骨細胞同種異體移植物用于踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后療效評估

劉建華

·論著·

骨細胞同種異體移植物用于踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后療效評估

劉建華

目的 評價骨細胞同種異體移植物(CBA)在踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中的有效性與安全性。方法 踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者56例，采用踝關(guān)節(jié)融合術(shù)治療，根據(jù)術(shù)中是否采用CBA填塞分為兩組，CBA組33例，術(shù)中采用CBA填塞；非CBA組23例，術(shù)中未采用CBA填塞。術(shù)后2個月對患者進行影像學檢查，并記錄患者的視覺模擬(VAS)評分、美國足踝外科協(xié)會(AOFAS)踝-后足評分和SF-36健康狀況問卷評分。結(jié)果 術(shù)后2個月，未使用CBA組融合率為52.2 %，使用CBA組融合率為87.9%；術(shù)后3個月，未使用CBA組融合率為77.3%，使用CBA組融合率96.9%。高危患者(如糖尿病或肥胖)的融合率與正常患者融合率相當。使用CBA組患者疼痛、功能和生活質(zhì)量有明顯改善，無CBA相關(guān)的不良反應(yīng)。結(jié)論 使用CBA治療的患者，早期融合率及最終融合率均高于使用自體骨移植患者，并且不受高危因素的影響。CBA能促進踝關(guān)節(jié)融合，是一種安全、有效的移植材料。

骨細胞同種異體移植物； 踝關(guān)節(jié)融合； 骨不連； 創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎

關(guān)節(jié)融合術(shù)可以改善創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷后關(guān)節(jié)不穩(wěn)定、關(guān)節(jié)對位對線不良所致的功能障礙，融合的目的是減少關(guān)節(jié)疼痛、改善關(guān)節(jié)功能和提高生活質(zhì)量[1-3]。融合受多種危險因素影響，如糖尿病、吸煙、酒精、骨質(zhì)疏松、非甾體類抗炎藥、年齡和體重等。 自體骨移植一直作為踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中輔助治療的金標準。但是，自體骨的獲取往往會引起取骨部位疼痛，并增加了發(fā)生骨折、皮下積液和感染等并發(fā)癥的風險[4]。此外，自體移植的數(shù)量有限，并且自體骨的質(zhì)量不能得到保證，尤其是在年齡較大的患者或者伴有一些其他疾病的患者中，這些問題更為突出[5]。目前有多種骨移植物，包括合成的骨質(zhì)以及骨髓基質(zhì)和同種異體移植物。近年來，已出現(xiàn)可用的含有成骨細胞成分的骨移植替代物(cellular bone allograft CBA)[6]。本研究回顧性分析踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者使用CBA行踝關(guān)節(jié)融合治療的療效

對象與方法

一、對象

我院2013年4月～2016年4月收治的踝關(guān)節(jié)外傷或術(shù)后踝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者56例，其中踝關(guān)節(jié)粉碎性骨折26例，Pilon骨折18例，骨折術(shù)后發(fā)生創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎7例，骨折術(shù)后距骨壞死3例，馬蹄內(nèi)翻足2例。高血壓、糖尿病、冠心病、肥胖(體質(zhì)指數(shù)>28g/m2)為高危因素，56例患者中高危患者11例，其中單純患高血壓患者6例，糖尿病患者2例，合并有高血壓、冠心病患者3例。納入標準：(1)關(guān)節(jié)面損傷或退行性變嚴重；(2)閉合性骨折；(3)按Morrey-Wiedeman關(guān)節(jié)炎分期均為終末期踝關(guān)節(jié)炎；(4)均行踝關(guān)節(jié)融合術(shù)治療。排除標準：開放性骨折；既往類風濕，Charcot關(guān)節(jié)病等影響骨關(guān)節(jié)疾病病史；既往踝關(guān)節(jié)手術(shù)植骨史。

二、方法

1.手術(shù)方法：患者取仰臥位，采用全身麻醉或硬膜外麻醉，常規(guī)使用下肢止血帶止血。根據(jù)患者病情選用前方入路(21例)和外側(cè)入路(35例)。術(shù)中清除增生機化的組織，充分分離兩側(cè)軟組織后清理關(guān)節(jié)面至暴露新鮮松質(zhì)骨，糾正踝關(guān)節(jié)畸形后給予固定，隨機選擇患者關(guān)節(jié)內(nèi)填塞等量CBA，選用腓骨或脛骨接骨板固定，必要時加用空芯螺釘。非CBA組患者不使用CBA填塞，余處理同CBA組。使用CBA患者33例，單純?nèi)诤匣颊?3例。

2.影像學和功能狀態(tài)分析：術(shù)后兩組患者均行石膏托外固定，維持踝關(guān)節(jié)背伸中立位，稍外旋外翻(外翻0°～5°，外旋0°～10°)。常規(guī)使用抗生素3天。依靠影像學檢查，在術(shù)后3個月評估融合效果。整體融合成功標準：各融合關(guān)節(jié)間出現(xiàn)橋接骨，沒有骨不連，所有關(guān)節(jié)位置維持在術(shù)后固定狀態(tài)。術(shù)后2個月、3個月拍踝關(guān)節(jié)正側(cè)位片觀察融合情況，并統(tǒng)計3個月時患者的視覺模擬評(VAS)、AOFAS踝與后足評分和SF-36健康狀況問卷評分。記錄患者疼痛、踝關(guān)節(jié)功能和生活質(zhì)量狀態(tài)(QOL)。AOFAS踝與后足評分0～100分，得分較高代表關(guān)節(jié)功能有較大改善。VAS評分0～100，其中0表示沒有疼痛，100代表活動時劇烈疼痛。

三、 統(tǒng)計學分析

應(yīng)用SPSS 16.0軟件對數(shù)據(jù)進行處理。AOFAS足踝評分和SF-36評分術(shù)前及術(shù)后變化的絕對平均值比較應(yīng)用t檢驗。VAS評分比較用Wilcoxon秩和檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

術(shù)后2個月復(fù)查，非CBA組融合12例，不融合11例，融合率為52.2%；CBA組融合29例，不融合4例，融合率87.9%，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。術(shù)后3個月復(fù)查，非CBA組融合17例，不融合6例，融合率為73.9%，CBA組融合32例，不融合1例，融合率96.9%)。CBA組融合與不融合患者之間植骨量無區(qū)別。其中，高危患者11例，有2例患者融合速度慢于正常患者，其余患者2個月后復(fù)查融合率為81.8%，與正常患者相近(87.9%)。術(shù)后3個月復(fù)查時融合率(91.1%)與正常患者(96.9%)相近，且均高于非CBA組患者，表明CBA融合率不受高危因素影響。有高危因素與無高危因素患者間融合率比較差異無統(tǒng)計學意義。CBA組與非CBA組AOFAS踝與后足評分比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，術(shù)后3個月時評分平均為(76.7±5.4)分，非CBA組為(65.3±7.6)分，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。CBA組術(shù)后3個月時VAS評分為(35.8±3.3)分，非CBA組為(46.7±5.7)分，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。CBA組術(shù)后3個月時SF-36量表分數(shù)為(73.3±3.7)分，非CBA組為(59.8±6.3)，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表1)。

典型病例術(shù)后影像檢查，見圖1。

表1 兩組術(shù)前及術(shù)后各評分變化

注：與非CBA組比較，aP<0.05

患者 男，43歲。跟骨骨折內(nèi)固定術(shù)后繼發(fā)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，行脛距融合術(shù)；跟、距骨粉碎性骨折，行關(guān)節(jié)融合術(shù)；術(shù)后2個月復(fù)查，側(cè)位X線上可看到使用CBA跟距關(guān)節(jié)處有明顯骨化影(a)，未使用CBA者僅可觀察到少部分骨化現(xiàn)象(b)。

圖1 典型病例術(shù)后影像檢查

討 論

踝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面較膝、髖關(guān)節(jié)小，但其承受的體重卻大于膝髖關(guān)節(jié)，而踝關(guān)節(jié)接近地面，作用于踝關(guān)節(jié)的承重應(yīng)力無法得到有效緩沖，導致踝關(guān)節(jié)容易發(fā)生較嚴重的損傷。當各種病因引起踝關(guān)節(jié)嚴重受損時，踝關(guān)節(jié)融合術(shù)雖然使踝關(guān)節(jié)失去關(guān)節(jié)功能，但可以起到穩(wěn)定關(guān)節(jié)、解除疼痛、矯正畸形等作用[7]，成為臨床上治療踝關(guān)節(jié)終末期疾病的經(jīng)典術(shù)式。

提高踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后的融合率是手術(shù)的重中之重，CBA提供了成骨所必需的骨傳導支架、骨生長因子和成骨細胞等3個屬性。本研究評估了CBA在踝關(guān)節(jié)融合術(shù)中的有效性與安全性。為了盡可能接近踝關(guān)節(jié)的日常功能情況，該研究并未將有高危因素患者排除在外，并且沒有在診斷或手術(shù)治療方面進行限制。結(jié)果證實，CBA的使用沒有出現(xiàn)任何安全問題，因為沒有任何歸因于移植材料的不良事件。術(shù)后早期復(fù)查，患者的疼痛和功能評分較術(shù)前基線水平有明顯改善，并且早期融合率較非CBA組明顯增高。

最近，有學者發(fā)表了一項前瞻性、隨機化、多元化研究，137例患者共行203個關(guān)節(jié)的融合，從而對自體骨移植和含有重組生長因子合成移植物材料進行對比。對于行自體骨移植的關(guān)節(jié)，在第6和12個月時，單關(guān)節(jié)融合率分別為62.6%(127 / 203)和77.8%(158 / 203)。相比之下，在這項研究中接受CBA治療的受試者，單關(guān)節(jié)融合率在6個月和12個月時分別為81.1%(124 /153)和86.8%(112 / 139)，表明CBA比自體骨移植具有更好的治療效果[8]。

本研究可同時證明CBA在不同健康狀況人群中的治療效果。由于當今社會普遍存在如肥胖、年齡和糖尿病等疾病，可能對骨愈合產(chǎn)生負面的影響。本研究試圖分析這些高危因素是否會影響CBA對關(guān)節(jié)融合的治療。若要得出明確的結(jié)論，仍需對高風險組和正常組進行隨機的對照研究。

以前的報告表明，糖尿病患者的破骨細胞和成骨細胞功能均顯著受損，這些功能缺陷可能導致骨不連的概率增加。由于CBA包含的成骨細胞僅來自于那些滿足特定的年齡和健康條件的供體，相比使用自體骨質(zhì)量不確定的骨移植物，這些存在于移植物中的正常骨細胞可能會緩解或者降低踝關(guān)節(jié)融合術(shù)后骨不連的發(fā)生率。CBA中所含的細胞表達的標志物與骨髓間充質(zhì)干細胞及成骨細胞和少量免疫細胞所表達的一致[9-10]。而凍存的同種異體骨移植物中的間充質(zhì)干細胞，也曾證實能夠繼續(xù)增殖并向成骨細胞分化。除了具有成骨成分，CBA同時包含由松質(zhì)骨和脫鈣皮質(zhì)骨，這些成分組合在一起，為骨的愈合提供了誘導、骨傳導和成骨等基本條件，共同促進骨的有效修復(fù)。

在其他已發(fā)表的有關(guān)CBA的文獻中，已經(jīng)證明了其安全性和有效性[11]。早期CBA的使用僅在治療骨折骨不連和骨缺血性壞死方面證明有效。更具體地說，這個早期的研究表明，自體移植在患者滿意度和融合率之間相一致，并在23例踝關(guān)節(jié)手術(shù)中證明具有良好的安全性和有效性。另一有關(guān)CBA的研究表明，1例行脛距關(guān)節(jié)融合術(shù)后感染患者，3個月后達到骨性愈合，并通過20例有高危因素患者證明3個月為融合術(shù)后最佳愈合時間[12]。相比之前這些報告，本研究更為嚴格、樣本數(shù)量更大、患者更多樣化，最終結(jié)果更為真實可靠。

臨床研究結(jié)果表明，CBA對提高更廣泛的患者群體，包括那些具有骨不連等高危因素的患者的融合成功率是一種安全并且有效的方式。CBA具有自體植骨的生物學特性，同時又去除了因基礎(chǔ)病造成的取骨部位的病變因素[13]，從而對融合術(shù)和術(shù)后患者的愈合提供了巨大的優(yōu)勢。CBA復(fù)合物成分的獲取僅來源于那些經(jīng)過嚴格篩選的，年齡和健康狀況符合要求的捐贈者，從而避免了使用由高危捐贈者的細胞成分作為骨移植材料時可能出現(xiàn)的問題。

本研究仍存在一定的局限性，如缺乏其他置入材料對照。此外，出于患者病情考慮，手術(shù)并沒有限制手術(shù)入路或固定方式，有可能對結(jié)果產(chǎn)生一定影響。

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(本文編輯：楊澤平)

Evaluation of the efficacy and safety of cellular bone allograft for ankle arthrodesis

LIUJianhua.

(DepartmentofOrthopaedics,People’sHospitalofDongxihuDistrictofWuhanCity,Wuhan430040，China)

Objective To evaluate the efficacy and safety of cellular bone allograft(CBA)in ankle arthrodesis.Methods The clinical data of 56 patients with traumatic ankle joint injury and ankle joint injury treated in our hospital from April 2013 to April 2016 were retrospectively analyzed.Imaging was performed at 3 months after surgery，and the visual analogue(VAS)score of the patients，the ankle and foot surgery score(AOFAS)，and the SF-36 health status questionnaire score were recorded.The group included 33 patients who were treated with CBA，and patients with simple fusion in the treatment group(n=23).Results 2 months after operation，the fusion rate of CBA group was 87.9% and the fusion rate of without CBA group was 52.2%.3 months after operation，the fusion rate of CBA group was not higher than that of group CBA，and the fusion rate was in group.The data showed a significant improvement in pain，function，and quality of life.No adverse events caused by CBA were observed during the study.Conclusion The rate of fusion was higher in patients treated with bone allograft(CBA)than in patients with autologous bone graft，and the fusion rate was not affected by high risk factors.CBA is a safe and effective graft material for the bone healing of damaged joints，which can provide an effective bone graft substitute for ankle arthrodesis.

cellular bone allograft； ankle fusion； nonunion； traumatic arthritis

10.3969/j.issn.1005-6483.2017.04.017

430040 武漢市東西湖區(qū)人民醫(yī)院骨科

2016-12-12)