微骨折技術(shù)在治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損中的應(yīng)用進展

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軟骨缺損是一種膝關(guān)節(jié)常見損傷且很難自愈^1，2，治療方法包括微骨折術(shù)、自體軟骨細胞移植、自體軟骨移植、同種異體軟骨移植、軟骨成形術(shù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)以及保守治療等，目前還沒有一種治療的金標(biāo)準(zhǔn)。微骨折技術(shù)是一種利用骨面鉆孔使得含有間質(zhì)干細胞的骨髓血滲出從而修復(fù)軟骨的技術(shù)。此技術(shù)一出現(xiàn)便很快應(yīng)用于治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損。其費用低廉、創(chuàng)傷較小、操作簡單、療效可靠^3，4，經(jīng)過近30年的不斷探索和改良，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于治療髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)及肩關(guān)節(jié)的軟骨缺損^5～8。在美國，微骨折手術(shù)一度成為治療單純膝關(guān)節(jié)軟骨缺損的一線手術(shù)方法^9，10。現(xiàn)就將其在治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損中的應(yīng)用進展做一綜述。

適應(yīng)證和禁忌證

急性膝關(guān)節(jié)損傷導(dǎo)致的軟骨全層缺損應(yīng)早期治療。而慢性損傷或退變導(dǎo)致的軟骨缺損需首先保守治療，12周保守治療無效可考慮行微骨折術(shù)。保守治療包括改變生活習(xí)慣、物理療法、關(guān)節(jié)內(nèi)藥物注射等。

對于膝關(guān)節(jié)，微骨折術(shù)最主要的適應(yīng)證為<4cm2的股骨髁全層軟骨缺損¹¹。Steadman等報道使用微骨折技術(shù)治療<4cm2的軟骨缺損療效要優(yōu)于>4cm2的缺損¹²，但結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異。其次是脛骨股骨之間負重區(qū)域及髕骨股骨接觸區(qū)域的全層軟骨缺損¹³，延伸至軟骨下骨的不穩(wěn)定性軟骨損傷也可行微骨折術(shù)。

術(shù)后無法進行康復(fù)訓(xùn)練者為禁忌證。術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練是微骨折術(shù)非常重要的一環(huán)，即使手術(shù)非常成功，如果術(shù)后無法嚴(yán)格遵循康復(fù)計劃，療效也會變得很差。故同意并有能力進行術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練才可行微骨折術(shù)。力線不良是該手術(shù)的禁忌證，術(shù)后早期軟骨承重能力很差，力線不良會使得此時再生軟骨區(qū)域承受過度的壓力負荷，但術(shù)前得到糾正者仍然可以酌情實施手術(shù)¹⁴。體重指數(shù)>30，缺損面積>4cm2、年齡>40歲的患者療效不佳。老年人和肥胖是該手術(shù)的相對禁忌證，因為年齡是影響術(shù)后軟骨恢復(fù)的因素之一，有些患者甚至因為年齡因素?zé)o法完成術(shù)后康復(fù)訓(xùn)練¹⁵，而肥胖則會嚴(yán)重增加修復(fù)組織早期的壓力負荷。全身退變性疾病、炎癥性關(guān)節(jié)炎和膝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定也是相對禁忌證。以上沒有一項是絕對禁忌證，在保證良好術(shù)中操作的前提下可因人而異，根據(jù)具體情況酌情放寬指證，但是術(shù)前必須給患者樹立恰當(dāng)?shù)钠谕?sup>16，17。

手術(shù)技術(shù)和改良

此技術(shù)最初就只是在軟骨上鉆孔，刺激骨髓。后來的改良包括祛除鈣化軟骨層，再生軟骨床的準(zhǔn)備，生物材料的聯(lián)用、個體化的術(shù)后康復(fù)方案等^18，19。

現(xiàn)代理念的基本操作和要點：微骨折術(shù)可采用標(biāo)準(zhǔn)的膝關(guān)節(jié)鏡入路。確定損傷位置后，刨刀或刮匙清除松動變性的軟骨，需注意不可損傷正常、穩(wěn)定的軟骨結(jié)構(gòu)。下一步是祛除鈣化軟骨層，可使用刮匙進行操作，也可加用刨刀。此步驟應(yīng)注意，過度的清除會損傷軟骨下骨板，造成軟骨下骨的不穩(wěn)定或軟骨形態(tài)的改變；但清除不充分亦會不利于修復(fù)組織的再生過程從而影響預(yù)后，所以鈣化軟骨層的清除要把握好度。軟骨下骨要盡量保持完整，但不能過于光滑，否則骨髓凝塊不易于黏附。接下來要準(zhǔn)備再生軟骨床，打造一個具有穩(wěn)定全層軟骨邊緣的區(qū)域，使其可以限制滲出的骨髓凝塊、保護再生組織。而后鏡下進行缺損區(qū)域的鉆孔，為避免局部的熱損傷，應(yīng)使用微骨折鉆孔專用的鏡下鉆孔錐，鉆孔錐有很多角度，以使得各個位置的鉆孔與骨面垂直。鉆孔順序應(yīng)由四周至中央，在不影響各個孔完整性的情況下，各個孔的距離越近越好，約3～4mm。此時適當(dāng)降低關(guān)節(jié)鏡下壓力和止血帶，如有骨髓血液或脂肪微滴滲出則孔的深度合適，若沒有，則需再深一些。有研究提示鉆孔區(qū)的低能量震動刺激可能會提高再生組織中透明軟骨的含量，但該技術(shù)仍處于動物實驗階段²⁰。術(shù)后應(yīng)盡量避免使用關(guān)節(jié)引流甚至負壓引流，否則會不利于骨髓凝塊的形成。術(shù)后評估對于微骨折術(shù)很關(guān)鍵，可起到監(jiān)測、隨訪的作用，其中最重要的一項手段就是磁共振，磁共振是一項可以定量分析再生軟骨情況的最有效的非侵襲性手段^21～23。

生物材料或其他技術(shù)的聯(lián)合使用：微骨折技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于含有間質(zhì)干細胞的血凝塊的填充。而修復(fù)組織的成熟需要一定時間，在形成早期比較脆弱，所以要避免負重和大幅度活動對它的影響。生物材料可以起到支架作用，使細胞保持在一定的位置上，從而增強血凝塊的早期機械穩(wěn)定性，易于生長，減少流失²⁴。修復(fù)組織成熟后，生物支架可自行吸收。目前已有很多材料被研究用于此功能，包括自體纖維塊、外源性纖維膠體、藻酸鹽、瓊脂糖、膠原蛋白、透明質(zhì)酸、聚氨基葡糖以及一些人工聚合物。此外，生物活性材料可以提升和改善細胞增殖、分化、基質(zhì)生成，起到生物活性補體的作用，從而產(chǎn)生更多的透明軟骨。這是一個十分復(fù)雜的過程，如何精確調(diào)控定向軟骨分化而非成骨分化仍需進一步研究。

生物活性因子是一些可以增進或抑制細胞分化、增殖、基質(zhì)生成的蛋白質(zhì)類。間質(zhì)干細胞需要向軟骨分化而非成骨，將生物活性因子注入鉆孔中可以通過其生物學(xué)作用增加透明軟骨的生成量。但是因子的選擇、關(guān)節(jié)內(nèi)停留時間、定向分化的調(diào)控、注射的時機等問題仍有待進一步研究。動物實驗表明，骨形態(tài)發(fā)生蛋白的與微骨折術(shù)的聯(lián)用可增加術(shù)后透明軟骨的生成量²⁵。

最近有動物實驗表明微骨折聯(lián)合軟骨移植比單純微骨折效果好，恢復(fù)快，這為理想治愈大面積軟骨缺損提供了一種新方法^26，27。

康復(fù)訓(xùn)練方案的選擇

微骨折后的康復(fù)訓(xùn)練是微骨折治療體系中十分重要的一步，其最終目的為骨髓液中間質(zhì)干細胞的分化和細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生提供理想的微環(huán)境，對于患者的預(yù)后至關(guān)重要。一般來說，術(shù)后前8周是為了恢復(fù)膝關(guān)節(jié)活動度；術(shù)后6～9個月內(nèi)不可進行劇烈運動。術(shù)后康復(fù)方案應(yīng)該個體化，根據(jù)手術(shù)區(qū)域是否為負重區(qū)域，大體可分為兩種。

負重區(qū)域患者：負重區(qū)域患者術(shù)后可立即在CPM機引導(dǎo)下開始被動運動。最初的關(guān)節(jié)活動度30°～70°，然后以10°或20°的速度逐漸增加至正常范圍，增加的速度以患者的最大耐受量為標(biāo)準(zhǔn)。CPM機的訓(xùn)練速度一般為1分鐘1個關(guān)節(jié)活動周期，也可根據(jù)患者的耐受情況進行調(diào)整。對于白天不能耐受訓(xùn)練者，也可晚上進行CPM機訓(xùn)練，保證每24小時鍛煉6～8小時即可。如果無CPM機器或因為其他原因無法使用CPM的，可人工輔助患者進被動膝關(guān)節(jié)活動，3次/日，一次約500個屈伸運動，使其越快恢復(fù)完全的關(guān)節(jié)活動度越好。負重區(qū)域患者術(shù)后還應(yīng)進行6～8周的拐杖輔助下的足趾點地負重訓(xùn)練。缺損面積小者可以將此訓(xùn)練的持續(xù)時間進行微調(diào)。早期一般不使用支具，但是當(dāng)術(shù)后初期過后，患者開始增加訓(xùn)練強度時，可以使用支具以減輕手術(shù)區(qū)域的負重。患者在術(shù)后1～2周后開始無阻力的腳踏車訓(xùn)練和水下訓(xùn)練。水下訓(xùn)練的內(nèi)容為使用木板和救生背心進行深水跑步。8周后患者能完全負重后，可以加大關(guān)節(jié)的運動強度，開始關(guān)節(jié)周圍肌肉的強化練習(xí)。此后才開始允許患者進行各種負重訓(xùn)練，但負重訓(xùn)練需間歇進行。

非負重區(qū)域患者：對于非負重區(qū)域的患者，術(shù)后需給予可限制關(guān)節(jié)活動角度的支具至少8周。限制角度約為屈曲20°。目的是消除手術(shù)區(qū)域的剪切力，避免修復(fù)組織的損傷。因為步行時隨著股四頭肌的活動，膝關(guān)節(jié)屈曲角度越大，剪切力越大。在CPM訓(xùn)練時可解鎖或祛除支具，這些患者盡管有支具鎖定，但在CPM機輔助的被動活動下，也可很快恢復(fù)至正常活動度。前8周的負重均應(yīng)在支具內(nèi)完成，當(dāng)恢復(fù)至完全關(guān)節(jié)活動度后約1周，可將其拆除。拆除支具后患者開始強化訓(xùn)練，但術(shù)后4個月內(nèi)應(yīng)避免涉及到軟骨缺損處的強化訓(xùn)練。

然而，值得一提的是，盡管有很多基礎(chǔ)研究支持CPM為術(shù)后的常規(guī)鍛煉模式，一些臨床報道也都遵循這一訓(xùn)練模式，但是術(shù)后CPM機的使用仍然沒有循證醫(yī)學(xué)的臨床依據(jù)。

微骨折技術(shù)的臨床評估

微骨折技術(shù)的優(yōu)點：除了微骨折手術(shù)，治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損的方法有自體軟骨細胞種植、自體軟骨移植、同種異體軟骨移植、簡單的無需微骨折的骨軟骨成形術(shù)、關(guān)節(jié)置換術(shù)、持續(xù)的保守治療等。選擇何種手術(shù)取決于患者的具體情況和損傷特點。但相比而言，微骨折術(shù)有很多優(yōu)點：首先，其術(shù)后的療效比較可靠；其次，技術(shù)和操作相對于自體移植、自體細胞植入或異體移植相對簡單；再者，微骨折無需關(guān)節(jié)切開，也沒有繁瑣復(fù)雜的操作步驟，且治療費用低廉。而單純的軟骨成形術(shù)或關(guān)節(jié)內(nèi)清掃治療軟骨缺損則療效不佳。

并發(fā)癥：微骨折并發(fā)癥比較少見，且一般不嚴(yán)重，易于處理。患者微骨折術(shù)后會偶感疼痛，但一般較輕。骨贅、軟骨下硬化、囊腫、關(guān)節(jié)異響、砂樣感覺、局部腫脹也會在微骨折術(shù)后偶有出現(xiàn)。這些癥狀一般比較短暫，并且不伴有疼痛癥狀，多有自限性，無需處理。嚴(yán)格來說，導(dǎo)致微骨折二次手術(shù)的原因一般不是并發(fā)癥，而是后期再生軟骨的退化、病情的反復(fù)，微骨折術(shù)的二次手術(shù)率約7%～20%，其中大多歸咎于不充分、不恰當(dāng)?shù)男g(shù)后康復(fù)訓(xùn)練。

臨床療效評估：與軟骨移植術(shù)比較：Crawford的隨機對照研究結(jié)果顯示，最新的軟骨移植術(shù)NeoCart的兩年臨床隨訪臨床療效要優(yōu)于微骨折術(shù)。Krych等的回顧性對照研究表明對于膝關(guān)節(jié)軟骨缺損，軟骨移植術(shù)后和微骨折術(shù)后的中期臨床隨訪結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，但軟骨移植術(shù)后的患者運動水平要優(yōu)于微骨折。與軟骨細胞移植術(shù)比較：Basad和Saris等的隨機對照研究均表明，軟骨細胞移植技術(shù)短期隨訪療效要優(yōu)于微骨折技術(shù)。而Kon等指出，微骨折技術(shù)可獲得更好更快的短期臨床療效，但長期隨訪結(jié)果卻不及軟骨細胞移植術(shù)。另有隨機對照實驗認為：2～5年的隨訪研究臨床療結(jié)效果兩種方法相當(dāng)。有一項隨機對照研究結(jié)果顯示，和自體軟骨細胞移植術(shù)比較，患者隨訪時的Lysholm評分、疼痛評分及組織學(xué)評估均沒差異有顯著性，但是微骨折術(shù)后的軀體功能評分較高。

由此看來，微骨折技術(shù)與另外兩項較為有效的技術(shù)軟骨移植術(shù)和軟骨細胞移植術(shù)比較而言，操作和費用上有優(yōu)勢，但中遠期隨訪效果則持平或稍差。

宏觀來看，這些結(jié)果受到各個手術(shù)醫(yī)師的手術(shù)水平、操作習(xí)慣、器械好壞的影響。當(dāng)然也與近年來層出不窮的新技術(shù)和患者的個體因素有關(guān)。吸煙、年齡、手術(shù)部位等都會影響微骨折的療效。股骨髁處微骨折術(shù)的效果好，年齡大、吸煙者的效果差，術(shù)中的其他操作如半月板切除、韌帶修復(fù)等也或多或少地對微骨折術(shù)術(shù)后療效產(chǎn)生一定影響。

從微觀的角度，微骨折術(shù)后重建軟骨大多為纖維軟骨，而非透明軟骨。有學(xué)者提出，微骨折術(shù)后的再生軟骨纖維軟骨含量太高，其生物學(xué)作用遠遠不及膝關(guān)節(jié)生理性的或移植而來的自體透明軟骨。雖然有基礎(chǔ)實驗表明微骨折后的再生組織可以有效的代替原有組織。但臨床研究的結(jié)果表明含量過高的纖維軟骨還是降低了修復(fù)組織的正常生理作用。

進一步研究方向

對于治療膝關(guān)節(jié)軟骨缺損，微骨折技術(shù)簡單有效，但長期隨訪結(jié)果差強人意，易發(fā)生功能退變。進一步研究方向包括：①如何調(diào)控間質(zhì)干細胞的增殖、分化；②如何利用生物材料、活性因子或損傷周圍組織液中的多能干細胞提高修復(fù)組織中透明軟骨的含量，改善微骨折術(shù)后的療效；③開展微骨折術(shù)與其他技術(shù)如軟骨移植的聯(lián)合應(yīng)用研究；④如何在保證療效的前提下擴大適應(yīng)證；⑤進一步進行大樣本的長期隨訪研究、隨機對照研究和統(tǒng)計學(xué)研究。

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