距骨骨軟骨損傷的手術治療研究進展

2021-12-03 08:48:12謝國鑫劉金豹梁學振許波劉恩旭李剛

醫學綜述 2021年7期

謝國鑫，劉金豹，梁學振，許波，劉恩旭，李剛,2

(1.山東中醫藥大學a.中醫學院，b.第一臨床醫學院，濟南 250355；2.山東中醫藥大學附屬醫院顯微骨科，濟南 250014)

距骨骨軟骨損傷(osteochondral lesions of the talus，OLT)是指距骨關節面或軟骨下骨的損傷，是導致踝關節疼痛、不穩定、骨關節炎和殘疾的常見原因[1]。1922年，Kappis[2]首次將OLT描述為自發性的軟骨剝脫。Berndt和Harty[3]認為，OLT是與創傷相關的跨軟骨骨折，并提出被廣泛應用的OLT的4個分期：①骨軟骨挫傷；②骨軟骨不完全骨折；③骨軟骨完全骨折、無移位；④骨軟骨完全骨折、移位。距骨分為頭、頸、體三部分，頭部被關節軟骨完全覆蓋，距骨的關節軟骨是透明軟骨，沒有血管神經分布，損傷后很難修復。OLT的病因復雜，創傷性原因包括急性嚴重踝關節扭傷、骨折和反復踝關節扭傷，非創傷性原因包括局部骨壞死、全身性血管病變、先天性或內分泌異常或遺傳學因素等[4]。

OLT已經成為常見的運動損傷及骨折并發癥，O′Loughlin等[5]報道，50%～73%的急性踝關節損傷伴隨OLT。臨床應根據疾病的不同階段、損傷面積的大小和軟骨狀況選擇不同的治療方法。OLT的保守治療包括中醫藥治療、物理治療、注射治療、口服非甾體抗炎藥等。對于保守治療無效或符合手術指征的OLT患者，應選擇手術治療，產生修復性細胞并在損傷處形成軟骨或形成組織的固定或移植是目前手術治療OLT的主要思路。目前的手術治療方式分為骨髓刺激術(bone marrow stimulation，BMS)、骨軟骨固定術、自體或異體骨軟骨移植術、自體骨-骨膜移植術等[6]。為提高療效，手術常聯合自體軟骨細胞移植、富血小板血漿(platelet-rich plasma，PRP)、支架材料等生物佐劑和組織工程技術，最終目的均是形成骨軟骨填補缺損。現就OLT手術治療的研究進展予以綜述，旨在為臨床診療提供參考。

1 BMS

1.1微骨折術 BMS中的微骨折術是目前治療OLT最常見的修復性手術方法，關節鏡下通過微骨折的方式穿透軟骨下骨，刺激骨髓釋放營養物質、生長因子和骨髓間充質干細胞(bone mesenchymal stem cell，BMSC)等，充盈于軟骨損傷部位，隨后BMSC開始增殖分化為軟骨細胞，最終形成纖維軟骨替代透明軟骨達到修復軟骨缺損。通常適用于病灶面積<150 mm2或直徑<15 mm的病變[7]，具有術后恢復快、成本低、手術可行性強、成功率高、復發率低等優點，已被廣泛接受。Lee等[8]對35例軟骨損傷面積<1.5 cm2的患者進行微骨折術治療，33個月后隨訪的美國足踝外科學會踝-后足評分系統(American Orthopedic Foot and Ankle Society ankle-hindfoot scale，AOFAS)評分顯示，優良率為89%。Choi等[9]對OLT患者微骨折術后平均隨訪6.7年的結果顯示，治療成功率達85%，關節功能和生活質量明顯改善。

微骨折術形成的軟骨本質是纖維軟骨而非透明軟骨，與天然軟骨相比，修復后的軟骨質量較差。Yang和Lee[10]發現，術后平均3.6年存在36%的OLT未完全愈合。在微骨折過程中，軟骨下骨的損傷可能不可逆轉地改變踝關節的關節負荷支持，且修復性纖維軟骨會隨著時間推移而降解[11]，導致長期效果較差。軟骨下骨髓水腫也可能影響微骨折術后的療效，Shimozono等[12]發現，軟骨下骨髓水腫與關節軟骨丟失有關，中期隨訪發現，存在軟骨下骨髓水腫患者較無軟骨下骨髓水腫患者的臨床預后差。目前，微骨折術治療OLT中長期的手術療效總體較好，但修復后纖維軟骨的長期存在能力較差，且僅適用于較小的軟骨損傷。此外，手術方式的選擇還需基于患者病情，如存在軟骨下骨髓水腫等，應慎用微骨折術。

1.2鉆孔減壓術鉆孔減壓術使用范圍廣，沿用時間長，適用于Hepple Ⅱ型Ⅲ期、Ⅳ期等較大面積的OLT。周云烽等[13]研究發現，關節鏡下鉆孔減壓術后患者的AOFAS評分優良率為88.5%(23/26)，療效較好。鉆孔方向分為順行鉆孔和逆行鉆孔，臨床亦可通過逆行鉆孔減壓術治療Hepple Ⅴ型OLT。與順行鉆取相比，逆行鉆孔在保護關節軟骨完整性方面具有優勢，尤其是后外側入路[14]。Wang等[15]以三維血管微結構模型為基礎，研究鉆孔減壓術治療OLT的最佳鉆孔方向和深度發現，前外側入路可能導致沿鉆孔通道的囊腫形成。后外側入路與腓腸神經及血管距離較遠，對神經血管及骨髓的損傷較小，有助于保持良好的局部血運，進而保證了患處術后良好的軟組織條件，更利于術后恢復，故臨床常選用逆行鉆孔的方式。可見，充分考慮解剖學基礎是手術效果及預后的保證。

鉆孔減壓術與微骨折術同屬于BMS，均在骨軟骨缺損處形成纖維軟骨，術后適當的功能鍛煉可提高療效。通過關節被動活動促進纖維軟骨形成，活動不足則纖維軟骨形成不良，活動過量則可能導致纖維軟骨脫落。Hurley等[11]研究發現，踝關節長時間固定會增加瘢痕形成，并導致肌肉萎縮，進而導致關節僵硬，而較早的功能活動可防止術后的失用性萎縮。加速康復外科對于OLT的術后康復具有指導意義，可針對性地進行術后康復，以更快、更好地恢復患肢功能。

2 骨軟骨固定術

骨軟骨固定術是常用的治療撕脫面積較大OLT的手術方式，可使用金屬螺釘、克氏針、可吸收螺釘等固定骨軟骨，現臨床多使用生物可吸收針。Nakasa等[16]認為，盡管該方式可能會引起骨髓水腫或骨溶解，但術后1年的治療結果良好。Acar等[17]使用雙平面V形內踝截骨術與生物可吸收鎂螺釘、生物可吸收鈦螺釘治療OLT，療效亦較好。

輔助使用植入物可明顯減輕術后不良癥狀，Ettinger等[18]研究發現，在微骨折手術失敗后使用HemiCAP技術植入金屬表面植入物固定可以顯著減輕患者疼痛，但內固定物會不可避免地破壞距骨血運，存在再次損傷骨軟骨甚至導致骨壞死的風險。在手術入路的選擇上，Mayne等[19]認為，腓骨截骨術可以提供對距骨穹窿后外側的最佳暴露。Vaghela等[20]認為，使用梯形腓骨截骨術可以保留關鍵的韌帶及結構，并減少內固定物的使用，增加手術成功率。臨床應結合軟骨損傷面積及軟骨情況合理選用手術入路、內固定物數量及材質。

3 組織移植術

3.1骨軟骨移植術

3.1.1自體骨軟骨移植(autologous osteochondral transplantation，AOT) AOT適用于大面積軟骨缺損(直徑>1.5 cm 或面積>150 mm2)、囊性骨缺損以及BMS治療失敗的患者[21]。移植的自體骨軟骨是與距骨軟骨性質相同的透明軟骨，較BMS形成的纖維軟骨具有更優的適配性，具有良好的短期療效。供區軟骨常取自膝關節內側、股骨外側髁等非負重區。Shimozono等[22]對25例非隨機AOT患者和16例同種異體移植患者進行隨訪顯示，與同種異體骨軟骨移植相比，AOT的臨床和磁共振成像結果更好，且軟骨磨損率和臨床失敗率較低。Niemeyer等[23]研究發現，多達93%的OLT患者AOT術后的療效良好或極好。Nguyen等[24]對38名運動員進行AOT術后評估，33例患者恢復到以前的運動水平，足踝結局評分及視覺模擬評分均得到較大改善。

盡管自體骨軟骨移植具有較好的手術療效，但是供區并發癥的發生率不可忽視。Shimozono等[25]對包含11項研究共500個踝關節進行了系統綜述，10.6%的患者出現并發癥；對其中6項研究中的151個踝關節進行AOFAS評分顯示，術后優良率為87.4%。Slabaugh等[26]認為，在同一膝關節供區取多個骨軟骨骨柱(包含骨軟骨及軟骨下骨)時，膝關節疼痛的發生風險可能增加。VanTienderen等[27]對OLT的分析顯示，25%(23/91)的患者需要再次手術。因此，在選擇手術供區時，應盡量準確剝離供區骨軟骨，以減少供區骨軟骨創傷并避免過多剝離。

3.1.2同種異體骨軟骨移植同種異體骨軟骨移植可通過手術直接將異體骨軟骨覆蓋于OLT處，可避免一些AOT相關供區并發癥的發生。此外，由于沒有纖維軟骨生長之間的界限，同種異體骨軟骨移植可用于不規則骨軟骨缺損的治療。Jackson等[1]根據職業評價結果和疼痛量表首次對新鮮同種異體骨軟骨移植術后恢復工作和活動進行定量研究，結果顯示，31個OLT部位的治療面積為0.36～3.3 cm2(平均1.37 cm2)，63.3%(19/30)的患者術后能夠恢復工作。微粒化同種異體軟骨移植是治療OLT的一種新方式，如青少年軟骨微粒移植，將剪切后的青少年軟骨顆粒以纖維素膠黏附在缺損區，治療大面積軟骨缺損的療效較好[28]。

如何增加移植術的成功率也備受關注。異體移植物的多次操作可能導致醫源性損傷甚至細胞死亡。Bisicchia等[29]注意到旋轉電機鉆頭可能對移植物造成機械損傷，而人工環鉆可以減少對移植物的損傷。同種異體骨移植通常使用新鮮的移植物，新鮮移植物具有更好的基質含量和細胞活力。G?rtz等[30]對11例患者的研究發現，在沒有截骨的情況下，通過暫時牽張距骨穹窿部分進行新鮮骨軟骨單極移植的Olerud-Molander踝關節評分，90%的患者對總體結果滿意。導致骨軟骨移植術預后不良的危險因素包括對移植物的過度操作、較大的病變和多次手術等。因此，較好的術野、較少的軟骨損傷、對移植物和距骨盡量少的手術操作以及移植物的新鮮程度均可提高手術成功率。

3.2自體骨-骨膜移植術骨膜能增殖分化為新鮮軟骨，可用于關節軟骨缺損的修復。骨-骨膜移植術可用于較大面積或合并軟骨下囊腫的OLT，且無供區骨軟骨損傷、骨膜生長恢復速度較快、術后供區并發癥明顯減少。郭秦煒等[31]研究認為，自體骨-骨膜移植可同時修復Hepple Ⅴ型OLT及軟骨下囊腫且療效滿意。臨床對自體骨-骨膜移植供區的選擇常采用就近原則，如脛骨遠端或髂骨等非負重區的骨骼。劉占宗等[32]采用帶骨膜的自體脛骨遠端松質骨植骨治療Hepple Ⅲ～Ⅳ型OLT，該方式操作簡單，對周圍組織創傷較小，中短期AOFAS及視覺模擬評分顯著改善，可有效緩解患處疼痛并改善關節功能。魏民和劉洋[33]采用自體帶骨膜髂骨移植治療伴有軟骨下骨囊性缺損的OLT，二次關節鏡探查發現，距骨表面纖維軟骨形成及骨性愈合良好，患者癥狀明顯緩解。術后復查磁共振成像顯示，術后24個月的骨性愈合較術后12個月更好，且散在的小的囊性區域有所減少。袁毅等[34]對28例OLT患者采用經內踝截骨、病灶清理、自同側脛骨鉆取帶骨膜骨柱的方式治療發現，術后影像學及AOFAS均較術前明顯改善，且隨訪期間未見供區疼痛、切口感染、內固定失效等并發癥。骨-骨膜移植術避免了新生軟骨與軟骨下骨的分離，但術后骨膜層可能出現增生，產生踝關節疼痛，影響患肢功能；該研究同時發現，自體骨-骨膜移植術治療后骨軟骨形成良好，且極少出現供區并發癥。近年來，自體骨-骨膜移植術臨床使用率逐步提高，但臨床療效有待進一步大樣本研究的證實。

4 手術聯合生物佐劑和組織工程技術

與天然的Ⅱ型關節軟骨相比，微骨折術產生的纖維軟骨的機械性能和磨損性能下降，治療效果有一定程度的降低。骨軟骨移植術也可能存在移植物與距骨面愈合不良的問題，從而導致移植物退化甚至周圍細胞死亡和囊腫形成。為提高手術療效，生物佐劑與組織工程技術(如自體軟骨細胞移植、PRP、支架材料)相繼出現。

4.1自體軟骨細胞移植術自體軟骨細胞移植術是通過自體軟骨細胞分離，經過體外實驗室培養，再移植回軟骨缺損處的手術技術[6]。自體軟骨細胞移植術可用于較大面積的OLT，但移植后的軟骨細胞容易分散，常需在關節鏡或切開方式下聯合膠原膜覆蓋于軟骨缺損面。López-Alcorocho等[35]對高密度自體軟骨細胞植入術后2年OLT患者的組織學研究證實，術后新生組織為外基質透明且有大量鮮活軟骨細胞的軟骨組織。一項為期5年的前瞻性隊列研究發現，自體軟骨細胞移植術術后第1年療效改善最明顯，術后5年患者的臨床滿意度明顯提高[36]。Weigelt等[37]對33例自體基質誘導的軟骨形成術后病例的研究發現，88%的患者軟骨缺損完全填充，疼痛明顯減輕，踝關節功能恢復。大量臨床研究證實，自體軟骨細胞植入術可改善OLT術后患者的各項指標，并具有持久的長期療效[38-40]。對于20歲以下及老年OLT患者，基質誘導的自體軟骨細胞移植安全、有效，且早期療效良好[41-42]。

4.2PRP PRP由機體自身濃縮的血小板組成，包含白細胞和網狀細胞及超過1 500種生長因子，能夠增加軟骨細胞和BMSC的增殖、遷移，提高其活力，增加蛋白多糖沉積和Ⅱ型膠原沉積，促進成軟骨分化，減少炎癥介質，抑制分解細胞因子，最終改善軟骨界面整合和減少軟骨變性[43]。Akpancar和Gül[44]研究發現，PRP和矯形術中的增生療法是兩種基于注射治療慢性肌肉骨骼疾病的技術，且增生療法具有成本低、侵入性小的優點。Smyth等[45]在12只新西蘭大白兔的股骨髁上建立雙側骨軟骨缺損模型(直徑2.7 mm，深度5 mm)，認為PRP可以改善骨軟骨界面的整合，減少動物模型中骨軟骨退化。臨床常采用關節腔內注射PRP或關節鏡下BMS聯合PRP的方式治療OLT。

4.3支架材料為了加快軟骨再生，醫學界開始嘗試引入支架材料。支架材料包括天然生物材料、人工合成高分子材料、復合材料和納米材料。復合材料可以將不同材料進行組合，集合成生物適配性好，符合人體力學設計的材料，能夠彌補天然生物材料和人工合成材料的缺點，是目前研究的熱點。Kanatl等[46]研究認為，關節鏡下支架植入術是治療OLT的簡單、安全、有效的方法。但Albano等[47]的研究發現，雖然無細胞雙相膠原-羥基磷灰石骨軟骨支架(MaioRegen)采用一步法植入，理論上可以縮短手術時間及降低成本，但隨訪顯示手術失敗率為31%。因此，對支架的使用尚需進一步臨床評估。

4.4其他手術聯合生物佐劑或組織工程技術治療OLT取得了一定的研究進展。除自體軟骨細胞移植、PRP、支架材料外，臨床還常根據患者病情選用不同的組合，如聯合基質相關干細胞移植、透明質酸、濃縮骨髓抽吸液等[43,48]，目的均是促進軟骨細胞的增殖與合成，降低關節液中的分解介質含量，減少炎癥因子釋放，以減少對關節的損害，最終促進骨軟骨的修復與再生。

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