张跃庭1李平2（1山西医科大学山西太原030002;2山西医科大学第一医院骨科山西太原030002）
【中图分类号】R681.8【文献标识码】A【文章编号】1672-5085(2011)6-0046-03
【摘要】目的探讨MRI导引下靶向注射间充质干细胞治疗股骨头坏死的临床应用价值及治疗效果。方法根据国际骨循环研究学会（AssociationResearchCirculationOsseous，ARCO）骨坏死分期标准，选取Ⅰ、Ⅱ期股骨头坏死20例（31髋）,治疗组8例（11髋），对照组12例（17髋），治疗组采用1.5T非开放式MR机对股骨头坏死患者在髓芯减压后行MRI导引下靶向注射充间质干细胞，对照组单纯采用髓芯减压术。结果所有患者均获18个月术后随访，行Harris评分和MRI检查。（1）髋关节Harris评分：治疗组由（54.60±9.32）分升至（85.68±7.80）分，优良率为89.3%；而对照组由（56.23±8.23）分升至（68.13±8.75）,优良率为61.2%，两组比较差异有统计学意义（P<0.01）；（2）髋关节影像学检查：治疗组仅1例(1髋)发展为Ⅲ期塌陷，而对照组2例（2髋）发展为Ⅲ期塌陷；MRI测得坏死面积百分比，治疗组由33.12%±7.23下降至12.34±9.78%,而对照组由32.56%±6.34%下降至20.45±8.34%两组比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论MRI导引下靶向注射充间质干细胞治疗股骨头坏死具有安全、准确、疗效好、无辐射等优点,是一种新的有价值的介入技术，对于早期的股骨头坏死患者有较好的治疗作用。
【关键词】MRI导引股骨头坏死髓芯减压干细胞移植
1一般资料
20例早期ONFH患者，采用髓芯减压联合MRI导引靶向注射充间质干细胞的治疗组8例（11髋），其中男6例（8髋），女2例（3髋）;平均年龄35.3（16-45）岁。根据国际骨循环研究学会（AssociationResearchCirculationOsseous，ARCO）骨坏死分期标准[2]:ⅠB期2髋，ⅠC期4髋，ⅡA期2髋，ⅡA期1髋。ⅡB期1髋，ⅡC期1髋;根据病因分类：皮质激素性6髋，外伤性2髋，酒精性3髋。以同期收治的拒绝注射间充质干细胞的12例（17髋）采用单纯髓芯减压的患者为对照组，男8例（12髋），女4例（5髋）；平均年龄37.6（17-44）岁。根据ABCO分期：ⅠB期4髋，ⅠC期6髋，ⅡA期2髋，ⅡA期2髋.ⅡB期2髋，ⅡC期1髋;根据病因分类：皮质激素性11髋，外伤性2髋，酒精性4髋。所有病例术前常规Harris评分，行MRI检查。纳入治疗组的患者签需签署知情同意书，临床试验要求经医院医学伦理委员会批准才可进行。
MR扫描设备:GE超导1.5T磁共振机。
介入治疗适应证:早期的股骨头坏死患者
介入治疗禁忌证:出血倾向者,严重心肺功能不全者、恶病质患者。
2定位方法、手术方法及术后处理
2.1定位方法:病人一般取仰卧位；定位扫描轴位扫描均用快速回波序列,用一含油质的小胶囊定位，将其调节置于最佳穿刺点处,再次MR扫描核对无误后,用光标测出从胶囊附着点至股骨头坏死区域最佳进入点的直线距离和角度作为穿刺针进针的路径;皮肤常规消毒后局部麻醉,将穿刺针插入,MR证实针尖位于病灶内理想位置后进行注射间充质干细胞,注射完毕后拨针,拨针后令病人仰卧位休息,再次MR扫描确定有无并发症,如无特殊,患者在休息30min-60min后可离开。
2.2手术方法：
治疗组在髓芯减压的同时在股骨头坏死区注入间充质干细胞；对照组仅进行髓芯减压术。
（1）自体间充质干细胞采集、分离与鉴定
术前3h采用肝素润滑的一次性注射器在患者左或右侧髂后上棘多方向、多层次用骨髓穿刺针抽取骨髓，单侧采集100ml，双侧采集200ml。采集完毕立即送入消毒好的超净工作台进行干细胞分离。采用密度梯度离心法用Picoll淋巴细胞分离液分离提取骨髓有核细胞（1-3）×109个，单侧制备2ml，双侧制备4ml，完成后直接送入手术室。
（2）髓芯减压联合干细胞移植
按照之前MRI定好的位置钻入1枚直径4.0mm斯氏针将直径约8mm特制套管在斯氏针,在MR的引导下钻至股骨头关节软骨面下1.0～2.0mm，不穿破关节面。将一长注射器针头置入股骨头坏死中心针头末端缠绕一凝胶海绵,并确保其能正好堵住钻孔口。立即行MR扫描，确保针头位于股骨头内,从针头向股骨头内加压注入自体骨髓间充质干细胞悬液。拔除针头同时，将凝胶海绵堵住钻孔口，并加用骨蜡封堵，尽量减少干细胞液外漏。
术后处理：术后常规应用抗生素预防感染3-5d，监测体温、血压、脉搏、呼吸等变化；
3随访及疗效评价
3.1随访时间及方法
随访时间为术后12个月,每3个月1次,随访方法：电话、信件、门诊复查,复查关节疼痛、活动功能、使用髋关节Harris评分(HHS)，行MRI检查,观察病情变化。
3.2评定标准
（1）功能评价：使用髋关节Harris评分(HHS)进行疗效评价,HHS>90分为优,75～90分为良,60～74分为可,<60分评定为差。若Harris评分提高及MRI股骨头坏死区体积变小可认为联合治疗有效。
（2）MRI坏死面积评价:采用美国GESinga1.5T超导MR行髋关节检查，测出每一层MRI图像上的坏死角度α和股骨头所对应的圆心角度β，根据赵凤朝的坏死面积比计算治疗组与对照组治疗前后MRI图像上的坏死面积比[3]。
4结果
本组患者术中平均注入间充质干细胞悬液2.23ml，治疗组和对照组无显著差异；无一患者发生术后感染及手术并发症，切口均一期愈合。所有患者均获得12-18个月的随访。
一、功能评价
术前两组髋关节功能Harris评分，治疗组（54.60±9.32）分，对照组（56.23±8.23）分，两者比较差异无统计学意义（t=0.231,P=0.808）；所有患者在术后髋关节疼痛症状均消失或减轻，髋关节活动度明显增大，功能改善。术后3个月，多数患者刚刚行走，Harris评分治疗组和对照组均略有提高，但两组比较差异无统计学意义（t=0.176,P=0.112），术后6、12、18个月，治疗组髋关节功能Harris评分明显升高，18个月时，治疗组为（85.68±7.80）分，对照组为（68.13±8.75）分，两组比较差异有统计学意义（t=3.213，P=0.0014），治疗组与对照组的术后随访结果见表1
表1治疗组与对照组的术后随访结果
治疗组11髋中，全部髋关节液吸收，水肿带减小，病变区较术前减小。对照17髋中3例（4髋）术后6个月时出现髋关节积液增多，水肿带增大，坏死区面积增大，12个月时发展为Ⅲ期塌陷。其余13髋关节液吸收，水肿带减小。
测量两组术前MRI坏死区面积，差异比较无统计学意义（P>0.05，表2）治疗组坏死面积较对照组明显减少。
表2治疗前后MRI坏死面积比
5讨论
使用MRI引导靶向注射间充质干细胞是目前治疗股骨头坏死疾病的最优方案。众所周知,MRI具有良好的组织对比分辨力,能清晰分辨人体各种结构,又无射线损伤,具有定位准确、穿刺成功率高,无辐射等优点。利用MRI优良的组织分辨力,多轴成像和MR机的测量功能,我们可以从二维以上角度精确地确定进针的路径、角度和深度;在穿刺过程中可以较CT导引定位更准确、安全;由于MRI可以从二维甚至三维以上方向引导针尖处于正确与合适位置,一次穿刺成功率较高。非常适合用于定位导引。
寻找有效、微创并且安全的ONFH治疗方法一直是骨科研究的重点[4]，近些年来，被很多科研工作者称为“神奇细胞”的间充质干细胞被越来越多的人所关注。大量研究发现，骨髓间充质干细胞不仅具有干细胞的特点,可分化为成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和成肌细胞,同时还能表达多种基因,分泌多种成骨活性因子,为爬行替代、骨折愈合创造了有利条件,已在体外研究及体内骨与软组织损伤修复方面显出良好的应用前景[5]。同时动物实验已证实:全身或局部注入人胚胎骨髓间充质干细胞和自体骨髓间充质干细胞很少发生移植排斥反应。因此，将间充质干细胞移植入股骨头坏死区，使坏死区被新生骨所替代已不再是大胆的将假设，我们可以将其用于临床。
Gangji等对13例（18髋）ABCO分期Ⅰ、Ⅱ期的股骨头坏死患者随机行单纯髓芯减压组（对照组）和髓芯减压加骨髓干细胞移植组（骨髓移植组），经24个月随访发现，骨髓移植组患者疼痛及其他关节症状明显减轻，骨坏死体积减少35%，仅1髋发展到Ⅲ期，而对照组骨坏死体积增加23%，5髋进展到Ⅲ期。两组病例进展到关节塌陷的时间有明显差别。这些研究证实了骨髓间充质干细胞治疗股骨头坏死的有效性，和本研究结果一致。
我们认为MRI导引靶向注射充间质干细胞治疗股骨头坏死有以下优点：（1）介入引导方式较之前的C型臂、CT等更加精确，并且对医生和患者没有辐射损害，安全有效。（2）髓芯减压可以改善骨微循环，为骨髓间充质干细胞向成骨细胞、软骨细胞转化，抑制破骨细胞提供了有利的空间。骨髓间充质干细胞可以沿着减压隧道长入股骨头内。（3）移植干细胞后用骨蜡封口，能防止早期骨髓间充质干细胞流失。（4）注射器针头直达股骨头坏死中心注射，可以刺激血管再生，促进股骨头修复，延缓病期进展。
本研究为临床治疗股骨头坏死提供了新的方向，但治疗是一个极其复杂的过程，还有很多问题尚待解决。如:（1）MRI下导引使用的器材成本过高，MRI室与手术室不能接通。(2)注射骨髓间充质干细胞的最佳时间、频率（3）自体骨髓间充质干细胞在体内成骨能力的检测问题。同时，由于本研究样本量偏小，缺乏与其他方式导引定位的横向比较，其评价指标和统计结果均有待进一步积累资料而得以完善。
参考文献
[1]LiebermanJR,BerryDJ,MontMA,etal.Osteonecrosisofthehip:managementinthe21stcentury.InstrCourseLect,2003,52:337-355.
[2]李子荣.股骨头坏死的分期[J].中华外科杂志，1996，34（3）：186-187.
[3]赵凤朝，李子荣，张念非.等坏死面积比例在预测股骨头塌陷中的价值[J].中华骨科杂志，2005，25（9）：520-523.
[4]MontMA,JonesLC,Hungerfordosteonecrosisofthefemoralheads:tenyearslater,JBoneJointSurg(Am)2006,88(5):1117-1132.
[5]ShyuKG,ChangH,IsnerJM.etal.Synergisticeffectofangiopoietin-1andvascularendothelialgrowthfactoronneoangiogenesisinhypercholesterolemicrabbitmodelwithacutehindlimbischemia.LifeSci2003;73(5):563-579.