距骨骨软骨损伤的手术治疗研究进展

2021-12-03 08:48:12谢国鑫刘金豹梁学振许波刘恩旭李刚

医学综述 2021年7期

谢国鑫，刘金豹，梁学振，许波，刘恩旭，李刚,2

(1.山东中医药大学a.中医学院，b.第一临床医学院，济南 250355；2.山东中医药大学附属医院显微骨科，济南 250014)

距骨骨软骨损伤(osteochondral lesions of the talus，OLT)是指距骨关节面或软骨下骨的损伤，是导致踝关节疼痛、不稳定、骨关节炎和残疾的常见原因[1]。1922年，Kappis[2]首次将OLT描述为自发性的软骨剥脱。Berndt和Harty[3]认为，OLT是与创伤相关的跨软骨骨折，并提出被广泛应用的OLT的4个分期：①骨软骨挫伤；②骨软骨不完全骨折；③骨软骨完全骨折、无移位；④骨软骨完全骨折、移位。距骨分为头、颈、体三部分，头部被关节软骨完全覆盖，距骨的关节软骨是透明软骨，没有血管神经分布，损伤后很难修复。OLT的病因复杂，创伤性原因包括急性严重踝关节扭伤、骨折和反复踝关节扭伤，非创伤性原因包括局部骨坏死、全身性血管病变、先天性或内分泌异常或遗传学因素等[4]。

OLT已经成为常见的运动损伤及骨折并发症，O′Loughlin等[5]报道，50%～73%的急性踝关节损伤伴随OLT。临床应根据疾病的不同阶段、损伤面积的大小和软骨状况选择不同的治疗方法。OLT的保守治疗包括中医药治疗、物理治疗、注射治疗、口服非甾体抗炎药等。对于保守治疗无效或符合手术指征的OLT患者，应选择手术治疗，产生修复性细胞并在损伤处形成软骨或形成组织的固定或移植是目前手术治疗OLT的主要思路。目前的手术治疗方式分为骨髓刺激术(bone marrow stimulation，BMS)、骨软骨固定术、自体或异体骨软骨移植术、自体骨-骨膜移植术等[6]。为提高疗效，手术常联合自体软骨细胞移植、富血小板血浆(platelet-rich plasma，PRP)、支架材料等生物佐剂和组织工程技术，最终目的均是形成骨软骨填补缺损。现就OLT手术治疗的研究进展予以综述，旨在为临床诊疗提供参考。

1 BMS

1.1微骨折术 BMS中的微骨折术是目前治疗OLT最常见的修复性手术方法，关节镜下通过微骨折的方式穿透软骨下骨，刺激骨髓释放营养物质、生长因子和骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cell，BMSC)等，充盈于软骨损伤部位，随后BMSC开始增殖分化为软骨细胞，最终形成纤维软骨替代透明软骨达到修复软骨缺损。通常适用于病灶面积<150 mm2或直径<15 mm的病变[7]，具有术后恢复快、成本低、手术可行性强、成功率高、复发率低等优点，已被广泛接受。Lee等[8]对35例软骨损伤面积<1.5 cm2的患者进行微骨折术治疗，33个月后随访的美国足踝外科学会踝-后足评分系统(American Orthopedic Foot and Ankle Society ankle-hindfoot scale，AOFAS)评分显示，优良率为89%。Choi等[9]对OLT患者微骨折术后平均随访6.7年的结果显示，治疗成功率达85%，关节功能和生活质量明显改善。

微骨折术形成的软骨本质是纤维软骨而非透明软骨，与天然软骨相比，修复后的软骨质量较差。Yang和Lee[10]发现，术后平均3.6年存在36%的OLT未完全愈合。在微骨折过程中，软骨下骨的损伤可能不可逆转地改变踝关节的关节负荷支持，且修复性纤维软骨会随着时间推移而降解[11]，导致长期效果较差。软骨下骨髓水肿也可能影响微骨折术后的疗效，Shimozono等[12]发现，软骨下骨髓水肿与关节软骨丢失有关，中期随访发现，存在软骨下骨髓水肿患者较无软骨下骨髓水肿患者的临床预后差。目前，微骨折术治疗OLT中长期的手术疗效总体较好，但修复后纤维软骨的长期存在能力较差，且仅适用于较小的软骨损伤。此外，手术方式的选择还需基于患者病情，如存在软骨下骨髓水肿等，应慎用微骨折术。

1.2钻孔减压术钻孔减压术使用范围广，沿用时间长，适用于Hepple Ⅱ型Ⅲ期、Ⅳ期等较大面积的OLT。周云烽等[13]研究发现，关节镜下钻孔减压术后患者的AOFAS评分优良率为88.5%(23/26)，疗效较好。钻孔方向分为顺行钻孔和逆行钻孔，临床亦可通过逆行钻孔减压术治疗Hepple Ⅴ型OLT。与顺行钻取相比，逆行钻孔在保护关节软骨完整性方面具有优势，尤其是后外侧入路[14]。Wang等[15]以三维血管微结构模型为基础，研究钻孔减压术治疗OLT的最佳钻孔方向和深度发现，前外侧入路可能导致沿钻孔通道的囊肿形成。后外侧入路与腓肠神经及血管距离较远，对神经血管及骨髓的损伤较小，有助于保持良好的局部血运，进而保证了患处术后良好的软组织条件，更利于术后恢复，故临床常选用逆行钻孔的方式。可见，充分考虑解剖学基础是手术效果及预后的保证。

钻孔减压术与微骨折术同属于BMS，均在骨软骨缺损处形成纤维软骨，术后适当的功能锻炼可提高疗效。通过关节被动活动促进纤维软骨形成，活动不足则纤维软骨形成不良，活动过量则可能导致纤维软骨脱落。Hurley等[11]研究发现，踝关节长时间固定会增加瘢痕形成，并导致肌肉萎缩，进而导致关节僵硬，而较早的功能活动可防止术后的失用性萎缩。加速康复外科对于OLT的术后康复具有指导意义，可针对性地进行术后康复，以更快、更好地恢复患肢功能。

2 骨软骨固定术

骨软骨固定术是常用的治疗撕脱面积较大OLT的手术方式，可使用金属螺钉、克氏针、可吸收螺钉等固定骨软骨，现临床多使用生物可吸收针。Nakasa等[16]认为，尽管该方式可能会引起骨髓水肿或骨溶解，但术后1年的治疗结果良好。Acar等[17]使用双平面V形内踝截骨术与生物可吸收镁螺钉、生物可吸收钛螺钉治疗OLT，疗效亦较好。

辅助使用植入物可明显减轻术后不良症状，Ettinger等[18]研究发现，在微骨折手术失败后使用HemiCAP技术植入金属表面植入物固定可以显著减轻患者疼痛，但内固定物会不可避免地破坏距骨血运，存在再次损伤骨软骨甚至导致骨坏死的风险。在手术入路的选择上，Mayne等[19]认为，腓骨截骨术可以提供对距骨穹窿后外侧的最佳暴露。Vaghela等[20]认为，使用梯形腓骨截骨术可以保留关键的韧带及结构，并减少内固定物的使用，增加手术成功率。临床应结合软骨损伤面积及软骨情况合理选用手术入路、内固定物数量及材质。

3 组织移植术

3.1骨软骨移植术

3.1.1自体骨软骨移植(autologous osteochondral transplantation，AOT) AOT适用于大面积软骨缺损(直径>1.5 cm 或面积>150 mm2)、囊性骨缺损以及BMS治疗失败的患者[21]。移植的自体骨软骨是与距骨软骨性质相同的透明软骨，较BMS形成的纤维软骨具有更优的适配性，具有良好的短期疗效。供区软骨常取自膝关节内侧、股骨外侧髁等非负重区。Shimozono等[22]对25例非随机AOT患者和16例同种异体移植患者进行随访显示，与同种异体骨软骨移植相比，AOT的临床和磁共振成像结果更好，且软骨磨损率和临床失败率较低。Niemeyer等[23]研究发现，多达93%的OLT患者AOT术后的疗效良好或极好。Nguyen等[24]对38名运动员进行AOT术后评估，33例患者恢复到以前的运动水平，足踝结局评分及视觉模拟评分均得到较大改善。

尽管自体骨软骨移植具有较好的手术疗效，但是供区并发症的发生率不可忽视。Shimozono等[25]对包含11项研究共500个踝关节进行了系统综述，10.6%的患者出现并发症；对其中6项研究中的151个踝关节进行AOFAS评分显示，术后优良率为87.4%。Slabaugh等[26]认为，在同一膝关节供区取多个骨软骨骨柱(包含骨软骨及软骨下骨)时，膝关节疼痛的发生风险可能增加。VanTienderen等[27]对OLT的分析显示，25%(23/91)的患者需要再次手术。因此，在选择手术供区时，应尽量准确剥离供区骨软骨，以减少供区骨软骨创伤并避免过多剥离。

3.1.2同种异体骨软骨移植同种异体骨软骨移植可通过手术直接将异体骨软骨覆盖于OLT处，可避免一些AOT相关供区并发症的发生。此外，由于没有纤维软骨生长之间的界限，同种异体骨软骨移植可用于不规则骨软骨缺损的治疗。Jackson等[1]根据职业评价结果和疼痛量表首次对新鲜同种异体骨软骨移植术后恢复工作和活动进行定量研究，结果显示，31个OLT部位的治疗面积为0.36～3.3 cm2(平均1.37 cm2)，63.3%(19/30)的患者术后能够恢复工作。微粒化同种异体软骨移植是治疗OLT的一种新方式，如青少年软骨微粒移植，将剪切后的青少年软骨颗粒以纤维素胶黏附在缺损区，治疗大面积软骨缺损的疗效较好[28]。

如何增加移植术的成功率也备受关注。异体移植物的多次操作可能导致医源性损伤甚至细胞死亡。Bisicchia等[29]注意到旋转电机钻头可能对移植物造成机械损伤，而人工环钻可以减少对移植物的损伤。同种异体骨移植通常使用新鲜的移植物，新鲜移植物具有更好的基质含量和细胞活力。Görtz等[30]对11例患者的研究发现，在没有截骨的情况下，通过暂时牵张距骨穹窿部分进行新鲜骨软骨单极移植的Olerud-Molander踝关节评分，90%的患者对总体结果满意。导致骨软骨移植术预后不良的危险因素包括对移植物的过度操作、较大的病变和多次手术等。因此，较好的术野、较少的软骨损伤、对移植物和距骨尽量少的手术操作以及移植物的新鲜程度均可提高手术成功率。

3.2自体骨-骨膜移植术骨膜能增殖分化为新鲜软骨，可用于关节软骨缺损的修复。骨-骨膜移植术可用于较大面积或合并软骨下囊肿的OLT，且无供区骨软骨损伤、骨膜生长恢复速度较快、术后供区并发症明显减少。郭秦炜等[31]研究认为，自体骨-骨膜移植可同时修复Hepple Ⅴ型OLT及软骨下囊肿且疗效满意。临床对自体骨-骨膜移植供区的选择常采用就近原则，如胫骨远端或髂骨等非负重区的骨骼。刘占宗等[32]采用带骨膜的自体胫骨远端松质骨植骨治疗Hepple Ⅲ～Ⅳ型OLT，该方式操作简单，对周围组织创伤较小，中短期AOFAS及视觉模拟评分显著改善，可有效缓解患处疼痛并改善关节功能。魏民和刘洋[33]采用自体带骨膜髂骨移植治疗伴有软骨下骨囊性缺损的OLT，二次关节镜探查发现，距骨表面纤维软骨形成及骨性愈合良好，患者症状明显缓解。术后复查磁共振成像显示，术后24个月的骨性愈合较术后12个月更好，且散在的小的囊性区域有所减少。袁毅等[34]对28例OLT患者采用经内踝截骨、病灶清理、自同侧胫骨钻取带骨膜骨柱的方式治疗发现，术后影像学及AOFAS均较术前明显改善，且随访期间未见供区疼痛、切口感染、内固定失效等并发症。骨-骨膜移植术避免了新生软骨与软骨下骨的分离，但术后骨膜层可能出现增生，产生踝关节疼痛，影响患肢功能；该研究同时发现，自体骨-骨膜移植术治疗后骨软骨形成良好，且极少出现供区并发症。近年来，自体骨-骨膜移植术临床使用率逐步提高，但临床疗效有待进一步大样本研究的证实。

4 手术联合生物佐剂和组织工程技术

与天然的Ⅱ型关节软骨相比，微骨折术产生的纤维软骨的机械性能和磨损性能下降，治疗效果有一定程度的降低。骨软骨移植术也可能存在移植物与距骨面愈合不良的问题，从而导致移植物退化甚至周围细胞死亡和囊肿形成。为提高手术疗效，生物佐剂与组织工程技术(如自体软骨细胞移植、PRP、支架材料)相继出现。

4.1自体软骨细胞移植术自体软骨细胞移植术是通过自体软骨细胞分离，经过体外实验室培养，再移植回软骨缺损处的手术技术[6]。自体软骨细胞移植术可用于较大面积的OLT，但移植后的软骨细胞容易分散，常需在关节镜或切开方式下联合胶原膜覆盖于软骨缺损面。López-Alcorocho等[35]对高密度自体软骨细胞植入术后2年OLT患者的组织学研究证实，术后新生组织为外基质透明且有大量鲜活软骨细胞的软骨组织。一项为期5年的前瞻性队列研究发现，自体软骨细胞移植术术后第1年疗效改善最明显，术后5年患者的临床满意度明显提高[36]。Weigelt等[37]对33例自体基质诱导的软骨形成术后病例的研究发现，88%的患者软骨缺损完全填充，疼痛明显减轻，踝关节功能恢复。大量临床研究证实，自体软骨细胞植入术可改善OLT术后患者的各项指标，并具有持久的长期疗效[38-40]。对于20岁以下及老年OLT患者，基质诱导的自体软骨细胞移植安全、有效，且早期疗效良好[41-42]。

4.2PRP PRP由机体自身浓缩的血小板组成，包含白细胞和网状细胞及超过1 500种生长因子，能够增加软骨细胞和BMSC的增殖、迁移，提高其活力，增加蛋白多糖沉积和Ⅱ型胶原沉积，促进成软骨分化，减少炎症介质，抑制分解细胞因子，最终改善软骨界面整合和减少软骨变性[43]。Akpancar和Gül[44]研究发现，PRP和矫形术中的增生疗法是两种基于注射治疗慢性肌肉骨骼疾病的技术，且增生疗法具有成本低、侵入性小的优点。Smyth等[45]在12只新西兰大白兔的股骨髁上建立双侧骨软骨缺损模型(直径2.7 mm，深度5 mm)，认为PRP可以改善骨软骨界面的整合，减少动物模型中骨软骨退化。临床常采用关节腔内注射PRP或关节镜下BMS联合PRP的方式治疗OLT。

4.3支架材料为了加快软骨再生，医学界开始尝试引入支架材料。支架材料包括天然生物材料、人工合成高分子材料、复合材料和纳米材料。复合材料可以将不同材料进行组合，集合成生物适配性好，符合人体力学设计的材料，能够弥补天然生物材料和人工合成材料的缺点，是目前研究的热点。Kanatl等[46]研究认为，关节镜下支架植入术是治疗OLT的简单、安全、有效的方法。但Albano等[47]的研究发现，虽然无细胞双相胶原-羟基磷灰石骨软骨支架(MaioRegen)采用一步法植入，理论上可以缩短手术时间及降低成本，但随访显示手术失败率为31%。因此，对支架的使用尚需进一步临床评估。

4.4其他手术联合生物佐剂或组织工程技术治疗OLT取得了一定的研究进展。除自体软骨细胞移植、PRP、支架材料外，临床还常根据患者病情选用不同的组合，如联合基质相关干细胞移植、透明质酸、浓缩骨髓抽吸液等[43,48]，目的均是促进软骨细胞的增殖与合成，降低关节液中的分解介质含量，减少炎症因子释放，以减少对关节的损害，最终促进骨软骨的修复与再生。

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