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成人股骨头坏死的诊治现状

2016-02-22景鹏举综述王勇平王建民审校

现代医药卫生 2016年24期
关键词:充质股骨头骨髓

景鹏举综述,王勇平,王建民审校

(兰州大学第一医院骨科,甘肃兰州730000)

成人股骨头坏死的诊治现状

景鹏举综述,王勇平,王建民△审校

(兰州大学第一医院骨科,甘肃兰州730000)

股骨头坏死; 髓心减压术; 关节成形术,置换,髋; 综述

髋关节日常受力颇大,远远超过自身重力。当髋关节发生疾患时,由于髋关节组织不能耐受高度集中的强大机械应力而产生一系列相应的退行性变和变性。变形的结果使应力更加集中,从而产生更严重的变形,造成恶性循环[1],终致股骨头坏死(ONFH)。ONFH是由于股骨头血供中断或受损,引起骨细胞及骨髓成分死亡及随后的修复,继而导致股骨头结构改变、股骨头塌陷、关节功能障碍等疾病。ONFH仍为当今医学尚未解决的难题。本文对ONFH的各种非手术及手术治疗现状作一综述。

1 ONFH的影像学检查

各种影像学检查如X线片、CT、ECT及MRI检查在ONFH分期诊断中均具有重要作用。X线片自有其优越性,可用于NOFH的复查和随诊,其特征性表现为半月征,晚期表现为股骨头塌陷、关节间隙变窄或消失及骨质增生。但X线片难以发现早期的ONFH。与X线片、CT相比,ECT能提前3~6个月发现ONFH;与MRI相比提前2~3周[2]。ECT可用于X线片检查阴性患者的筛选。ECT特征性表现为股骨头中心放射性减低,周边放射性增多,呈“炸面圈”样变化[3]。与MRI相比,二者灵敏度相似,特异度没有MRI高,但价格比MRI低廉。MRI是诊断ONFH的最敏感方法[4],早期发现ONFH的敏感度和特异度达99%。“线样征”是MRI检查诊断ONFH的特异性征象。“线样征”中单线、双线和三线均为坏死组织和正常组织界面的反映,MRI上“线样征”包绕的病灶区信号在一定程度上可反映该病病程。CT和MRI可以精确地展现股骨头损伤的特征,此外,CT在软骨下骨折的识别上优于MRI,CT可以帮助诊断和估计ONFH的预后[5]。

2 ONFH的治疗现状

如果ONFH未经及时、有效的治疗,大多数患者的病情将进行性发展,最终至髋关节骨关节炎(OA),使患者生活质量严重下降。对ONFH自然病史的研究发现,未经治疗的患者80%会在患病后1~4年进展到股骨头塌陷,而一旦出现塌陷,则有87%的髋关节会在24个月内进展到需要进行人工髋关节置换[6]。

合理治疗方案的制订应根据坏死的分期、坏死体积及部位、患者年龄、关节功能、职业、个体需求及修复类型等综合考虑。早期治疗得当,就可有效阻止和限制ONFH的继续进展。ONFH的治疗包括非手术治疗和手术治疗。

2.1 非手术治疗 非手术治疗方法较多,有保护性负重、药物治疗、电刺激疗法、体外冲击波治疗(ESWT)等等。

临床及实验研究发现,ESWT对ONFH有一定疗效,可作为早期及不适宜手术患者的可选方案。孔繁荣等[7]研究发现,体外冲击波可促进修复重建骨组织结构,提高髋关节Harris评分(HHS)及改善关节功能。其原理为:(1)刺激血管再生和成骨活性因子的表达;(2)诱导骨生长;(3)改变组织结构及重建骨骼。另外,冲击波还有镇痛作用,作用于神经轴突,抑制疼痛刺激向中枢的传导[8]。

ONFH的早期(1~3期)应用ESWT能收到良好的临床效果。应用ESWT 1年后,视觉模拟疼痛评分由8.5分下降到1.2分,而HHS由43.3分升高到92.0分。从短期疗效看,ESWT较股骨头髓心减压和非血管化的腓骨移植显示了更高的满意度。从长期结果看,ESWT在疼痛和功能改善方面较后更为凸出[9-10]。在动物实验中,ESWT能够激发一系列的瀑布式的生物反应和分子改变,从心血管形成到组织再生。但是,许多基本问题比如ESWT应用的剂量、时间、频率以及治疗的强度等有待大规模的临床试验确定[9]。

2.2 手术治疗 约80%以上的ONFH患者需采用手术治疗,其中保守治疗方式有:髓心减压;各种方法的骨移植(血管、非血管);各类截骨术及针刀治疗。晚期ONFH进展到OA,就不得不进行关节置换术、关节融合术。目前应用较广的为髓心减压术、骨移植及关节置换术。

目前,各种改良的髓芯减压术被证明是早、中期ONFH治疗中最安全、最常用的手段,如髓心减压术同时合用骨诱导材料、髓心减压术结合骨移植术[11]、髓内减压术联合骨髓间充质干细胞等。

2.2.1 髓心减压术 髓心减压术不仅能够缓解患者的疼痛症状,而且在ONFH的早期能够改变病程的进展,是治疗早期ONFH的标准方法,其有效率在30%~90%。髓心减压术可以减轻股骨头髓腔水肿并刺激减压针道周围的血管形成,增强坏死骨的爬行替代,延缓骨坏死的进展。在ONFH FicatⅠ期的治疗成功率优于保守治疗,Ⅱ、Ⅲ期疗效比较,差异无统计学意义(P>0.05)[12]。髓心减压术、一期植骨对治疗早期ONFH是一种简单、安全、相对有效的方法,对Ⅰ、Ⅱ期患者,该术式是目前阻止股骨头塌陷,延缓行全髋关节置换术(THR)时间最好、危险性较低的方法[13]。

单纯的髓心减压术治疗ONFH有其不足之处。首先,单纯髓心减压术可导致股骨头内的支撑结构变薄、使股骨头颈不能保持必需的力学强度,导致或加重股骨头塌陷;其次,单纯髓心减压术无法为股骨头提供血液供应条件,不能纠正疾病的进展。ONFH一旦形成,单纯髓心减压不会明显影响ONFH的继续发展[14]。

有临床试验研究发现,髓心减压术联合骨髓间充质干细胞治疗在HHS、关节功能及ONFH区域等指标上明显优于单纯髓心减压术[15]。髓心减压加自体髂骨打压植骨术治疗ONFH,手术创伤小,术后短期症状缓解及关节功能恢复明显[16]。动物实验发现,一种新的复合材料BMP-VEGF-PLGA-CPC支架结合髓心减压治疗ONFH,展示了很好的生物相容性及成骨活性和血管生成活性,能够改善ONFH的治疗效果[17]。有国外研究报道称,髓心减压联合脱矿的骨基质移植治疗早期ONFH,与单纯的髓心减压术相比,早期在缓解疼痛方面效果明显,但是长期结果并不令人满意,因为它并不能避免后期的髋关节置换[18]。Kang等[19]报道,早期ONFH,利用小直径的多孔髓心减压术联合阿仑膦酸钠(治疗骨质疏松)治疗,可以缓解患者疼痛,减少股骨头塌陷的风险,延缓ONFH的进程。

2.2.2 浓集自体骨髓间充质干细胞(BMSCs)移植 近年来利用BMSCs的成骨、成血管等多项潜能改善ONFH区域的微循环及缺血状态,可促进病灶部位新生血管的再生[20]。其方法有髓心钻孔减压并BMSCs注射移植术、BMSCs动脉灌注术(改善股骨头血供)、BMSCs的组织工程技术等[21]。骨髓中基质干细胞的数目是治疗的关键,为了提高治疗效果,应尽量提高骨髓中基质干细胞的数目。

王天胜等[22]报道,采用股骨钻孔减压、部分关节囊及滑膜切除、死骨刮除、植骨、血管束植入及干细胞移植是一种ONFH的综合治疗方法,对中晚期患者疗效确切。王冠[23]报道,将坏死的骨组织切除后,在坏死区植入自体髂骨碎块与骨髓间充质干细胞液混合物,与对照组仅植入自体髂骨碎块相比,前者疼痛及HHS改善更显著。康凯等[24]报道,对于早期ONFH患者,应用髓心减压联合BMSCs的方法,手术效果显著,但晚期患者效果不理想。

鉴于BMSCs治疗的巨大潜能,BMSCs移植治疗ONFH具有良好的发展前景。但是其研究还处于初级阶段,需要解决的问题很多:移植的BMSCs的数量及质量、干细胞修复ONFH的机制及过程、干细胞和生长因子及载体的关系等,都需要进一步研究与探索[25]。

2.2.3 细胞因子(CK)治疗 随着组织工程技术的发展,特别是在基因水平上的研究进展为治疗该病提出了许多新的思路与方法。ONFH的骨重建和修复是包括各种细胞在内的复杂过程,基础和临床研究发现,某些CK在治疗早期ONFH方面有肯定的疗效。CK能促进BMSCs向骨细胞、软骨细胞等方向分化[26]。

碱性成纤维细胞生长因子具有促血管生成,创伤愈合与组织修复,促进骨、软骨的生长,神经再生等作用[27]。血管内皮生长因子(VEGF)具有强大的促内皮增殖、促血管生成作用,其他促血管生成因子的促血管生成作用是全部或部分通过增强VEGF的表达及生成作用实现的。胰岛素样生长因子-Ⅰ可以调节成骨细胞功能,对成骨细胞的生长、增殖和骨基质形成具有重要作用。骨形态生成蛋白能够诱导间充质细胞分化为成骨细胞和成软骨细胞,诱导成骨方式以软骨内化骨为主,也以膜内化骨进行。重组人骨形态发生蛋白-2可以改善临床疗效及骨修复的质量[28]。重组人促红细胞生成素常被用来治疗慢性贫血,在ONFH中,它可以加强骨的再生作用[29]。各种生长因子在ONFH治疗中的作用目前还处于研究的初级阶段。

2.2.4 针刀治疗 依据针刀医学慢性软组织损伤病因病理学理论和病理构架的网眼理论,通过对髋关节周围软组织的关键病变点进行整体的松解,再加以针刀术后的手法彻底松解病变的病理构架,以达到治疗的目的[30]。有研究发现,针刀配合中药治疗ONFH临床疗效更佳。因为其是在非直视下进行的手术,故要求术者具有精准的局部解剖学基础知识[31]。应用针刀疗法,早期ONFH患者能够治愈,中晚期患者能减轻痛苦,降低致残等级和提高生活质量,而且花费也较少[32],在临床上具有良好的应用前景。

2.2.5 各类植骨术 ONFH的关键转折点是股骨头塌陷,骨坏死及骨吸收与骨重建之间的不平衡及股骨头松质骨的应力分布不均在股骨头塌陷中起重要作用。阻止股骨头塌陷的治疗应集中在股骨头的力学支持及骨重建的修饰上[33]。

目前应用的植骨术有:(1)带血管腓骨移植术;(2)带血管蒂髂骨移植术;(3)游离腓骨移植术;(4)带肌瓣骨移植;(5)病灶清除,打压植骨术;(6)病灶清除,记忆合金网置入;(7)病灶清除,打压植骨,多孔钽钉支撑术等。各类植骨术均有其缺陷,目前应用比较广泛的为多孔钽棒支撑术。相较于传统的单纯打压植骨术,结合多孔钽棒支撑术在SteinbergⅠ、Ⅱ期ONFH中有明显优势。研究发现,髓心减压+2 mm的复合骨植入物打压植骨+多孔钽棒支撑术结合的手术方式,在非激素性ONFH的患者,可以延长股骨头的使用寿命及推迟全髋关节置换时间[34]。

2.2.6 关节置换术 要界定ONFH患者关节置换术的适应证较困难,一般认为如ONFH已进展到严重塌陷(塌陷深度大于或等于4 mm),或头臼匹配度不良,疼痛较重且关节活动差(屈曲小于70°,内外旋受限,外展受限或内收挛缩等),即使患者较年轻(<40岁),也应考虑关节置换术。相反,关节功能仍较好,中度以下疼痛,坏死体积中等,即使年龄较大(≥55岁),也应行挽救自身关节治疗,延缓关节置换时间。

赖笑雨等[35]通过比较保留股骨颈人工髋关节全髋置换、无柄关节及表面置换(HRA)治疗ONFH,2年随访发现,HRA较保留股骨颈人工髋关节全髋置换、无柄关节在恢复患者髋关节功能、并发症发生及翻修率等方面有着明显的优势。何志勇等[36]报道,行髋关节表面置换术患者的理想条件是年轻、活跃、单独髋关节患病且具有良好的股骨近端骨量、形态和肾功能,其禁忌证是骨质疏松者,因其ONFH面积过大,髋臼磨损严重。其并发症是术后股骨颈骨折、假体松动、股骨头再次出现缺血性坏死及异位骨化等。HRA是金属对金属界面,耐磨损性高,关节活动度大,因此具有较长假体生存率和良好临床疗效[37],但其金属离子不良反应是影响HRA术后翻修的另一原因[38]。朱志勇等[39]报道,保留股骨颈的全髋置换,力学传导符合生理(力学传导集中在股骨颈的周围),保留偏斜距,保留股骨颈周围的血供营养,柄容易插入,初期稳定性有明显优势,大腿疼痛率低,干骺端固定,不侵犯髓腔,对于老年ONFH患者是一种安全有效的治疗方法,手术并发症少,近期效果良好。

回顾性的临床研究发现,干骺端全髋(Metha)短柄治疗ONFH的临床疗效及影像学结果均令人满意,术后6个月的HHS由43.9分升高到97.7分[40]。传统假体在固定原理上为充填式固定,而短柄髋依靠股骨颈截骨后的皮质环箍紧和干骺部后外侧皮质支撑的几何稳定,二者在原理上不同,其外形短小,保留了骨质与骨量,更适合年轻患者[41]。

3 展 望

ONFH病因纷杂,终末期患者均需髋关节置换,给家庭及社会带来巨大负担,故寻找一种行之有效的诊疗方案,在ONFH的早期就给予干预,阻止或延缓ONFH的进展,成为当前急需解决的难题。目前挽救髋关节的治疗方法众多,但大部分仍处于研究的初级阶段。随着组织工程及细胞生物学、基因工程、大数据平台等多学科的迅猛发展,多学科交叉治疗已成为当前医疗发展的趋势,精准医学的提出及发展在外科领域备受瞩目。用干细胞及组织工程等方法治疗ONFH将会有广阔的应用前景,以3D打印技术和基因组测序技术为支撑的精准医学具有精准化、个性化、定制化等优势[42],利用数字骨科医学在术前设计手术方案,择优模拟实施,预测术后效果,选择最佳方案实施,可最大限度避免医源性失误[43]。因ONFH病因较多,发病机制复杂,患者人群差异较大,故针对个体化的精准医疗是十分必要的。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2016.24.022

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△通讯作者,E-mail:lyw6743@sina.com。

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