關節鏡微骨折術聯合自體脂肪干細胞移植治療膝關節軟骨損傷

李軍最 黃克 李林 李興艷 張波 胡敏 梁紅鎖 蔡敏 杜勇軍 馬鴛霞

作者單位：530031 廣西南寧，廣西醫科大學第三附屬醫院

現今中老年人越來越多，已逐步進入老齡化社會。且隨著生活質量的提高及飲食習慣的不規律，青中年超重和肥胖的人口占比逐年升高。人口老齡化、肥胖以及高能量損傷導致的膝關節軟骨損傷是關節外科的常見病。同時，隨著人們生活水平的提高以及日益增長的物質文化需要，膝關節鏡下微骨折術因其具有術前手術禁忌證少、術中創傷小、術后療效佳等可靠優勢廣泛應用于膝關節軟骨損傷的修復。結合快速康復外科理念，脂肪干細胞因具有多向分化能力、獲取方便、費用低及患者意愿性強等優勢而飽受臨床醫生及患者的喜愛。我院外科于2014年8月～2016年8月對符合研究要求的80例膝關節軟骨損傷患者采用關節鏡下微骨折術聯合自體脂肪干細胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）移植的治療方案，其療效可觀、術后并發癥少、康復快?，F將具體的軟骨缺損大小、部位、治療方法及療效報道如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料 選取我院關節外科2014年8月～2016年8月因膝關節軟骨損傷采用膝關節鏡微骨折術治療的80例患者作為研究對象（涉及軟骨下骨手術的患者除外），將其隨機平均分為實驗組和對照組。兩組患者均經術前膝關節X片、MRI及術中關節鏡直視下確診，術前均進行Lysholm 膝關節功能評分和VAS評分（膝關節疼痛視覺模擬評分）。將采用膝關節鏡微骨折術聯合脂肪干細胞移植治療方案的患者作為實驗組，其中男26例，女14例；病程6～36個月；年齡18～68歲，平均42歲；術前Lysholm 膝關節功能評分平均（45.62±9.12）分，VAS評分平均（6.92±1.42）分。將采用常規膝關節鏡微骨折術治療方案的患者作為對照組，其中男27例，女 13例；病程5～37個月；年齡 19～67歲，平均42歲；術前Lysholm 膝關節功能評分平均（46.13±8.92）分，VAS評分平均（6.89±1.34）分。手術均由同組醫生在全身或硬膜外麻醉下進行。兩組患者在性別、年齡、病程、基礎疾病、合并癥（膝關節韌帶損傷、半月板損傷、關節畸形）、術前Lysholm 膝關節功能評分、術前VAS評分（膝關節疼痛視覺模擬評分）、麻醉方式（全身麻醉或者腰硬聯合麻醉）、手術時間、伴隨手術、術中出血量及術后護理等一般資料方面比較差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。患者均簽署手術知情同意書后做好術前準備，術前均以2ml復方雙氯芬酸鈉注射液肌注止痛、20mg玻璃酸鈉關節腔注射等對癥處理，本項研究經我院倫理委員會批準。

1.2 ADSCs的制備方法 術前1周左右通過抽脂術從患者健側腹股溝區抽取30g脂肪組織，送至廣西醫科大學基礎實驗室進行ADSCs的制備。ADSCs的提取按照Zuk等的方案[1]。首先將組織洗滌（PBS緩沖液洗滌3次）、消化（2mg/ml的I型膠原酶，在 37℃、5%CO2恒溫下振蕩孵育 60min）、離心（1200rpm離心5min），然后收集ADSCs進行培養并擴增。選擇第3代并經證實的ADSC用于手術移植。ADSCs相對其他干細胞具有取材簡單、費用低、患者舒適且意愿性強且并發癥少等優點。

1.3 手術方法 80例患者均采用全身麻醉或蛛網膜下腔聯合硬膜外麻醉,無需插尿管，麻醉效果適宜，硬腰聯合麻醉患者無不適主訴，全身麻醉患者生命體征平穩。麻醉顯效后取平臥位，常規碘酒、酒精消毒患肢，鋪無菌單。對照組患者采用常規的如Khoo等的膝關節鏡探查清理方法[2]及常規的如Weber等的微骨折術[3]，即手術開始后抬高患肢，驅血帶常規驅血，止血帶壓力控制在55mmHg左右，按常規入路結合術前膝關節MRI檢查依次探查髕上囊、髕股關節、內側間室、髁間窩、外側間室確定軟骨缺損的部位、大小（3mm2及以上的患者列入研究對象）、Outerbridge分級（選取Outerbridge Ⅳ級的患者）以及滑膜病變的區域確定是否合并半月板、前后交叉韌帶等的損傷。探查并確診后清理過多的髕骨下脂肪墊、刨掉增生的滑膜組織及骨組織贅生物、皺縮損傷的半月板及韌帶，損傷嚴重的半月板予以縫合處理，韌帶斷裂膝關節不穩有韌帶重建術指征的患者則采取韌帶重建術。確定軟骨缺損的區域，刨刀清除增生的骨贅及反應性組織，然后修整軟骨缺損區域邊緣以見到正常軟骨為宜，使缺損邊緣與軟骨平面垂直，從而在軟骨缺損局部周圍建立穩定的肩部。去除鈣化的軟骨層，于軟骨缺損區域予3.0mm克氏針鉆垂直軟骨面鉆入，微骨折孔均勻間隔3～4mm以保持軟骨下骨板的結構和功能[3]， 克氏針穿透至軟骨下骨（孔深 3～5mm）,以見到孔內脂滴滲出為宜。徹底沖洗關節腔內雜質碎屑，吸引管充分吸出關節腔內液體后常規予玻璃酸鈉20mg由手術術口注射至關節腔，縫合術口，患肢予大棉墊及彈力繃帶加壓包扎。實驗組則在吸引管充分吸出關節腔內液體后，在關節鏡直視下通過腰椎穿刺針將脂肪間充質干細胞注射至軟骨缺損處，其余術中處理同對照組。

1.4 術后處理 所有患者術后疼痛緩解后即可行被動膝關節鍛煉( continuous passive motion machine，CPM)運動（每天 6～8h，持續 6周），此方案可以促進纖維軟骨凝塊與軟骨下骨的粘附和成熟[4]。術后24h內膝關節局部予冰塊隔毛巾冰敷。術后康復鍛煉則根據軟骨缺損部位分為2種方案，第一種脛骨、股骨軟骨缺損的患者在手術后2周內僅限于手指觸壓而完全不負重，需臥床休息，隨后在扶拐的幫助下逐漸發展為4個月后的完全負重。第二種髕骨軟骨、股骨髕骨面軟骨缺損的患者能承受足夠的重量，術后即可在鉸接膝關節支具伸直位負重；2周后開始封閉式運動鏈練習（靜力半蹲），8周后開始開放性運動鏈練習（坐位膝關節抗阻伸屈膝），4個月后開始進行沖擊練習（慢跑），5個月時進行增強訓練（跳躍），6個月時完全恢復膝關節運動，可進行體育專項訓練（切割、旋轉、扭轉）。

1.5 統計學方法 所有數據均采用SPSS 21.0統計軟件進行統計學分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，采用t檢驗；計數資料以率 (%)表示，采用χ2檢驗。以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

80例膝關節軟骨缺損患者，病灶大小為0.35～0.91cm2，平均（2.62±1.82）cm2；病變部位在股骨內側髁占44.91%，滑車占21.42%，股骨外側髁占11.21%，多處缺損占10.21%，髕骨占8.17%，脛骨平臺占4.07%。兩組患者除微骨折外均有1例進行了伴隨手術?；颊唠S訪率為100.00%，平均時間（36.42±3.21)月（24～48月）。實驗組術后升高的Lysholm分數[術前（45.62±9.12）分，術后（92.71±13.81）分 ]較對照組術后升高的 [術前 為（46.13±8.92）分，術 后（91.35±12.93）分 ]多（15.01±4.79）分；實驗組術后降低的VSA分數[術 前（6.92±1.42）分，術 后（2.12±0.34）分 ]較對照組術后降低的[術前（6.89±1.41）分，術后（2.23±0.42）分]多（1.21±0.26）分。實驗組手術前后的Lysholm評分和VAS評分差異均有統計學意義（P＜0.05）；對照組手術前后的Lysholm評分和VAS評分差異有統計學意義（P＜0.05）；與對照組比較，實驗組手術前后增加的Lysholm分數差異有統計學意義（P＜0.05）。

3 討論

近年道路交通和機械化暴力導致的高能量損傷、人口老齡化的加劇和肥胖率的上升導致的膝關節軟骨損傷越來越常見。據統計，全球約2.5億人受到單純骨關節炎軟骨損傷病痛的折磨；關節鏡微骨折術因其具有手術禁忌證少、操作簡便[5]、創傷小、療效佳等優勢早期即成為治療軟骨損傷的常見術式[6，7]。Mithoefer等[8]通過對 MEDLINE（美國國立醫學圖書館）、EMBASE、CINAHL、Cochrane臨床對照試驗資料庫等數據進行全面的文獻檢索，篩選出行關節鏡微骨折術的患者3 122例，經過平均41個月的隨訪后發現行關節鏡微骨折術的患者短期內膝關節功能改善非常明顯，但其長期療效仍待進一步分析。同時，隨著快速康復外科理念、分化再生醫學及組織移植的快速發展，關節鏡微骨折聯合細胞分化再生移植技術的研究飽受研究者的青睞，且療效更佳，術后恢復更快[9]。Gudas等[10]將60例膝關節骨軟骨缺損患者分為骨軟骨自體移植組（OAT組）和微骨折組（MF組），并進行了10年隨訪，通過國際軟骨修復協會（ICRS）評分、Tegner活動評分、X線片和磁共振成像對患者進行術后評估，發現OAT組比MF組療效更佳。而在細胞軟骨分化移植方面，脂肪干細胞憑借取材簡便、操作風險低、排異性低、并發癥少及具有多向分化潛能等多種優勢應用最廣泛，這主要是由細胞內DNA、RNA、蛋白質、細胞因子以及多物質組成的信號通路等多因素決定的[11]。Yang等[12]發現通過逆轉錄病毒表達Sox-9后可快速有效地誘導脂肪干細胞向軟骨細胞樣細胞分化。亦如Yang等[13]通過基因芯片對人類脂肪源性干細胞在軟骨分化前后差異性表達的microRNA表達譜進行分析，證實了miR62490625p直接靶向BMPR-2（骨形態發生蛋白受體2型）從而快速的促進脂肪干細胞的軟骨分化。本研究采取關節鏡微骨折術聯合脂肪干細胞移植治療的方式，術前應用抽脂術抽取患者腹股溝脂肪組織后分離出脂肪干細胞，使用擴增至第三代并經證實的ADSCs移植到膝關節軟骨缺損處，術后經過（36.42±3.21)月的隨訪，各組患者手術前后兩種評分的差異有統計學意義（P＜0.05），實驗組Lysholm評分較對照組增加得更多，VAS評分較對照組降低得更多，表明此術式手術療效更好、術后恢復效果更佳、康復速度更快。

綜上所述，膝關節軟骨損傷患者病變部位常見于股骨內側髁。關節鏡微骨折術聯合脂肪干細胞移植治療軟骨損傷較傳統關節鏡微骨折術手術效果更佳、術后康復更快、并發癥更少，順應了快速康復外科理念；較關節鏡聯合其他細胞移植治療，其具有可行性強、操作簡單、并發癥少及費用低的特點。因此，關節鏡微骨折術聯合脂肪干細胞移植是臨床治療膝關節軟骨損傷的有效術式。