看看最近的文章

摘要

背景

自体植入技术(ACI)首次应用于膝关节软骨缺损的研究。它后来被用于治疗膝骨软骨病变。图示患者髋关节骨软骨缺损，直径为4厘米。由于严重疼痛和功能减退，他是髋关节假体的候选者。据我们所知，他是第一位在1999年接受ACI到髋关节治疗的患者。

方法

从膝关节软骨活检中获得的自体软骨细胞在哥德堡的一个实验室中培养。手术是在北挪威大学医院进行的，在手术脱位的髋关节上切除受损的软骨和疏松的骨碎片。在清洁区在骨膜覆盖下植入软骨细胞。术后允许逐渐增加负重。

结果

术后患者立即报告疼痛明显减轻，在随后15年多的时间里，他通常估计疼痛较术前值减少70%。术后第一年频繁的MR检查显示骨和软骨缺损逐渐充盈。22个月时对比MRI显示修复区域表面相当光滑。在ACI后15年多的最后一次对照中，他报告疼痛有限，行走无跛行;而中度骨关节炎则进一步发展。知道结果后，他很高兴自己完成了手术。

结论

由于ACI手术，患者获得了超过15年的无假肢年。与骨关节炎的情况不同，邻近大缺损的正常软骨承载重量，修复区域没有被破坏。在体外制造能够在植入后立即承载一定重量的正常软骨的各种尝试的成功，将在未来为改进对髋关节和膝关节软骨和骨软骨的大型缺陷的生物治疗开辟道路。

关键字

软骨;髋关节骨软骨缺损;软骨细胞移植;软骨组织工程

背景

1980年描述了一种用皮质骨移植的钉子固定髋关节疏松骨软骨碎片的技术。两名患者在成功使用这种钉子治疗[1]后随访多年。一名33岁的男子此前在另一家医院用该技术进行了髋关节骨软骨缺损手术，但病变未能愈合。由于严重疼痛和功能下降，他正在考虑THR。患者的年轻年龄，以及他自己寻找THR替代品的动机，影响了我们对生物修复的研究。

ACI技术首次用于治疗膝关节软骨缺损[2]。它激发了新的基础和临床研究，包括前瞻性、随机研究[3-5]。在替代方法失败后，ACI治疗膝关节解剖性骨软骨炎也能改善疼痛和功能[6,7]。我们寻找替代插入假体与一些技术能够诱导修复股骨头的缺陷。尽管根据我们的知识，ACI到髋关节之前没有进行过，但患者在1999年进行了ACI手术，目的是改善髋关节解剖和功能，减少疼痛并推迟THR的需要。

案例展示

一名1966年出生的患者，因1984年诊断为晚期剥脱性骨软骨炎，出现右髋关节疼痛和功能明显下降。他于1987年在另一家医院通过前外侧入路手术，使股骨头保持原位。从胫骨上取下的4块25毫米的皮质骨被用作钉子，试图固定松动的碎片。在手术后的短时间内，他的疼痛减轻了，但对照x光片从未显示受影响的区域愈合。最初短暂缓解后，疼痛和功能下降持续存在。1998年接受我们检查时，他的疼痛从早上开始，在体育活动中加剧，在体育活动后仍然存在，晚上很麻烦，严重影响了他的睡眠。首先考虑建立合理的THR处理方法。病人的年轻年龄，他自己选择替代方案的动机，以及我们之前在膝盖上使用ACI的经验促使我们在髋关节上使用ACI。

调查

最初的x线片显示右股骨头有严重的剥脱性骨软骨炎(图1)，并有额外的关节早期骨关节炎。MRI证实了这些发现，并没有显示任何广泛的股骨头坏死。

图1所示。术前和术后8个月第一次x光片。术后16个月冠状位0.5特斯拉MR T1和STIR, STIR图像显示新软骨周围仅有中度水肿，股骨关节面略不规则。关节液比植入的软骨更亮。

治疗

1999年6月对右髋关节进行ACI，在此之前，从他的右膝关节软骨活检中获得体外软骨细胞培养。手术时髋关节脱臼;清除骨软骨床中所有疏松的软骨和骨碎片，留下一个直径为4厘米的骨表面清洁区域。骨表面出血停止;从患者胫骨近端采集骨膜进行缝合，并在骨膜瓣下注射体外培养的细胞。在高度注意修复区脆弱性的情况下，谨慎地重新安置股骨头。在拄拐6周后，患者继续使用一根拐杖6个月，随后进行负重和物理治疗。十二年后的一段时间里，他感到臀部疼痛加剧。在被诊断为转子后疼痛综合征后，患者被建议进行自我拉伸运动，病情有所好转[8-10]。

结果和随访

病人报告术后早期疼痛减轻了70%。随访4个月时，患者报告夜间无疼痛，并坚持在ACI手术后从不因疼痛而醒来。在后来的门诊就诊中，他反复报告疼痛比术前减少了70%。在他被诊断为转子后疼痛综合征后，他报告了自我管理拉伸运动的积极效果，他半定期使用[8]。术后3个月、6个月和9个月的重复MRI检查(这里没有显示)以及后期的其他检查(图1和图2)显示，修复区下部缺损的部分填充物发展成一个组织完全填充缺损，该组织面对关节有一个光滑的边界。对比MRI尤其显示股骨头头的光滑表面(图2)。

图2。22个月随访x线和1.5特斯拉MR关节移植。x光片保持不变;MR显示植入软骨周围仍有水肿，小的表面不规则比以前更不明显，由于关节内液体，两个序列都能很好地描绘关节面。

在2015年1月的最后一次门诊中，他走路不跛，不用拐杖，全职工作。他说，在某些姿势下，当用手术后的臀部负重和移动时，他会感到一阵阵的疼痛。ACI手术前x线片上所见的骨关节炎更为严重(图3)。面向关节间隙的修复组织区域似乎保持为一个整体，但在距离关节表面几毫米处可见一些小囊肿。回顾他的观点，病人从不后悔做了ACI手术。他的右膝盖没有任何问题，那里的软骨被用来培养细胞。即使在他最后一次访问时，他也没有兴趣考虑THR。

图3:7(a)和13(b+c)年随访x光。10年随访1.5 Tesla MR T1(d)和16年3Tesla MR T1(e)和脂肪抑制PD(f)。在x光和MR图像上可以看到髋关节病的发展。植入的软骨周围仍然只有少量水肿，关节表面仍然光滑，虽然也没有第一次图像那么凸。在最后一次MR中可以看到小范围高信号强度的软骨下囊肿(f)。

讨论

到目前为止，该患者使用改良ACI技术治疗髋关节OCD已经获得了超过15年的无假肢年。尽管在x线片上有一些骨关节炎的征象，但在1999年手术后15年，他并没有出现令人担忧的临床和影像学恶化。据我们所知，这是首例髋部ACI。另一位在2002年1月后手术的患者在股骨头创伤性损伤后接受髋关节ACI手术治疗。在这种情况下，用人造胶原膜代替骨膜。ACI被认为是一种可能的方法，在某些情况下治疗年轻成人的大量软骨损失[11]。

我们的病人有一个直径4厘米的大缺损。它比前瞻性的、随机的、比较ACI和膝关节[3]微骨折的挪威研究中包含的最大10 cm2更大、更深。我们有证据表明干细胞位于软骨下区，出血可能会将它们释放到需要修复的区域。经典的微骨折治疗可能会将大的修复区暴露在高度的机械刺激和细胞冲刷下，因此诱导骨出血显然必须结合膜[13]的覆盖。在进行ACI手术的区域，诱导骨下出血的潜在影响仍有待评估。在这个病例中，我们在缝合骨膜补片之前小心翼翼地止血。损伤区域逐渐被修复组织填充，特别是在前9个月。实际上花了一年的时间MRI才显示股骨头表面光滑。在重复MRI上看到的组织的逐渐生成说明在修复过程中需要保护新组织的发展。在清创后，异常软骨和正常软骨之间的尖锐边界在缺损周围形成了宏观上相当正常的组织肩膀，这在骨关节炎病例中是很难实现的。 These shoulders could carry weight postoperatively and reduce mechanical irritation on the repair area

MRI显示修复良好的区域在两年后仍然没有改变。然而，最新的核磁共振成像显示更多的骨关节炎变化和修复组织下的一些囊肿。

软骨组织工程的体外培养方法在世界范围内仍在研究中[13-17]。体外构建软骨片植入损伤关节，在未来可能是一种比使用细胞更快恢复正常的解决方案。混合在骨头出血中的干细胞可能有助于在植入后将这种体外产生的软骨薄片附着在骨头和周围的软骨上，骨软骨和骨关节炎病理都可以更有效地修复。目前使用的方法可能只适用于有限缺损周围剩余的软骨在术后能够承重的地方。可能一些体外产生的软骨片的产品和关节内固定的好方法可以扩大髋关节软骨修复的适应症。

确认

2021年版权燕麦。所有权利reserv

我们感谢Bjarne Andreas Olsen医生为患者建议ACI, Johan Fredrik Winge医生在手术中做出了重大贡献，以及Knut Schrøder主任促进了医院的转化研究。

参考文献

1. Lindholm TS, Osterman K(1980)髋部剥脱性骨软骨炎碎片的骨移植内固定。两个病例的报告。骨关节外科Br62 - 62 b: 43-5。(crossref)
2. Brittberg M, Lindahl A, Nilsson A, Ohlsson C, Isaksson O等(1994)自体软骨细胞移植治疗膝关节深部软骨缺损。N英语J医学331: 889 - 895。(crossref)
3. Knutsen G, Engebretsen L, Ludvigsen TC, Drogset JO, Grøntvedt T，等(2004)自体软骨细胞植入与膝关节微骨折的比较。一个随机试验。骨关节外科医师86 - 86: 455 - 64。(crossref)
4. Van Assche D, Staes F, Van Caspel D, Johan V, Johan B等(2010)自体软骨细胞植入与微骨折治疗膝关节软骨损伤:一项前瞻性随机试验，随访2年。膝关节外科运动创伤关节18: 486 - 495。
5. Bentley G, Biant LC, Vijayan S, Macmull S, Skinner JA，等。(2012)自体软骨细胞植入与嵌合体成形术治疗膝关节有症状关节软骨病变的前瞻性随机研究至少十年结果。骨关节外科Br94: 504 - 509。(crossref)
6. Cole BJ, DeBerardino T, Brewster R, Farr J, Levine DW，等。(2012)自体软骨细胞植入治疗剥离性骨软骨炎患者关节修复(STAR)的疗效研究。Am J运动医学40: 2015 - 2022。(crossref)
7. Peterson L, Minas T, Brittberg M, Lindahl A(2003)自体软骨细胞移植治疗膝关节剥脱性骨软骨炎:2 - 10年的结果。骨关节外科医师2: 17-24。(crossref)
8. Meknas K, Kartus J, Letto JI, Flaten M, Johansen O(2009)非手术治疗粗隆后疼痛的5年前瞻性研究。膝关节外科运动创伤关节17: 996 - 1002。(crossref)
9. Meknas K, Johansen O, Kartus J(2011)股骨粗隆后坐骨神经痛:目前的概念。膝关节外科运动创伤关节19日:1971 - 1985。(crossref)
10. Meknas K, Christensen A, Johansen O(2003)闭孔内肌可引起坐骨痛。疼痛104: 375 - 380。(crossref)
11. Akimau P, Bhosale A, Harrison PE, Roberts S, Mccall IW, et al.(2006)自体软骨细胞植入植骨治疗髋外伤后骨坏死所致骨软骨缺损一例报告。Acta Orthopaedica77: 333 - 336。(crossref)
12. Elvenes J, Knutsen G, Johansen O, Moe BT, Martinez I(2009)开发一种从膝关节软骨缺损下获取软骨祖细胞的新方法。J .中国科学14: 410 - 417。(crossref)
13. Fontana A, de Girolamo L(2015)与微骨折治疗相比，自体基质诱导软骨形成治疗股骨髋臼撞击所致软骨病变持续五年的好处。骨联合J97 - 97 b: 628 - 35。(crossref)
14. Bhattacharjee M, Coburn J, Centola M, Murab S, Barbero A等(2015)研究软骨发育、变性和再生的组织工程策略。药物输送84:107-22。(crossref)
15. Yousefi AM, Hoque ME, Prasad RG, Uth N(2015)目前用于骨软骨组织工程的多相支架设计策略:综述。生物医学杂志103: 2460 - 2481。(crossref)
16. 胡锦江，王晓燕，王晓燕(2013)组织工程中的自组织与自组装过程。Annu Rev Biomed Eng15: 115 - 136。(crossref)
17. DuRaine GD, Brown WE, Hu JC, Athanasiou KA(2015)组织工程肌肉骨骼软骨无支架入路的出现。安生物医学中43: 543 - 554。(crossref)