体外冲击波疗法联合自体骨髓干细胞移植治疗股骨头坏死

骨坏死是临床上有着较高发病率的呈进展性发展的疾病，它首先影响负重关节，并以因血供不足而引起的骨细胞的死亡为特征。髋关节是最常见的负重关节，股骨头坏死(osteonecrosisofthefemoralhead，ONFH)患者的股骨头的塌陷是脆弱的松质骨在承受体重的机械力作用的结果，活动障碍与疼痛导致运动能力降低甚至完全丧失有密切关系。

体外冲击波疗法(extracorporealshockwavetherapy，ESWT)是一种全新的无创治疗技术，ESWT具有非侵入性、并发症少等优点，疗效肯定，治疗风险低且费用相对低廉，国际骨肌系统冲击波疗法联合会(InternationalSocietyforMedicalShockwaveTreatment，ISMST)于年3月正式将ONFH纳入其适应证。自体骨髓干细胞移植用于治疗ONFH国内外已有很多报道，且疗效较为肯定。而ESWT与自体骨髓干细胞移植结合用于治疗ONFH时，是彼此促进作用或是抑制作用尚未见报道。本组采用回顾性队列研究的方法，医院骨科就诊的ONFH患者例(髋)，进行统计学处理，分析ESWT联合自体骨髓干细胞移植治疗ONFH的效果，现报道如下。

资料与方法

一、一般资料

收集年1月至年6医院收治的ONFH患者例(髋)，男80例，女60例;年龄20～50岁，平均35岁;60例单侧，60例双侧。纳入标准:参照骨循环协会ARCO分期，选取Ⅰ期、Ⅱ期以及ⅢA期之前的ONFH患者。排除标准:严重心脑血管疾病;出血性疾病、凝血功能障碍患者;骨质未成熟者;血栓形成患者;使用抗免疫药剂者;各类肿瘤患者;孕妇;精神疾病病史。

二、干预方法

根据收集的资料，髋分为:空白对照组(22髋)，单纯ESWT组(45髋)，单纯干细胞移植组(34髋)，ESWT+干细胞移植组(79髋)。

1．空白对照组:为门诊就诊的ONFH患者，但拒绝任何治疗，并接受随访的患者22例。

2．ESWT组:为仅接受ESWT的患者，治疗仪为深圳惠康冲击波骨科治疗机(ESWO-AJⅡ)。能流密度0.14～0.16mJ/mm2(3～3.5bar，8Hz)，冲击频率60～次/min，冲击次数次。隔日一次，治疗5次为一疗程。患者行2～3个疗程，每一疗程之间间隔3个月。

3．单纯骨髓干细胞移植组:先抽取患者髂后上嵴骨髓血60ml，肝素抗凝，然后在实验室在无菌操作下进行自体骨髓干细胞的分离提纯，在15ml无菌离心管中，骨髓血加于人骨髓干细胞分离液之上(1∶1)，以转/min离心15min，收集含骨髓干细胞的细胞层细胞放入离心管中，加入4～5ml生理盐水，充分混匀后，以转/min离心10min，沉淀经反复冲洗2次即可。患者在手术室连续硬膜外麻醉下，取仰卧位，在患侧股骨大粗隆下方，股骨外侧轴线上以3～5枚直径2mm的克氏针在C型臂X光机透视定位下依次向股骨头方向钻孔，透视下见克氏针钻至股骨头关节面下坏死区域，再以克氏针为引导钻入两枚空心钻以扩大骨孔，退出克氏针，向钻好的骨孔内注入已准备好的自体骨髓基质干细胞后注入医用蛋白胶封闭骨道。

4．ESWT+干细胞移植组:ESWT进行5次结束后，接着进行自体骨髓干细胞移植术，3个月后复查，进行体外冲击波巩固治疗1～2个疗程。

三、随访方法

采用书信以及电话随访相结合的方式，对各实验组患者髋关节功能进行Harris评分，并收集各组髋关节MRI检查进行坏死面积变化的对比。

四、评价指标

1．根据Harris评分对治疗前后髋关节功能进行评价，评分≥90为优，80～89为较好，70～79为良，＜70为差。

2．根据治疗前后髋关节MRI观察股骨头塌陷及坏死情况，统计最终的股骨头塌陷数，计算3年时的股骨头塌陷率。

五、统计学处理

数据处理采用SPSS13.0软件，对空白对照组和各治疗组治疗前后Harris评分分别进行配对t检验，然后对各组Harris评分的变化值进行方差分析，并采用Fisher的最小显著差异方法(LSD-t检验)对各组进行两两多重比较。

结果

一、髋关节Harris评分

空白对照组用SPSS13.0对就诊时和随访时进行配对t检验处理(t=－3.64，P＜0.05)，二者间有统计学差异，提示髋关节功能恶化。单纯ESWT组(t=3.85)、单纯干细胞移植组(t=4.03)以及联合治疗组(t=6.84)治疗前后分别进行配对t检验，均有P＜0.05，各治疗组治疗前后髋关节功能都有明显改善。对各组Harris评分的变化值进行方差分析，各组之间差异有统计学意义(F=16.43，P＜0.05);LSD-t检验进行两两比较，单纯ESWT组与单纯干细胞移植组之间的差异无统计学意义(LSD-t=1.23，P＞0.05);联合组与单纯ESWT组(LSD-t=8.53)以及联合组与单纯干细胞移植组(LSD-t=8.74)均有统计学差异(P＜0.05)，说明联合疗法优于单纯ESWT和单纯干细胞移植疗法，患者髋关节功能改善更明显。

二、股骨头塌陷率

根据治疗前后髋关节MRI观察股骨头塌陷及坏死情况(图1)，观察空白对照组3年时股骨头塌陷16髋，塌陷率为72.7%;单纯ESWT组3年时股骨头塌陷12髋，塌陷率26.7%;单纯干细胞移植组股骨头塌陷9髋，塌陷率为26.4%;联合治疗组塌陷10髋，塌陷率为12.65%。

讨论

一、ONFH的机制及其治疗研究进展

ONFH可发生于任何年龄段，但一般最常见于30～50岁的年轻人群。其病理生理机制目前还没有完全阐述清楚，但认为外伤、髋关节手术、器官移植受体、类固醇激素、系统性红斑狼疮、酒精、凝血障碍疾病、低脂血症甚至基因多样性等危险因子与ONFH有关。ONFH一般是逐渐进展的、有症状的，如果不加以治疗，经常会导致关节间隙的减少，继发性骨性关节炎以及股骨头塌陷。另外，一旦发生股骨头塌陷，与未塌陷的ONFH相比，预后就变得更差，可供选择的治疗方法更少，最终不得不实行髋关节置换术。因此，防止股骨头的塌陷是获得良好结局的基础。治疗ONFH目前所采用的手术疗法和非手术疗法取得不同水平的效果，双磷酸盐类、他汀类药物、抗凝血剂以及ESWT等非手术疗法治疗早期ONFH已经有报道，并各自取得一定的治疗效果;而手术疗法包括钻孔减压、骨髓干细胞移植术、植骨术、截骨术以及髋关节置

换术。对于晚期ONFH患者，全髋关节置换术无疑是最好的治疗方法;但对于年轻的ONFH患者，关节置换却是残忍的，所以采取保髋治疗，对年轻的ONFH患者是首先考虑的治疗方法。

二、ESWT治疗ONFH的机制

体外冲击波是有着极高压力和速率的机械波，能够在液体和软组织中传播，它主要作用于电阻抗改变的位点比如骨－软组织交界面。冲击波作用于软组织和骨之间的多重交界面导致冲击波能量的反射和吸收，这种能量的吸收是导致了冲击波疗法引起的骨生成和血管生成效应。体外冲击波能够诱导松质骨和皮质骨的生物合成效应，并提高骨的力学性能，它能够引起一过性的骨髓损伤，而这可能与合成效应有关［9］。ESWT能够影响骨髓基质细胞向骨祖细胞的分化，并能够提高一些生长因子的表达。体外冲击波能够增加血管生成以及血管生长因子的表达，并且对ONFH的治疗有效。相对于外科手术，ESWT具有非侵入性、方法简单、治疗周期短、并发症少等优点，疗效肯定，治疗风险低于外科手术且费用相对低廉。ESWT是利用能量转换及传递原理，进入人体后，在不同密度组织的界面处产生不同的机械应力效应，引起组织间的松解，促进微循环，促使细胞弹性变形，增加细胞摄氧，从而起到松解软组织粘连、刺激微血管再生、促进骨生成等作用。有研究发现中等能量(0.16mJ/mm2)冲击波可以影响骨髓间充质干细胞的增殖，诱导成骨。ESW能够穿透外层组织直接作用于靶部位的成骨样细胞，这就为ESWT治疗ONFH提供理论依据。

三、自体骨髓干细胞移植治疗ONFH的机制

骨髓基质干细胞(mesenchymalstemcells，MSC)在骨形态蛋白(bonemorphogeneticproteins，BMPs)、血小板源性生长因子、转化生长因子β、胰岛素样生长因子，成纤维细胞生长因子以及PTH等生长因子的作用下，能够向成骨细胞方向分化。MSC主要见于骨髓中，也可在脂肪组织，滑膜，骨膜，骨骼肌以及脐带中。最近的研究数据表明，来自骨髓和骨膜中的MSC的成骨分化能力比来自脂肪组织的MSC分化能力强。目前有以下几种方法可以用于增加病灶处的MSC数量和成骨分化:(1)局部注射骨髓提取物;(2)对骨髓提取物进行分离，提纯骨髓基质干细胞，然后移植到ONFH区;(3)对骨髓提取物进行初步培养来产生MSC扩增物以及成骨分化;(4)注射经基因修改后的MSC来增加BMP和VEGF等生长因子的分泌。但目前临床上最常用的还是前两种，后两种还在研究中，且存在伦理学的问题，本组采用的是第二种方法，这种方法使提纯后的MSC移植到ONFH区，形成较高的MSC密度，使得能够更好地向成骨方向分化MSC。

四、ESWT联合自体骨髓干细胞移植治疗ONFH

Wang等在临床对照研究中得出，对于早期ONFH，ESWT比钻孔减压和不带血管蒂的腓骨移植更有效。Wang等在研究中得出结论，ESWT和二磷酸盐治疗ONFH，在髋关节功能和疼痛方面获得相似的效果，ESWT在有或没有二磷酸盐的情况下均取得较好的疗效。自体骨髓干细胞移植治疗ONFH在临床研究中也取得很大进展。Gangji等在临床对照研究中发现，自体干细胞移植治疗ONFH使患者的髋关节疼痛、equesne指数和WOMAC指数都显著减少。Asada等在动物实验中得出结论，直接注射自体骨髓基质干细胞到股骨能够阻止短期治疗高剂量类固醇诱导的ONFH。

本组采用ESWT联合自体骨髓干细胞移植的方法治疗ONFH，患者的髋关节功能改善优于单纯体外冲击波治疗组和单纯干细胞移植组，ESWT、自体骨髓干细胞移植以及二者结合治疗ONFH均能较好地防止或延缓股骨头的塌陷，达到保髋治疗的目的。二者结合能够相互促进ONFH的愈合。总而言之，ESWT联合自体骨髓干细胞移植治疗ONFH是一种有效可行的理想的保髋治疗方法。