不同浓度富血小板血浆治疗早中期膝骨关节炎的临床疗效研究

邬良平，杜中华，马小松，西立峰

（河南科技大学附属黄河三门峡医院，河南三门峡 472000）

膝关节骨性关节炎（knee osteoarthritis,KOA）是一种退行性关节疾病，病理变化主要表现为膝关节软骨退行性变及膝关节周围组织无菌性炎症［1］。该病多见于中老年人，随着社会人口老龄化的不断加剧，发病率呈逐年上升趋势。《膝骨关节炎阶梯治疗专家共识（2018 年版）》明确指出，KOA 早中期主要表现为膝关节疼痛；常于起立、下蹲或者上下楼梯时疼痛较为明显，活动轻度受限，关节间隙轻度狭窄，可见骨赘形成，可能出现轻度内翻或者外翻畸形。对于早中期患者，治疗方法较多，主要包括生活行为干预，运动疗法，内服外用非甾体等消炎止痛药物及修复性治疗等，但均不能获得理想的临床疗效［2］。近年来，生物修复性治疗KOA 逐渐成为研究的热点；其中，富含血小板血浆（platelet rich plasma,PRP）作为一种修复性治疗手段，已成为改善KOA 患者关节症状及功能的最有吸引力的治疗方案之一［3］。

PRP 是通过抽取自身静脉血，加入抗凝剂后高速离心，根据血液中各组成分沉降系数不同制备出来的富含血小板的浓缩物，其中含有多种高浓度的生长因子和炎性抑制因子，通过穿刺注射于膝关节腔病灶局部，可起到抑制炎症反应，促进软骨细胞修复，从而达到治疗KOA 的目的。

然而，虽然越来越多的报道显示PRP 治疗早中期KOA 中取得了较满意的临床疗效。相关动物实验报道显示，不同浓度血小板的PRP 所产生的临床效果也不相同，但是目前仍鲜有针对适宜血小板浓度PRP 治疗KOA 的报道。本研究通过观察在河南科技大学附属黄河三门峡医院骨科接受不同血小板浓度的PRP 治疗KOA 患者进行临床随机对照研究，目的是为临床上PRP 治疗KOA 提供理想的富血小板血浆浓度，以便为PRP 疗法的广泛应用及推广提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2017 年3 月至2019 年1 月在河南科技大学附属黄河三门峡医院骨科治疗并符合纳入标准的160 例KOA 患者做为研究对象。纳入标准：符合2018 年吴阶平医学基金会骨科学专家委员会依据中华医学会骨科分会关节外科学组制定的《骨关节炎诊疗指南（2018 年版）》［4］，且影像学分级符合Kellgren-Lawrenc 分级［5］中Ⅰ级～Ⅲ级；无明显关节红肿及感染征象；X 线检查无游离体形成及严重关节内外翻畸形，关节活动度可。排除标准：创伤性、风湿、类风湿及化脓性关节炎，合并交叉韧带及侧副韧带损伤；精神疾病及未获得随访者。将纳入患者按随机数字表法先随机分为甲、乙、丙、丁四组，每组40 例。所有患者均随访半年，其中甲组有3 例患者未能获得随访，丙组有2 例患者未能获得随访，余患者均全部获得随访。各组患者在性别、年龄、病程、Kellgren-Lawrence分级等方面比较差异无统计学意义（P>0.05），见表1。所有患者均签署知情同意书，本研究经黄河三门峡医院伦理委员会批准实施。

1.2 自体富血小板血浆制备方法

用一次性采血针及采血管，经患者肘前静脉取全血45 mL，用枸橼酸钠5 mL 抗凝。采用二次离心法：第1 次以2 200 r/min 离心10 min，吸管吸取全部上清液至交界面下3 mm；平衡后再次离心，以2 700 r/min 离心10 min，吸取约3/4 上清液弃掉，剩余摇匀，即为PRP，共5 mL。取1 mL PRP 急查血小板计数，根据各组浓度将所获得的富血小板血浆生理盐水稀释至目标范围，然后留取4 mL 加入10%氯化钙0.4 mL 激活富血小板血浆中的血小板，上述操作均由同一组医师完成。稀释PRP 需加入0.9%氯化钠注射液，计算方法为：（PRP 血小板浓度×2 mL）/（2 mL＋0.9%氯化钠体积）＝所需PRP 浓度范围中间值。

表1 四组患者一般资料比较

1.3 治疗方法

1.3.1 各组PRP 中血小板浓度范围 甲组：富血小板血浆中血小板浓度为（500～800）×109/L，乙组：富血小板血浆中血小板浓度为（800～1 100）×109/L，丙组：富血小板血浆中血小板浓度（1 100～1 400）×109/L，丁组富血小板血浆中血小板浓度（1 400～1 700）×109/L。

1.3.2 PRP 注射治疗方法 患者取仰卧位，轻度屈膝。局部消毒，根据患者膝关节髌周压痛点的不同决定选用内外侧间隙或者髌旁为进针点，用一次性注射器经皮穿刺人关节腔。如关节腔内有较多积液时，可先抽出部分积液，将制备好的4 mL PRP 注射入膝关节病变部位，无菌纱布包扎针眼，然后被动屈伸活动膝关节15 次，术后如果出现肿胀疼痛明显，可予冷疗及口服非甾体抗炎药物等处理。每7 d 为1 个疗程，共治疗3 个疗程。

1.4 观察指标

1.4.1 疼痛程度 采用视觉模拟评分法（visual analogue scale,VAS）［6］，在PRP 注射后1、3、6 个月时进行评价，分数越低，疼痛越轻。

1.4.2 膝关节功能评价 采用安大略西部和麦克马斯特大学骨关节炎指数（Western Ontario and McMaster University osteoarthritis index,WOMAC）评分系统［7］膝关节功能进行评价，分数越高，膝关节功能越差。

1.4.3 不良反应 包括关节疼痛、肿胀、活动受限等。

1.4.4 临床疗效评价 根据中华医学会风湿病学分会制订的骨关节炎诊治指南分为显效、有效和无效，具体参照文献［8］进行，比较总有效率。

1.5 统计学方法

采用SPSS 17.0 统计软件包进行分析，计量资料以均数±标准差（）表示，比较采用方差分析；计数资料以百分率（%）表示，计数资料组间比较采用χ2检验。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 四组患者治疗前后膝关节VAS 评分比较

各组治疗前VAS 评分比较差异无统计学意义（P>0.05）；甲组、乙组、丙组治疗后3 d、3 个月、6 个月以及丁组治疗后3 个月和6 个月VAS 评分分别与治疗前比较明显下降，差异均有统计学意义（P<0.05）；丙组治疗后各时间点VAS 评分均低于其它各组（P<0.05），乙组治疗后各时间点VAS评分均低于甲组和丁组（P<0.05），丁组治疗6 个月后VAS 评分均低于甲组，差异均有统计学意义（P<0.05），见表2。

2.2 四组患者治疗前后膝关节WOMAC 评分比较

各组治疗前膝关节WOMAC 评分比较差异无统计学意义（P>0.05）；治疗后甲组、乙组、丙组治疗后3 d、3 个月、6 个月以及丁组治疗后3 个月和6 个月WOMAC 评分分别与治疗前比较明显下降，差异均有统计学意义（P<0.05）；丙组治疗后各时间点膝关节WOMAC 评分均低于其它各组（P<0.05），乙组治疗后3d WOMAC 评分低于甲组和丁组（P<0.05），治疗后3 个月、6 个月甲组、乙组、丁组WOMAC 评分分别比较，差异均无统计学意义（P>0.05），见表3。

表2 四组患者治疗前后膝关节VAS 评分比较 （,分）

表2 四组患者治疗前后膝关节VAS 评分比较 （,分）

注：t1值和P1值为治疗后3 d 与治疗前比较；t2值和P2值为治疗后3 个月与治疗前比较；t3值和P3值为治疗后6 个月与治疗前比较。

表3 四组患者治疗前后膝关节WOMAC 评分比较 （,分）

表3 四组患者治疗前后膝关节WOMAC 评分比较 （,分）

注：t1值和P1值为治疗后3 d 与治疗前比较；t2值和P2值为治疗后3 个月与治疗前比较；t3值和P3值为治疗后6 个月与治疗前比较。

2.3 四组患者临床疗效比较

6 个月后观察疗效，丙组总有效率最高，乙组次之，丁组再次之，甲组最低，组间比较差异有统计学意义（χ2=12.38,P=0.005）。见表4。

表4 四组患者临床疗效比较 ［n(%)］

2.4 四组不良反应比较

各组均未出现关节腔感染等不良反应，主要不良反应集中在肿痛方面，通过冷疗，休息后胀痛均明显减轻。其中甲组2 例（5.4%），乙组3 例（7.5%），丙组2 例（5.3%），丁组5 例（12.5%），丁组肿痛不良反应明显高于其他三组，差异有统计学意义（P<0.05）；甲、乙、丙组不良肿痛发生率比较差异无统计学意义（P>0.05）。

3 讨论

KOA 是骨科常见的慢性骨关节疾病之一，以中老年人居多，并且随着年龄的增长其发生率也随之上升，目前尚无一种有效方法可以使病程逆转和终止发展。相关数据显示，在75 岁以上的人群中其发病率高达80%，其危害程度仅次于缺血性心脏病，是导致中老年患者生活质量下降，甚至在心理上遭受极大痛苦和折磨甚至残疾的重要原因之一［9］。

年龄、关节损伤、肥胖以及关节内部结构异常是KOA 发病的重要诱因，各种诱因共同或者相互影响，使得其病理过程呈现长期、慢性且渐进的特点。关节软骨退变和损伤是早期KOA 最基本的病理改变，如果不进行干预，进而继发骨质增生及关节间隙变窄，导致重度膝关节骨关节炎的发生［10］。因此，在治疗KOA 的过程中，如何保护及修复软骨就显得尤为重要。临床上常用的氨基葡萄糖等软骨保护剂往往达不到理想的疗效。

2008 年SÁNCHEZ 等［11］首次报道了关节腔内注射PRP 治疗膝骨关节炎，发现它能促进关节软骨的修复以及关节炎症的减轻，短期内能明显改善膝关节功能，缓解疼痛。随后越来越多的动物及临床研究表明，PRP 内含有多种生长因子和炎性抑制因子，能够促进软骨细胞损伤的修复和再生，以便达到控制炎症的目的，并且有效性的维持时间较传统治疗方法更长，是治疗早期KOA 的一种新方法。

随着使用PRP 治疗早期KOA 实践的不断深入，在肯定其疗效的同时，笔者发现PRP 中不同血小板（platelet,PLT）浓度所产生的临床疗效并不相同。然而截止目前，尚未形成PRP 治疗KOA最佳血小板浓度的广泛共识。理论上，PRP 中血小板浓度越高，获得的生长因子浓度也越高，对关节软骨的修复再作用就越强。但越来越多的临床报道显示，PRP 中血小板浓度增高达到一定区间，反而会减弱临床疗效，并且副作用也越多。杜刚等［12］发现兔软骨缺损修复的程度和使用的PRP 浓度呈一定的线性关系。DUCY 等［13］认为PRP 对人肌腱细胞培养中刺激其增殖、迁移及胶原合成的最适宜的PLT 浓度为（500～1 000）×109/L，大于2 000×109/L 时该增殖能力明显减弱。GIUSTI 等［14］则认为，PLT 为1 500×109/L 时促进血管内皮细胞增殖的效果最佳，小于1 500×109/L时，随着PLT 增高其促细生殖的作用逐渐增强，大于1 500×109/L 时，随着PLT 增高，促细胞增殖的效果反而减弱，提示PLT 过高反而会抑制细胞增殖。许育兵等［15］研究发现，PRP 中的PLT 为（1 000～1 500）×109/L 时，对小鼠软骨细胞的促增殖能力最强。王一帆等［16］研究认为PRP 治疗KOA 的最适宜PLT 浓度可能为（1 500～1 800）×109/L，以上研究提示PRP 治疗早期KOA 存在达到最佳疗效的适宜PLT 浓度区间。

本研究结果显示，甲组、乙组、丙组治疗后3 d、3 个月、6 个月以及丁组治疗后3 个月和6 个月VAS 评分分别与治疗前比较明显下降，差异均有统计学意义。结果提示，经PRP 治疗后，在不同时间点患者膝关节疼痛均得到不同程度改善，PRP 治疗早中期膝骨关节炎的临床疗效是肯定的。并且本研究还显示丙组治疗后各时间点VAS 评分均低于其它各组，丙组治疗后各时间点膝关节WOMAC 评分均低于其它各组；6 个月随访时临床总有效率高达92.1%，均高于其它各组，差异均有统计学意义，结果提示在经PRP 治疗后，PRP 中的PLT 浓度为（1 100～1 400）×109/L 时，对KOA的疼痛和膝关节功能改善作用最好。此外，本研究还显示，乙组治疗后各时间点VAS 评分均低于甲组和丁组，丁组治疗6 个月后VAS 评分均低于甲组，差异均有统计学意义；乙组治疗后3 d WOMAC 评分低于甲组和丁组，差异有统计学意义；而治疗后3 个月、6 个月甲组、乙组、丁组WOMAC 评分分别比较，差异均无统计学意义；另外从临床总有效率来看，乙组仅丙组，丁组再次之，甲组最低，结果说明，PRP 中血小板浓度越低，临床疗效越差；出现这种结果的原因可能是有学者认为PRP 中不但含有促进软骨修复的因子，如血小板衍化生长因子，而且还存在对软骨细胞再生及炎症修复呈负面影响的因子［17］，如转化生长因子-β；另外，在KOA 的发生发展中，IL-1β、PGE2 和TNF-α 等多种炎症因子介导的关节周围软组织重塑和引起膝关节疼痛也扮演着重要角色［18］，而PRP 的作用机制之一就是减少了上述炎性因子，从而发挥了抗炎作用。但是需要指出的是，PRP中的PLT 浓度过高，可能含有更高浓度的白细胞，当大量的白细胞进入关节腔后必然释放更多的IL-1、IL-6、PGE2 及TNF-α 等刺激关节滑膜上的痛觉感受器，可引起疼痛加重［19］。从本研究中也可看出，丁组中治疗后3 d VSA 疼痛评分较治疗前升高，膝关节WOMAC 评分并未改善，丁组的总有效率仅仅为65.0%，显著低于丙组和乙组。结果说明，PRP 中PLT 浓度过高可能导致新的软骨损伤，从而对抗了生长因子对软骨的修复作用，从而影响了临床疗效。

另外，从不良反应来看，丁组肿痛不良反应明显高于其他三组。结果提示，不同血小板浓度的富血小板血浆对KOA 患者的疗效在一定程度上呈浓度依赖性，过高或者过低血小板浓度的PRP对KOA 患者均达不到最佳治疗效果，并且血小板浓度较高的的富血小板血浆还会产生较高的不良反应。通过分析研究认为，PRP 中的最适宜的PLT 使用浓度为（1 100～1 400）×109/L。但是，本研究研究样本偏少、单一，观察随访时间较短，加之细胞因子或者炎性因子对不同浓度血小板血浆所产生何种程度干扰等问题还有待长期观察和进行更深入研究。