引流条，缝合切口，加压包扎。

术后抗生素治疗1 d。引流管夹闭6 h后进行负压引流，通常48 h内可拔除引流管。术后1～2周内出院。

1.3.3 康复锻炼 术后24 h内将患者膝关节置于10°屈曲，术后1 d～1周内在15°范围内不负重活动膝关节。出院后按康复计划进行持续被动活动功能锻炼，并逐渐增加负重。6周可扶双腋杖行走，6月后可正常活动。患者于术后3月、6月、1年、2年定期复查。

1.4 观察指标

（1）手术结果：记录手术时间、术后48 h显性失血量、住院时间。（2）治疗有效率：根据以下标准评估手术效果：显效：临床症状全部或基本消失，恢复正常活动；有效：主要症状消失，关节功能有显著改善；无效：症状无改善，功能无好转。总有效=显效+有效。（3）浮髌试验及研磨试验：在术前、术后测定患者浮髌试验及研磨试验阳性率。（4）疼痛及膝关节功能：在术前、术后每次复查时，测定关节屈曲度，根据视觉模拟评分（VAS）系统[8]对患者疼痛度进行打分，总分10分，得分越高，疼痛度越高。采用HSS膝关节功能评分[9]和Tegner运动功能评分[10]评价膝关节功能。HSS膝关节功能评分系统包含疼痛、功能、活动度、肌力、屈曲畸形、关节稳定性6个维度，总分100分，得分越高，代表膝关节功能越好。Tegner运动功能评分总分10分，得分越高代表运动功能越好。（5）MRI检查：在术前、术后每次复查时，对膝关节行矢状位、冠状位及轴位扫描，观察股骨髁、胫骨平台，并使用软骨修复组织磁共振观察（MOCART）评分系统[11]对软骨修复情况进行评分。MOCART评分系统包含9个维度，总分100分，得分越高代表软骨修复越好。

1.5 统计分析

所有数据录入SPSS19.0统计软件进行统计分析。计数资料采用卡方检验，计量资料采用均数±标准差表示；组内不同时间点指标比较采用重复测量方差分析，两两比较采用LSD-t检验；多因素分析采用Logistic回归分析。以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 手术时间、术后48 h显性失血量、住院时间及治疗有效率

结果显示，手术时间为47±18.6 min，术后48 h显性失血量为92.3±11.8 mL，住院时间为8.3±2.5 d。术后显效患者22例，有效患者21例，无效11例，总有效率79.63%。

2.2 浮髌试验及研磨试验阳性率

手术前，浮髌试验及研磨试验阳性率分别为42.59%、35.19%，手术后分别降为16.67%、11.11%，差异具有统计学意义（P＜0.01，表1）。

表1 手术前后浮髌试验及研磨试验阳性率比较[n（%）]

2.3 疼痛、膝关节功能恢复情况比较

手术后，患者VAS评分降低，HSS评分、Tegner评分增加（P＜0.01，表2）。术后3月膝关节活动度较术前有所降低，术后6月恢复正常。

表2 手术前后VAS、HSS、Tegner及膝关节屈曲度比较（Mean±SD）

2.4 MRI分析

术后3、6、12及24月患者均接受MRI检查。术后6月，19例患者出现修复组织厚度高于正常软骨厚度，嘱患者增加活动量。术后12月6例患者仍存在修复软骨肥厚，继续坚强功能康复锻炼。术后24月，2例患者存在软骨肥厚，后接受关节镜手术干预。术后检查未见其他与手术相关并发症。MOCART评分显示术后评分增加（P＜0.01）。

2.5 影响手术效果的单因素分析

根据手术效果分为有效组43例，无效组11例。比较年龄、性别、病程、软骨损伤程度、术后关节负重、术后关节运动、手术时间、主刀医生年资对手术效果的影响。经单因素分析发现，年龄、病程、软骨损伤程度、术后关节负重、术后关节运动是影响手术效果的相关因素（表3）。

表3 影响手术效果的单因素分析

2.6 影响手术效果的多因素分析

经 Logistic多因素回归分析显示，年龄＞70岁、病程＞1年、软骨损伤Ⅲ～Ⅳ级、术后关节过度负重、术后关节活动过早或过少是影响手术效果的独立危险因素（表4）。

3 讨论

长期的高负荷使用膝关节可对软骨造成慢性磨损，另外，长期缺乏运动也可导致膝关节软骨出现退行性变化[12]。由于关节软骨内血管、神经及淋巴组织少等组织特点，软骨损伤难于进行自我修复[2]。随着关节镜技术在临床上的推广应用，关节镜下软骨修复技术得到不断发展。关节镜下软骨损伤修复术包括微骨折术、软骨成形术、软骨钻孔术、骨软骨移植术等[13]。自体软骨细胞移植术是新一代软骨算上修复术，是目前应用较多的一种软体细胞移植术，该技术只需采集少量自体软骨细胞，在体外通过三维空间支架繁殖再生，待成型后可植入体内[14-15]。

表4 Logistic多因素回归分析

本研究对54例退行性膝关节软骨损伤患者进行了MACI手术治疗，并随访2年。术中患者显性出血量较少，平均不超过100 mL，手术时间在1 h以内。术后患者的疼痛评分明显降低，术后12月内膝关节功能恢复较好。有学者研究了基质诱导自体软骨细胞移植修复膝关节软骨损伤的早期疗效[16]，患者术后6、12月的膝关节活动度均较术前明显提高；术后12月软骨修复组织磁共振评分较术前明显提高，显示MACI可有效修复膝关节软骨损伤，改善膝关节功能，具有良好的近期疗效。有研究比较了MACI治疗青年及中年膝关节软骨损伤患者的疗效，发现MACI用于治疗中年膝关节软骨损伤，早期疗效较好[17]。有研究对接受了MACI手术的41位患者进行了5年随访[18]，结果发现所有患者的膝关节损伤和骨关节炎评分、膝关节功能评分和6 min行走试验均较术前明显提高，98%的患者对手术效果表示满意，与本研究结果类似。

本研究MRI检查发现，术后3、6、12及24月的MOCART评分均显著高于术前。术后恢复期，部分患者移植软骨层出现过度增厚现象，通过加强运动功能康复训练，大部分患者软骨恢复正常水平。有研究分析了关节镜下行膝关节自体软骨移植术后早期个体化康复训练的疗效[19]，发现早期个体化康复训练对关节镜下膝关节自体软骨移植术后膝关节功能的恢复有显著作用，可见康复训练对术后恢复效果具有重要作用。

本研究通过单因素分析发现，年龄、病程、软骨损伤程度、术后关节负重、术后关节运动是影响手术效果的相关因素；进一步经Logistic多因素回归分析显示，年龄＞70岁、病程＞1年、软骨损伤Ⅲ～Ⅳ级、术后关节过度负重、术后关节活动过早或过少是影响手术效果的独立危险因素。软骨细胞植入后，主要存在增殖、转化和塑形改建3个阶段的修复。随着年龄的增长，机体的各项生理功能相应降低，软骨细胞的自身修复能力也有所降低，对治疗的敏感度降低[20]。病程越长，软骨损伤越严重，修复的效果则相应较差。软骨细胞植入后经历的3个阶段到恢复正常的生理机能，需要外界给予持续活动和负重的刺激才能实现，因此在术后制定合理的运动康复计划并遵照执行尤为重要。有学者研究了股骨髁软骨缺损患者MACI术后不同负重时间对康复效果的影响[21]，发现加速负重组（术后6周完全负重）和延迟负重组（术后10周完全负重）在其他康复计划相同的前提下；术后随访5年两组MRI和临床结果无明显差异。移植后，若长期固定关节，可导致关节挛缩僵硬，若过早活动或过度负荷，则干扰软骨细胞的正常修复。因此在运动康复过程中应当严格按照制定的康复方案进行锻炼，避免干扰软骨愈合[22]。另外，在手术过程中应当注意，在注入纤维蛋白胶时应注意使用量，过多容易引起软骨细胞与软骨下骨间隔过大，不利关节康复；过少则有可能引起粘合不牢。因此在术中应恰当把握用量[23]。

综上所述，关节镜下自体软骨细胞移植治疗退行性膝关节软骨损伤效果较高，在术后应遵循康复训练计划进行康复训练，可有效提高治疗效果。