魯 銳， 游洪波

華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬同濟醫(yī)院骨科，武漢 430030

正常關節(jié)軟骨主要由軟骨細胞和細胞基質(zhì)構(gòu)成，是人體重要的承重結(jié)構(gòu)，它光滑有彈性，能夠最大限度地吸收、緩沖應力。由于無絲分裂的生長方式和缺乏直接的血液、淋巴液、神經(jīng)等營養(yǎng)供應，所以關節(jié)軟骨一旦受損，其營養(yǎng)物質(zhì)缺乏、再生能力有限、力的吸收作用減弱，關節(jié)損傷、退變等會進行性加重，這是關節(jié)炎治療的瓶頸。軟骨損傷會造成巨大的社會經(jīng)濟負擔，嚴重影響人們的日常生活，常常需要進行醫(yī)學上的干預。目前臨床上修復關節(jié)軟骨的措施主要有微骨折術、軟骨下骨板鉆孔術、自體軟骨細胞移植術、自體骨軟骨移植、異體骨軟骨移植等，這些方法臨床效果報道不一，本文就骨軟骨移植技術（自體和異體）在臨床上治療軟骨缺損的應用及療效作一綜述。

1 骨軟骨移植的研究背景

目前研究認為，軟骨損傷后其自身修復方式有2種，即損傷未累及軟骨下骨時的軟骨內(nèi)生長修復及損傷全層時的軟骨膜下或軟骨下骨的細胞生長修復，在修復過程中，正常軟骨組織、骨髓的間充質(zhì)干細胞、滑膜源性的間充質(zhì)細胞或許發(fā)揮著重要作用。

按損傷程度，關節(jié)軟骨損傷可以分為部分厚度的軟骨缺損（損傷未達到軟骨鈣化層）和全層厚度的軟骨缺損（損傷下至軟骨鈣化層、破壞了軟骨下骨皮質(zhì)）。按損傷程度的不同，機體通過不同細胞的內(nèi)流或分化機制來完成缺損區(qū)軟骨的修復，但這些修復的作用有限。據(jù)Shapiro等［1］報道小于3mm的缺損可以被透明軟骨修復，大于4mm的軟骨缺損是不能自行修復的或修復是不完善的。

當前軟骨損傷修復的研究主要集中在組織移植和細胞移植兩個方面。組織移植方法有自體或異體骨軟骨移植、骨膜移植、軟骨膜移植。細胞移植主要是利用自體或異體骨髓干細胞、胚胎軟骨細胞、軟骨膜細胞、轉(zhuǎn)基因細胞等在體外進行人工構(gòu)建軟骨。細胞移植方法還處于研究階段，臨床上主要采用的是組織移植方法來治療軟骨缺損。治療軟骨缺損的方法主要有微骨折術、軟骨下骨板鉆孔術、關節(jié)磨削成形術、自體軟骨細胞移植術、骨膜軟骨膜移植術、自體或異體骨軟骨移植術，其治療方法不一，研究者對它們的療效評價也不一致［2］。

其中，骨軟骨移植是將供體區(qū)（自體或異體）骨軟骨植入到受區(qū)（軟骨缺損處）以達到修復目的，從而恢復軟骨的生物化學和機械特點。目前臨床上骨軟骨移植選擇的供區(qū)為關節(jié)的非負重區(qū)，多為股骨髁的內(nèi)外側(cè)面，每側(cè)可提供3～4cm2的軟骨，所取的骨軟骨柱包括軟骨和軟骨下松質(zhì)骨，并且要求二者緊密結(jié)合、沒有分離，目的是使供體和受區(qū)的軟骨下松質(zhì)骨盡快融合，為移植的軟骨提供必要的血供，另外軟骨柱的長度取決于受損區(qū)損傷的深度，一般為1～2cm。也有報道［3］認為上脛腓關節(jié)可提供大于6cm2的軟骨，這為更大面積的軟骨缺損提供了供體來源。受區(qū)即軟骨缺損處，研究表明［4］缺損區(qū)過大或過小的植入孔徑都易導致手術的失敗，過大的軟骨柱（直徑＞6mm）易破壞軟骨下松質(zhì)骨，引起供區(qū)不愈合導致骨性關節(jié)炎，過小的孔徑會增加軟骨柱的獲取難度，如軟骨柱容易斷裂，同樣導致移植的失敗。所以，對較大的軟骨缺損區(qū)，不主張采用單個軟骨柱植入，而是建議多個合適大小的骨軟骨柱進行并排植入，此時供區(qū)取材時骨軟骨之間應間隔1～2mm。在歐洲，骨軟骨移植技術得到了廣泛的開展，Hangody等［5－6］的研究證實了骨軟骨移植與其他治療方法相比有其優(yōu)越性。近年來，骨軟骨移植技術在國內(nèi)也逐漸開展起來。

2 自體骨軟骨移植技術的臨床應用

自體骨軟骨移植是目前治療軟骨缺損使用較多的一種方法，Mithoefer等［7］研究發(fā)現(xiàn)自體骨軟骨移植修復軟骨缺損效果肯定，其骨軟骨柱來源是患者本身的非負重區(qū)或非重要關節(jié)的骨或軟骨，多選自股骨髁的內(nèi)外側(cè)面，也有報道選擇髕骨及上脛腓骨區(qū)的。

Ho等［8］從2006年12月至2010年12月收集資料，對4名創(chuàng)傷后橈骨遠端關節(jié)軟骨缺損患者進行了自體骨軟骨移植，供體是在膝關節(jié)鏡下取自股骨外側(cè)髁，患者平均年齡31歲，術后隨訪24～68個月，平均48.5個月，通過術前、術后的橈腕關節(jié)的運動、握力、手腕功能性得分、疼痛評分、工作狀態(tài)、術后腕關節(jié)影像學及二次關節(jié)鏡檢查等來評價治療效果。根據(jù)患者的末次隨訪結(jié)果，所有患者癥狀明顯改善，疼痛均消失，手腕功能得分從術前27.5分提升至術后39分（總分40分），握力從62.6%提高到98.2%，活動度從115.5°提高到131.3°。術后影像學顯示關節(jié)間隙正常，患者滿意度高，無并發(fā)癥。并由此得出：自體骨軟骨移植技術是治療橈骨遠端軟骨缺損有效可行的方法。

Cetinkaya等［9］首次報道了在髖關節(jié)鏡下對2例股骨頭軟骨缺損進行了逆行自體骨軟骨移植，供體取自股骨內(nèi)側(cè)髁，并進行了短期的療效觀察?；颊吣挲g分別是37歲、42歲，術前髖關節(jié)疼痛明顯，髖關節(jié)X線片及MRI顯示股骨頭負重區(qū)局部軟骨缺損。術中透視下導向器定位經(jīng)大轉(zhuǎn)子股骨頸鉆孔定位至軟骨缺損區(qū)，修整缺損骨和軟骨邊緣，并沿骨隧道將供體骨軟骨柱逆行植入股骨頭軟骨缺損合適位置。術后2個月患者疼痛不適癥狀均消失，術后1年髖關節(jié)Harris評分分別由術前的56.6分、58.6分提升至87.6分、90分，術后影像學隨訪示移植骨軟骨處愈合可。作者認為該項技術治療股骨頭軟骨缺損短期效果顯著，但由于病例稀缺及缺乏長期的隨訪觀察，無法統(tǒng)計分析此種手術方式對關節(jié)退變的影響，所以其長期療效還有待進一步觀察。

Wajsfisz等［10］也報道了在關節(jié)鏡下運用逆行自體骨軟骨移植治療4例脛骨平臺軟骨缺損。4例患者3男1女，平均年齡31.2歲，均因運動受傷，3例外側(cè)脛骨平臺軟骨缺損，1例內(nèi)側(cè)缺損。術后平均隨訪53.5個月（37～66個月），術后患者效果均滿意，回歸正常工作和生活，末次隨訪膝關節(jié)IKDS評分由術前的37～66分（平均53.5分）升至術后的93.1～93.7分（平均95.4分），KOOS評分也較術前顯著提高，術后影像學檢查顯示移植物與受區(qū)結(jié)合良好，軟骨面平整，達到預期目的。并認為關節(jié)鏡下逆行自體骨軟骨移植治療脛骨平臺軟骨缺損療效顯著，移植物結(jié)合性好，失敗率低，創(chuàng)傷小，值得臨床推廣應用。Filardo等［11］對31例膝關節(jié)軟骨缺損的年輕、活動量大的患者［18男13女，年齡（32±10）歲，BMI（24±3）kg／m2］進行了自體骨軟骨移植，隨訪2年期間其各項膝關節(jié)功能評分顯著改善，但存在部分患者術后出現(xiàn)骨軟骨柱供體區(qū)疼痛等不適，影響了總體的療效，但作者認為對較小的軟骨缺損，該技術仍是一種不錯的選擇方案。

髕骨是人體最大的籽骨，其軟骨也經(jīng)常受到損傷，臨床上對于髕骨全層軟骨損傷的治療缺乏報道。近期，Astur等［12］的研究發(fā)現(xiàn)自體骨軟骨移植可用于治療直徑＜2.5cm的髕骨全層軟骨損傷，并且療效顯著，可應用于臨床。他們對33例髕骨全層軟骨損傷進行了自體骨軟骨移植并作了2年的隨訪研究，發(fā)現(xiàn)末次隨訪時所有患者的關節(jié)功能均得到顯著提升，生活質(zhì)量評分（Short Form-36life quality score）顯著提高，膝關節(jié)Lysholm評分由術前的57.27分提高到80.76分，Kujala評分由術前的54.76分提高到75.18分，F(xiàn)ulkerson評分由術前的54.24分提高到術后的80.42分，術后2年MRI顯示植入的骨軟骨成功長入髕骨，髕骨軟骨面平整。

Ollat等［13］對軟骨損傷患者進行了自體鑲嵌式骨軟骨移植（馬賽克技術），其中79例軟骨骨折，61例剝脫性骨軟骨炎，患者平均年齡31歲，平均缺損面積2.29cm2，術后平均35周能進行體育活動，81.8%患者對術后效果表示滿意或非常滿意。作者認為馬賽克技術在短中期療效可靠，能快速恢復軟骨表面，相比關節(jié)置換更經(jīng)濟，但受限于供區(qū)的軟骨來源及其恢復，比如缺損過大影響供區(qū)軟骨的恢復，認為“男性、股骨內(nèi)側(cè)髁、剝脫性骨軟骨炎、深小的軟骨缺損及早期手術”是術后預后良好的因素，且股骨內(nèi)側(cè)髁深且小的軟骨缺損是其最好的適應證。

Espregueira-Mendes等［14］用來源于上脛腓聯(lián)合的自體骨軟骨治療31例（22男9女）膝關節(jié)軟骨病變，平均隨訪110.1個月，病變的平均面積為3.3 cm2；軟骨缺損部位：股骨內(nèi)側(cè)髁22個，股骨外側(cè)髁7個，滑車處1個，髕骨處1個。應用VAS疼痛量表和Lysholm評分進行臨床評估，隨訪顯示，平均VAS評分從47.1降至20.0，Lysholm 評分從45.7升至85.3分，28例患者表示滿意／非常滿意，術后18～24個月膝關節(jié)MRI顯示較術前明顯改善，認為從上脛腓骨處聯(lián)合獲取自體骨軟骨的馬賽克移植技術是治療膝關節(jié)軟骨缺損的有效方法，且供區(qū)沒有出現(xiàn)相關的并發(fā)癥。

對于距骨軟骨病變，自體骨軟骨移植技術多用于軟骨缺損面積大于100～150mm2或囊性骨軟骨病變等。Mike等［15］報道，在治療距骨較大面積軟骨缺損（＞150mm2）時，相比骨髓刺激技術，自體骨軟骨移植技術更具有優(yōu)勢，應作為首選治療方法。另外，Haleem等［16］認為采用微骨折治療較大面積的距骨軟骨缺損臨床效果欠佳，并對更大面積距骨軟骨缺損能否采用雙個骨軟骨柱移植進行了研究。對14例更大面積軟骨缺損［平均缺損面積（208±54）mm2］采用雙個骨軟骨柱移植，對28例較小面積缺損的患者［平均缺損面積（74±26）mm2］進行了單個骨軟骨柱移植，2組病例均全部進行了至少5年（65～118個月）的隨訪，采用FAOS評分及SF-12評分來評估患者術前術后情況。與術前相比，2組病例的不適癥狀均明顯改善，在術后的功能評分上二者之間沒有明顯的差異性，認為雙骨軟骨柱移植治療大面積軟骨缺損與單個骨軟骨柱移植治療較小面積的療效相當，這為采用自體骨軟骨移植治療更大面積距骨軟骨缺損提供了臨床依據(jù)。

3 同種異體骨軟骨移植技術的臨床應用

自體骨軟骨移植技術應用較廣泛，但由于在供區(qū)取材時要求高、對供區(qū)造成損傷且移植物來源有限，故不適合大面積或廣泛的軟骨病損。而異體骨軟骨易獲取，可避免供區(qū)的軟骨損傷，取材時選擇的空間更大，能根據(jù)需要制成大小、形狀與缺損區(qū)一致的骨軟骨移植物，有利于受區(qū)的有效愈合，因而國內(nèi)外學者將目光轉(zhuǎn)向了異體骨軟骨移植。對于選用同種異體骨軟骨還是生物型異種骨軟骨移植材料進行軟骨缺損區(qū)的修復，研究認為同種異體骨軟骨移植修復效果更佳。目前開展的同種異體骨軟骨移植有新鮮同種異體骨軟骨移植和冷凍同種異體骨軟骨移植，其主要應用在膝關節(jié)軟骨缺損上。

Raz等［17］對63例股骨遠端軟骨缺損（創(chuàng)傷后軟骨缺損者占76%、剝脫性骨軟骨炎占24%）進行了新鮮同種異體骨軟骨移植，并進行22年的隨訪研究。其病例選取標準為：股骨遠端軟骨缺損直徑小于3cm、深度小于1cm，年齡小于50歲，且不伴膝關節(jié)股骨髁退變及多個關節(jié)面的損傷。所取用的新鮮同種異體骨軟骨材料為捐贈的膝關節(jié)，均需經(jīng)過至少72h的細菌和病毒檢測，并保存于溶有1g頭孢唑林和5萬U桿菌肽的格林溶液中，保存溫度為4℃。63例患者中有5例因變更居住地而失訪，其他58例新鮮同種異體骨軟骨移植患者年齡在11～49歲之間（平均28歲），隨訪時間15～32年（平均隨訪21.8年）。隨訪期間的58例患者中，13例需進一步手術，3例移植物被去除，9例隨訪期間行全膝關節(jié)置換術，1例經(jīng)過多次清創(chuàng)術后行膝上截肢，3例死于與該研究無關的疾病。對移植物的生存分析發(fā)現(xiàn)，10年、15年、20年、25年移植物的生存率分別是91%、84%、69%和59%，帶移植物生存的患者術后功能良好，術后15年膝關節(jié)HSS評分平均為86分，并認為如若病例數(shù)更大，該評分將會更高。由此隨訪研究，他們認為新鮮同種異體骨軟骨移植技術為年輕的大面積股骨遠端軟骨缺損的患者提供了一個長期的解決方案。

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，股骨內(nèi)側(cè)髁的軟骨損傷發(fā)生率明顯高于股骨外側(cè)髁，在對股骨內(nèi)側(cè)髁軟骨損傷進行同種異體骨軟骨移植時，由于解剖形態(tài)的不同，在其供體是選擇捐贈者的股骨內(nèi)側(cè)髁還是外側(cè)髁的問題上，學術界存在爭議。Mologne等［18］對此作了研究，對股骨內(nèi)側(cè)髁軟骨缺損的患者進行了選擇同種異體股骨內(nèi)側(cè)髁或股骨外側(cè)髁作為移植物的對照研究，并使用Micro-CT和3D技術來觀測移植物，發(fā)現(xiàn)選擇股骨內(nèi)側(cè)髁或外側(cè)髁在治療股骨內(nèi)側(cè)髁軟骨缺損的療效沒有統(tǒng)計學差異，并認為對股骨內(nèi)側(cè)髁軟骨缺損進行同種異體骨軟骨移植時可以選擇供體的股骨外側(cè)髁作為移植物來源。

雖然新鮮的同種異體骨軟骨移植在臨床上的短中期效果較好，但遠期存在排斥反應、移植物塌陷萎縮、傳播疾病等并發(fā)癥。而冷凍同種異體骨軟骨移植物因排斥反應弱、不易傳播疾病及可擇期手術等優(yōu)點引起國內(nèi)外學者的關注，并發(fā)現(xiàn)在移植同時局部應用生長因子有助于軟骨細胞分裂合成軟骨基質(zhì)和蛋白多糖，提高修復率。但生長因子易被稀釋，難以在局部達到有效的刺激濃度，如何維持生長因子局部有效的刺激濃度是需解決的問題，其臨床應用與否還需進一步研究。

4 展望

骨軟骨移植是一門新技術，相比以往的軟骨治療方法，其臨床療效更佳，為廣大醫(yī)務工作者所接受，自體與異體骨軟骨移植各具優(yōu)缺點。自體骨軟骨移植技術一期完成，手術成本低，無免疫反應及傳播疾病等風險，但存在手術難度大、技術要求高、供體來源有限、受區(qū)與骨軟骨移植物之間存在界限或出現(xiàn)由纖維軟骨組織構(gòu)建的裂隙以及供區(qū)的醫(yī)源性損傷等問題，影響患者的預后；而同種異體骨軟骨移植雖然存在排斥反應、傳播疾病、費用較高等問題，但因能提供完整的軟骨基質(zhì)，不受缺損面積的限制，創(chuàng)傷小，技術要求低，且長期隨訪已證實其是一種有效的治療軟骨缺損的方法，相信隨著異體骨軟骨保存方法的改進、排斥反應及傳播疾病等風險的降低，同種異體骨軟骨移植技術將會有更大的應用空間。筆者認為，鑒于膝關節(jié)軟骨缺損的年輕患者呈逐年增長趨勢，考慮到膝關節(jié)置換假體的使用壽命，為推遲膝關節(jié)置換時間，降低醫(yī)療費用，骨軟骨移植技術不失為一種很好的選擇方案。當前軟骨缺損修復的研究熱點是利用組織工程方法獲得穩(wěn)定的自體軟骨細胞，并與生物膠、凝血酶及磷酸鈣支架結(jié)合制成骨軟骨柱，實驗證明其力學性能與人體骨軟骨柱基本一致，該技術創(chuàng)傷小、副作用少且方便使用，或許會成為未來治療軟骨缺損的發(fā)展方向［19－20］。

［1］ Shapiro F，Kiod S，Gincher G.Cell origin and differentiation in the repair of full thickness defect of articular cartilage［J］.J Bone Joint Surg Am，1996，74（4）：532-533.

［2］ Gomoll A H，Madry H，Knutsen G，et al.The subchondral bone in articular cartilage repair：current problems in the surgical management［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2010，18（4）：434-447.

［3］ Jerosch J，F(xiàn)iller T，Peuker E.Is there an option for harvesting autologous osteochondral gratis without damaging weightbearing areas in the knee joint［J］.Knee Surg Sports Tmumatol Arthrosc，2000，8（4）：237-240.

［4］ Miniaci A，Tytherleigh-Strong G.Fixation of unstable osteochondritis dissecans lesions of the knee using arthroscopic autogenous osteochondral grafting（mosaicplasty）［J］.Arthroscopy，2007，23（8）：845-851.

［5］ Hangody L，Kish G，Karpati Z，et al.Mosaicplasty for the treatment of articular cartilage defects：application in clinical practice［J］.Orthopedics，1998，21（7）：751-756.

［6］ Jackson D W，Talor P A，Aberman H M，et al.Spontaneous repair of full-thickness defects of articular cartilage in a goat model：A Preliminary study［J］.J Bone Joint Surg Am，2001，83（1）：53-64.

［7］ Mithoefer K，McAdams T R，Scopp J M，et al.Emerging options for treatment of articular cartilage injury in the athlete［J］.Clin Sports Med，2009，28（1）：25-40.

［8］ Ho P C，Tse W I，Wong C W，et al.Arthroscopic osteochondral grafting for radiocarpal joint defects［J］.J Wrist Surg，2013，2（3）：212-219.

［9］ Cetinkaya S，Toker B，Taser O.Arthroscopic retrograde osteochondral autologous transplantation to chondral lesion in femoral head［J］.Orthopedics，2014，37（6）：e600-e604.

［10］ Wajsfisz A，Makridis K G，Djian P.Arthroscopic retrograde osteochondral autograft transplantation for cartilage lesions of the tibial plateau：aprospective study［J］.Am J Sports Med，2013，41（2）：411-415.

［11］ Filardo G，Kon E，Perdisa F，et al.Autologous osteochondral transplantation for the treatment of knee lesions：results and limitations at two years’follow-up［J］.Int Orthop，2014，38（9）：1905-1912.

［12］ Astur D C，Arliani G G，Binz M，et al.Autologous osteochondral transplantation for treating patellar chondral injuries：evaluation，treatment，and outcomes of a two-year follow-up study［J］.J Bone Joint Surg Am，2014，96（10）：816-823.

［13］ Ollat D，Lebel B，Thaunat M，et al.Mosaic osteochondral transplantations in the knee joint，midterm results of the SFA multicenter study［J］.Orthop Traumatol Surg Res，2011，97（8）：S160-S166.

［14］ Espregueira-Mendes J，Pereira H，Sevivas N，et al.Osteochondral transplantation using autografts from the upper tibio-fibular joint for the treatment of knee cartilage lesions［J］.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc，2012，20（6）：1136-1142.

［15］ Mike H B，Wolfgang S，Tanja K，et al.Cartilage repair techniques of the talus：An update［J］.World J Orthop，2014，5（3）：171-179.

［16］ Haleem A M，Ross K A，Smyth N A，et al.Double-plug autologous osteochondral transplantation shows equal functional outcomes compared with single-plug procedures in lesions of the talar dome：a minimum 5-year clinical follow-up［J］.Am J Sports Med，2014，42（8）：1888-1895.

［17］ Raz G，Safir O A，Backstein D J，et al.Distal femoral fresh osteochondral allografts：follow-up at a mean of twenty-two years［J］.J Bone Joint Surg，2014，96（13）：1101-1107.

［18］ Mologne T S，Cory E，Hansen B C，et al.Osteochondral allograft transplant to the medial femoral condyle using a medial or lateral femoral condyle allograft：is there a difference in graft sources？［J］.Am J Sports Med，2014，42（9）：2205-2213.

［19］ 李佳楠，鐘小忠，魯金輝.脫鈣人牙基質(zhì)復合膠原材料修復兔股骨缺損［J］.華中科技大學學報：醫(yī)學版，2013，42（6）：665-668，675.

［20］ 殷麗華，韓雨芝，余紅豆，等.納米羥基磷灰石復合支架材料生物性能的研究進展［J］.華中科技大學學報：醫(yī)學版，2013，42（6）：729-732.