米琨:膝关节软骨损伤的外科治疗

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  膝关节软骨损伤是临床的常见病 ,构成膝关节的髌骨 、胫骨平台以及股骨髁当中 ,以股骨髁的软骨损伤最为常见,髌骨和胫骨平台次之。在急性外伤和慢性磨损等情况下,膝关节软骨将受到不同程度的损伤 ,损伤后常引起关节疼痛 、活动受限,甚至功能丧失,严重影响患者的工作和生活 。

  关节软骨主要由透明软骨细胞和细胞外基质构成的无血管组织 ,依靠关节滑液供其营养需要,由于没有血液、淋巴、神经,导致关节软骨缺乏自我修复能力 ,加之膝关节活动度及活动量都较大,软骨损伤后如果不及时进行治疗,病情发展会很快 ,最终发展为膝关节骨性关节炎 。

  软骨损伤关节镜下的分级有Outerbridge和国际软骨修复协会软骨损伤分级系统2种方法,Outerbridge分级中Ⅰ度:表面轻度的水泡(软化和肿胀);Ⅱ度:直径小于1cm的毛糙和浅表溃疡 、纤维化;Ⅲ度:直径大于1cm的深溃疡,无软骨下骨暴露;Ⅳ度:全厚撕裂合并软骨下骨暴露。而国际软骨修复协会软骨损伤分级系统(ICRS)中Ⅰ度:表浅的、钝性的缺口和表浅的开裂;Ⅱ度:损伤<软骨厚度的一半;Ⅲ度:损伤≥软骨厚度的一半但未达到软骨下骨;Ⅳ度:全厚撕裂合并软骨下骨暴露。一般Ⅲ度以上才考虑外科手术治疗 ,下面简略介绍一下膝关节软骨损伤常用的外科治疗方法 。

  一、症状性治疗

  20世纪40年代初Magnuson首先报道膝关节冲洗清理术 ,随着关节镜的出现,传统的膝关节冲洗清理已经被损伤更小的关节镜下手术所取代,对于膝关节软骨损伤而言 ,关节镜下膝关节冲洗清理术主要是可以去除关节腔内游离的软骨碎屑及剥脱的软骨片,避免引起膝关节绞锁,但并没有直接修复损伤的关节软骨 ,效果不能持久。因此,单纯的关节镜下膝关节冲洗清理术只适用于年龄较大 、软骨损伤不严重、期望值不高、体重较轻 、无明显下肢力线不良、要求短期缓解症状治疗的患者。尽管如此,关节镜仍然有广泛的用途 ,因为绝大部分的膝关节软骨修复手术都可以在关节镜下进行 。

  二、骨软骨块原位固定

  膝关节急性软骨损伤或者部分剥脱性软骨炎患者,如果小块骨软骨从关节表面部分脱离,但仍还有一小部分与骨相连 ,可以用1~2枚螺钉特别是非金属螺钉将掉落的软骨块进行复位固定,骨软骨块就有机会与周围的骨软骨愈合在一起,较好的恢复膝关节软骨的解剖形状 ,从而恢复膝关节的功能。

  三 、骨髓刺激技术

  骨髓刺激技术包括钻孔、关节磨削成形、微骨折及支架植入 ,微骨折术可作为骨髓刺激技术的代表,1960年开始运用于临床,由关节软骨磨损成形﹑穿透软骨下骨和Pridie钻孔术发展而来 ,手术时先去除软骨钙化层有利于增加更多的再生组织,在软骨下骨保持3~4mm间距用微骨折锥进行多点均匀垂直钻孔,形成粗糙表面 ,易于血肿黏附 、填充缺损。通过微骨折钻孔处理,骨髓中渗透出的潜在干细胞分化为纤维软骨细胞,逐渐形成纤维软骨进而修复软骨缺损 。微骨折术适用于50岁以下 ,国际软骨修复协会(ICRS)评分3级,全厚软骨缺损且面积<2平方厘米,较少骨量丢失 ,运动要求不高患者。缺损区生成的纤维软骨肯定比软骨缺损好,但不是正常的透明软骨,两者在力学强度 、硬度、耐磨损性等多方面存在很大差距 ,后期容易退变 ,不能够承受膝关节的高负荷运动,远期效果不够满意。

  四、骨软骨移植技术

  1 、自体骨软骨移植

  自体骨软骨移植(OATS)或马赛克(Mosaicplasty)技术于1992年开始用于修复关节软骨病变 。自体骨软骨移植是采用专门的环钻,根据软骨损伤的范围 ,在膝关节的股骨滑车内、外侧嵴、髁间窝 、股骨髁外侧沟等非负重供区钻取一定数量和大小的圆形骨软骨柱,精确植入到软骨损伤缺损处,以上操作可以一次手术完成。自体骨软骨移植可立即使用成熟的透明软骨填补缺损 ,允许术后更快的恢复且长期效果稳定,但存在供体有限、不适合进行大面积软骨缺损治疗等多方面缺点,适用于要求较高的运动员 ,软骨缺损<4平方厘米,下肢力线稳定或剥脱性软骨炎患者。

  2、异体骨软骨移植

  由于软骨细胞基质包绕软骨细胞及无血管神经存在,软骨组织具有免疫豁免效应 ,因此也可以采用新鲜冰冻异体骨软骨移植(OCA)用于治疗膝关节软骨缺损,1998年美国组织库协会为此专门制定了异体软骨移植指南及安全标准,使得异体骨软骨移植获得临床商业化应用 ,异体骨软骨移植适用于关节退变及软骨缺损较大 ,病变伴有明显的骨丢失患者 。异体骨软骨移植不存在无供区相关并发症,可以大块移植,但仍存在传播疾病风险 ,诱发免疫反应,组织供应有限和花费高,恢复时间长等缺点 。

  五 、细胞移植技术

  自体软骨细胞移植技术(autologous chondrocyte implantation ,ACI)是基于自体软骨细胞体外扩增后进行回植修复的技术,研究表明,体外培养扩增的软骨细胞能较好地维持其细胞特性 ,利于软骨修复,组织学表明ACI早期形成纤维软骨组织,最终可分化成熟透明样软骨组织。

  1987年 ,瑞典医生Brittberg在世界范围内首次进行了利用体外培养的自体软骨细胞治疗软骨损伤的研究,并于1994年将该技术发表在《新英格兰医学》上。第一代ACI(P-ACI)技术为标准化的移植程序,包括软骨细胞体外培养 ,获取自体骨膜后缝合覆盖缺损区 ,植入软骨细胞,胶原封闭 。该方法造成手术切口较大或存在两个切口,可修复深度在6~8mm以上的软骨损伤。第二代ACI(C-ACI)使用胶原膜替代自体骨膜覆盖于软骨损伤处 ,减少了摘取骨膜引起的并发症和简化了手术的操作流程,但是依然存在细胞漏渗、分布不均和胶原膜脱落等不足。

  为改善前两代ACI的缺陷,第三代ACI即基质诱导的自体软骨细胞移植术(MACI)应运而生 。经典的MACI技术通过体外扩增培养软骨细胞 ,并将其种植于Ⅰ/Ⅲ型胶原膜粗糙面上然后进行回植,最后使用可吸收线缝合固定以进行修复。由于软骨细胞粘附于三维胶原膜内,该技术减少了细胞逸出和分布不均的风险和提高了术后软骨细胞的存活率。第四代技术研发了一种新型支架 ,是与正常软骨空间结构完全一样有厚度的支架,希望修复的软骨更接近正常软骨 。

  六、生物支架

  来自Hokkaido大学的研究人员研发了一种HAp/DN水凝胶新型生物材料,HAp/DN水凝胶是由羟基磷灰石HAp和DN水凝胶结合而成 ,可快速粘附于软骨上,并且在软骨修复手术中将其注入微骨折的洞内,能帮助刺激病人骨髓产生干细胞 ,长出新的软骨。

  膝关节软骨损伤的外科治疗需要考虑软骨损伤的大小﹑部位骨量丢失及患者的年龄﹑体重﹑下肢负重力线 、期望值等诸多因素 ,以上各种外科治疗方法经常需要互相补充,灵活利用。总的来说,膝关节软骨损伤的治疗还存在很多问题 ,临床疗效仍然不够理想,这方面的工作还需要不断的努力!

  专家简介

  米琨

  米琨,广西国际壮医医院(广西中医药大学附属国际壮医医院)骨关节与运动医学科主任、主任医师、教授 。

  专业擅长:米琨教授对骨关节损伤及疾病积累了丰富的诊疗经验 ,对神经 、血管 、肌腱、韧带、软骨和半月板损伤以及关节疼痛进行了深入的研究,擅长关节损伤与疾病的诊治,各种复杂骨折及其并发症的治疗 ,四肢骨关节畸形的矫形,肢体功能重建,皮瓣移植以及现代先进的人工关节手术尤其是关节镜微创手术 ,创新了很多手术方法,治疗强调功能至上 、力争重返运动,是广西骨科运动医学与关节镜外科的领航者。

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