自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連

1、www.CRTER.org程尹，等. 自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連程 尹1，魯曉波1，張 韻2，應呂方3 (西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院，1骨與關節(jié)外科，2放射科，3脊柱外科，四川省瀘州市 646000)引用本文：程尹，魯曉波，張韻，應呂方. 自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連J.中國組織工程研究，2016，20(51):7605-7610.DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.51.001 ORCID: 0000-0003-2941-5720(魯曉波)文章快速閱讀：應用自體髂

2、骨植骨結合自體骨髓干細胞移植治療骨不連的效果程尹，男，1991年生，四川省崇州市人，在讀碩士，醫(yī)師，主要從事關節(jié)創(chuàng)傷的診斷和治療。通訊作者：魯曉波，教授，西南醫(yī)科大學附屬醫(yī)院骨與關節(jié)外科，四川省瀘州市 646000中圖分類號:R318文獻標識碼:A文章編號:2095-4344(2016)51-07605-06稿件接受：2016-09-12感染、骨折斷端血供障礙、固定不恰當所致骨折術后骨不連骨折完全愈合，骨髓腔稍窄自體髂骨植骨結合自體骨髓干細胞移植治療文題釋義：自體骨髓干細胞移植：自體骨髓干細胞移植分為自體干細胞采集與干細胞移植2個步驟。自體骨髓來源較為豐富，植入后無排斥反應，易于患者接受，減輕

3、患者二次手術造成的機體疼痛，符合骨修復的生理需求，利于骨組織愈合。骨不連：骨組織具有強大的自身修復能力，骨折治療后，大部分患者骨組織能夠愈合，但仍有小部分患者骨折因感染、局部血液供應不足、骨折不穩(wěn)定等因素所致愈合速度比較緩慢，稱為延遲愈合。當骨折不能愈合，則稱為骨不連。摘要背景：骨不連是骨科治療的常見并發(fā)癥，其發(fā)病率為5%-10%，如果不能及時處理，將給患者肢體功能帶來長期障礙，甚至殘疾，自體髂骨植骨是臨床治療骨不連的常用方法，但具有諸多局限性。目的：探討自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連的效果。方法：對69例骨折術后確診為骨不連患者的治療及隨訪資料進行回顧性分析，根據治療方

4、法分為聯合組(自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植)37例、髂骨組(自體髂骨植骨)32例，對比兩組患者的住院時間、骨折愈合時間、患側肢體骨密度值、Fereadez-Esteve骨痂評分。結果與結論：聯合組患者的住院時間與髂骨組比較差異無顯著性意義(P > 0.05)；骨折愈合時間顯著低于髂骨組(P < 0.05)；治療后第3，6個月聯合組的骨密度值、Fereadez-Esteve 骨痂評分值均顯著高于髂骨組(P < 0.05)；聯合組的患側肢體功能優(yōu)良率顯著高于髂骨組(P < 0.05)；結果表明，自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連可以加快患者骨折愈合、

5、促進骨痂形成和患側肢體功能恢復。關鍵詞：組織構建；骨組織工程；自體髂骨植骨；自體骨髓干細胞移植；骨折；骨不連主題詞：骨折, 不愈合；骨移植；髂骨；骨髓細胞；組織工程3 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 kf23385083Autologous iliac crest graft combined with autologous bone marrow stem cell transplantation for bone nonunion after fracture surgeryCheng Yin1, Lu Xiao-bo1, Zhang Yun2, Ying Lv-

6、fang3 (1Department of Bone and Joint Surgery, 2Departmnet of Radiology, 3Departmnet of Spine Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China)AbstractBACKGROUND: Bone nonunion is a common complication in the orthopedic treatment, and its morbid

7、ity reached 5%-10%, which results in the long-term functional disturbance of the limbs, and even disability. Autogenous iliac crest graft has been commonly used to treat bone nonunion, but some limitations still exist.OBJECTIVE: To investigate the treatment outcomes of autogenous iliac crest graft c

8、ombined with autologous bone marrow stem cell transplantation for bone nonunion after fracture surgery. METHODS: Clinical and follow-up data from 69 patients with bone nonunion were analyzed retrospectively. All patients were allotted to combination (n=37) and iliac (n=32) groups, followed by treate

9、d with autologous iliac crest graft combined with autologous bone marrow stem cell transplantation or autologous crest graft, respectively. Afterwards, the hospitalization time, fracture healing time, bone mineral density and Fereadez-Esteve callus scores were detected and compared between groups.RE

10、SULTS AND CONCLUSION: The hospitalization time did not differ significantly between groups (P > 0.05). The fracture healing time in the combination group was significantly shortened compared with the iliac group (P < 0.05). The bone mineral density and Fereadez-Esteve callus scores in the comb

11、ination group were significantly higher than those in the iliac group at 3 and 6 months after surgery (P < 0.05). The excellent and good rate of the affected limb function in the combination group was significantly higher than that in the iliac group (P < 0.05). These results suggest that auto

12、genous iliac crest graft combined with autologous bone marrow stem cell transplantation for bone nonunion can accelerate fracture healing, promote porosis and improve the functional recovery of affected limbs.Subject headings: Fractures, Ununited; Bone Transplantation; Ilium; Bone Marrow Cells; Tiss

13、ue EngineeringCite this article: Cheng Y, Lu XB, Zhang Y, Ying LF. Autologous iliac crest graft combined with autologous bone marrow stem cell transplantation for bone nonunion after fracture surgery. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2016;20(51):7605-7610.Cheng Yin, Studying for masters degree, Phys

14、ician, Department of Bone and Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, ChinaCorresponding author: Lu Xiao-bo, Professor, Department of Bone and Joint Surgery, the Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichu

15、an Province, China7607ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH0 引言 Introduction骨不連是骨科治療的常見并發(fā)癥，其發(fā)病率為5%-10%，處理不當則會導致患者長期功能障礙，甚至殘疾1。因感染、骨折斷端血供障礙、固定不恰當所致新骨形成受阻，骨折端缺損間隙內為致密纖維組織，進而影響骨折愈合，導致骨折延遲愈合和不愈合，其致殘率較高，已成為骨科研究的重點。自體髂骨植骨術是臨床治療骨不連的常用方法，雖然成骨作用強，但需切開供、受骨區(qū)的軟組織，創(chuàng)傷大，并發(fā)癥多，不利于患側肢體功能恢復。自體骨髓干細胞移植通過成骨作用、骨傳導與骨誘導

16、作用支持新骨形成，且在促進骨折愈合方面具有顯著療效2。西南醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院收治69例骨折術后確診為骨不連患者，分別實施單純自體髂骨植骨及自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植，對比分析臨床療效及患側肢體功能恢復情況。1 對象和方法 Subjects and methods 1.1 設計 回顧性病例分析。1.2 時間及地點 2011年4月至2014年4月在西南醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院骨與關節(jié)外科完成。1.3 對象納入標準：納入的所有骨折術后骨不連患者均為肱骨、脛骨等四肢長骨骨折患者；骨不連的診斷標準3-4：患者首次骨折手術后6-8個月，X射線片復查骨折線清晰、骨折端硬化、骨髓腔閉合閉塞、骨折愈合功能

17、停止、假關節(jié)形成、活動異常；臨床體格檢查有畸形、腫痛、壓痛和縱向叩擊痛；治療前與患者簽訂知情同意書，研究經醫(yī)院倫理委員會批準。排除標準：病理性骨折或代謝性骨病患者；年齡超過70歲，合并嚴重的肝腎功能障礙患者；具有切開復位禁忌證的患者；首次骨折合并嚴重的神經損傷患者。收集骨折術后確診為骨不連患者69例，根據治療方法分為聯合組37例、髂骨組32例。聯合組37例患者，男24例，女13例；年齡28-65歲，平均年齡(47.39±9.08)歲；骨折部位：股骨骨折11例，脛骨骨折18例，肱骨骨折8例；初始骨折類型：開放性骨折19例，閉合性骨折18例；首次骨折術后至再次手術時間間隔(9.8

18、7;2.2)個月。髂骨組32例患者，男20例，女12例；年齡22-61歲，平均年齡(45.71±10.09)歲；骨折部位：股骨骨折7例，脛骨骨折14例，肱骨骨折11例；初始骨折類型：開放性骨折15例，閉合性骨折17例；首次骨折術后至再次手術時間間隔(9.4±2.1)個月。2組患者的年齡、性別等一般資料比較差異無顯著性意義(P > 0.05)，具有較好的均衡性。1.4 方法1.4.1 骨髓抽取及骨髓干細胞的純化 在無菌環(huán)境下，穿刺于患者髂后上棘，抽取10-15 mL骨髓，保存于肝素化的無菌離心管中，經過1 500 r/min離心5 min后棄去脂肪層，使用DMEM培養(yǎng)液

19、對骨髓進行稀釋，采用密度梯度離心法分離骨髓干細胞，運用生理鹽水將其洗脫為5-10 mL細胞懸液，含有4×109個有核細胞。1.4.2 治療方法 兩組患者術中充分暴露骨折端，去除局部骨痂，咬除兩斷端硬化骨，打通髓腔，復位骨折后實施常規(guī)內固定方法。髂骨組：32例患者實施自體髂骨植骨。術中選擇適量的髂骨，制成細骨條植入骨折端周圍，對有髂骨缺損者應將髂骨塊填充于缺損處，保證骨皮質的連續(xù)性。聯合組：37例患者實施自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植。患者在無菌下行局部麻醉，在C型臂機X射線透視下，將骨穿刺針準確穿于骨不連部位，并用針尖剝離骨不連部位的瘢痕組織與硬化骨質，利于骨髓干細胞注入。采用注

20、射器抽取已制備好的骨髓干細胞，加壓注入患者骨不連部位，調整針尖方向，保障骨髓干細胞均勻分布在骨不連處，將細骨條植入骨折端周圍，對有髂骨缺損者應將髂骨塊填充于缺損處，縫合切口。術后根據內固定的堅固度，輔助使用外固定。1.5 主要觀察指標1.5.1 住院時間、骨折愈合時間 記錄兩組患者的手術資料及隨訪資料，比較兩組患者的住院時間、骨折愈合時間。1.5.2 患側肢體骨密度值 治療后第3，6個月及末次隨訪時采用雙能X射線骨密度儀(美國GE公司LUNAR- PRODGIY型骨密度儀)測定患側骨密度。1.5.3 Fereadez-Esteve X射線檢查骨痂評分 治療后第3，6個月及末次隨訪時進行骨痂評分

21、。0分：骨折端未見放射性骨痂；1分：骨折端云霧狀骨痂；2分：骨折端正側位X射片可發(fā)現有一端形成骨痂；3分：骨折端正側位X射片可發(fā)現有兩端形成骨痂；4分：結構性骨痂形成。1.5.4 末次隨訪時患側肢體療效評價 患側肢體療效采用Johner-Wruch標準進行評價5-6。優(yōu)：能工作，無跛行、關節(jié)活動受限、軟組織損害、疼痛；良：能工作，可有跛行、關節(jié)活動受限、軟組織損害、疼痛4項中的1項或2項；中：能工作，可有跛行、關節(jié)活動受限、軟組織損害、疼痛4項中的3項或4項；差：不能工作。1.6 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。計量資料以±s表示，計數資料采用百分率表示，聯合

22、組和髂骨組的住院時間、骨折愈合時間、骨密度值、Fereadez-Esteve 骨痂評分比較采用兩組獨立樣本的t檢驗，Johner-Wruch患側肢體功能優(yōu)良率比較采用卡方檢驗；P < 0.05為差異有顯著性意義。2 結果 Results2.1 參與者數量分析 69例患者均進入結果分析，無失訪患者。2.2 兩組基線資料比較 兩組各項基本資料經統(tǒng)計學分析，差異無顯著性意義(P > 0.05)，具有可比性，見表1。表1 兩組基線資料比較Table 1 Comparison of the baseline data of patients between two groups項目聯合組(n

23、=37)髂骨組(n=32)年齡(±s，歲)47.39±9.045.71±10.09男/女(n)24/1320/12骨折部位(n)股骨117脛骨1814肱骨811骨折類型(n)開放性1915閉合性1817骨折至再次手術時間(±s，月)9.8±2.29.4±2.12.3 試驗流程圖 見圖1。2.4 兩組患者住院時間、骨折愈合時間比較 聯合組患者的住院時間與髂骨組比較差異無顯著性意義(P > 0.05)；骨折愈合時間顯著低于髂骨組，差異有顯著性意義(P < 0.05)，見表2。2.5 兩組患者治療后不同時間的骨密度值、Ferea

24、dez-Esteve骨痂評分值比較 聯合組隨訪時間平均為(12.8±1.9)個月，髂骨組隨訪時間平均為(13.4±2.0)DCBA圖2 髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療左側股骨干骨折術后骨不愈合的影像學圖片Figure 2 Radiographs of a patient with bone nonunion after surgery on left femoral shaft fracture undergoing autologous iliac crest graft combined with autologous bone marrow stem cell t

25、ransplantation圖注：圖中A為患者二次手術前1個月時的X射線片；B為二次手術(鎖定加壓鋼板+髂骨植骨+自體骨髓干細胞移植)后1個月的X射線片；C為二次手術后6個月的X射線片； D為二次手術后12個月的的X射線片。表3 治療后不同時間的骨密度值、Fereadez-Esteve 骨痂評分值比較 (±s)Table 3 Comparison of the bone mineral density and Fereadez-Esteve callus scores at different time points after treatment組別時間骨密度值(g/cm2)Fer

26、eadez-Esteve(分)聯合組(n=37)治療后3個月258.9±47.2a2.72±0.62a治療后6個月360.8±51.3a3.38±0.51a末次隨訪373.9±53.83.40±0.42髂骨組(n=32)治療后3個月220.5±41.32.21±0.55治療后6個月307.4±39.82.87±0.40末次隨訪360.8±44.93.31±0.37表注：與髂骨組比較，aP < 0.05。69例骨不連患者回顧性分析髂骨組(n=32)聯合組(n=37)失訪(

27、n=0)失訪(n=0)納入分析(n=32)納入分析(n=37)圖1 試驗流程圖Figure 1 The experimental flow chart表4 末次隨訪時患側肢體功能評價Table 4 Functional assessment of the affected limbs at the last follow-up組別n優(yōu)良中差優(yōu)良率(n/%）聯合組3711177228/76髂骨組3271013217/5323.870P0.044表2 兩組患者的住院時間、骨折愈合時間比較 (±s)Table 2 Comparison of the hospitalization time

28、 and fracture healing time of patients between groups組別n住院時間(d)骨折愈合時間(月)聯合組376.5±2.76.3±1.5髂骨組327.2±2.28.5±1.8t1.1695.538P0.201< 0.001個月。治療后第3，6個月聯合組的骨密度值、Fereadez-Esteve 骨痂評分值均顯著優(yōu)于髂骨組，差異有顯著性意義(P < 0.05)，末次隨訪時兩組患者的骨密度值、Fereadez-Esteve 骨痂評分值比較差異無顯著性意義(P > 0.05)，見表3。2.6 末次

29、隨訪時患側肢體功能評價 聯合組的患側肢體功能優(yōu)良率為76%，顯著高于髂骨組(53%)，差異有顯著性意義(P < 0.05)，見表4。2.7 不良反應分析 69例患者在骨髓干細胞采集和治療過程中未發(fā)現明顯不良反應。2.8 典型病例 患者女，53歲，左側股骨干因摔傷骨折，首次治療采用鋼板內固定。治療后13個月骨折未愈合，圖2A為患者二次手術前1個月時的X射線片；圖2B為再次手術(鎖定加壓鋼板+髂骨植骨+自體骨髓干細胞移植)后1個月的復查X射線片，可見植骨區(qū)域骨密度略有增高，但是骨痂生長并不明顯；圖2C為二次手術后6個月復查，可見大量骨痂已經形成，骨折線模糊；圖2D為二次手術后12個月的復查結

30、果，可見骨折完全愈合，骨髓腔稍窄。3 討論 Discussion骨折是臨床骨科常見疾病，常使用解剖復位、堅強內固定治療，約90%的骨折可達到治愈標準，但骨不連也時有發(fā)生7。骨折愈合是一種復雜的生物學過程，由于骨髓具有較強的成骨能力，臨床常常采用自體骨髓移植加速骨折愈合8。骨折不愈合的病因尚未明確，可能與患者的代謝、營養(yǎng)狀況與活動情況有關9-10。誘發(fā)骨不連的因素有11-12：開放性骨折、感染因素、多節(jié)段粉碎性骨折導致中間節(jié)段骨折塊血供障礙、內固定物強度較低、過早負重活動、術中不恰當的解剖復位與內固定干預13-14。骨不連給臨床帶來治療困難的同時也增加了患者疼痛與經濟負擔，尋找一種合理的治療措施

31、是臨床研究的重點15-16。自體髂骨植骨是臨床治療骨不連的常用方法，雖然成骨作用強，但需要切開供、受骨區(qū)的軟組織，創(chuàng)傷較大，術后并發(fā)癥多17-18。骨不連組織條件較差者不具有切開植骨條件，實施該方法治療較為困難19-20。為此，選擇自體骨髓干細胞移植以提高其臨床療效及骨折愈合率。骨髓干細胞中的骨髓基質干細胞具有無限增殖與多向分化功能21，其在特定條件下能夠分化為成骨細胞、軟骨細胞、肌腱細胞與脂肪細胞22-25。動物實驗顯示，骨膜與骨髓起源的母細胞能夠產生骨與軟骨，細胞因子有助于調節(jié)其分化程度，尤其是轉化生長因子26-27。自體紅骨髓含有豐富的骨祖細胞與基質細胞，且在特定條件下能夠誘導分化成軟骨

32、細胞與成骨細 胞28-29。骨源性前體細胞在植入機體時通過特定環(huán)境能夠分化為成骨細胞，刺激受區(qū)其他細胞轉化為成骨細胞、軟骨細胞，且具備合成骨基質作用，提高了骨折部位的成骨能力30-31。紅骨髓血小板與單核細胞能夠產生生長因子，促進骨折愈合修復過程32-33。自體骨髓來源較為豐富，經皮通過穿刺針注射于骨折不愈合部位，取材方便，無排斥反應，有助于促進成骨34-35。聯合組患者的住院時間與髂骨組比較差異無顯著性意義意義(P > 0.05)；骨折愈合時間顯著低于髂骨組，這說明自體骨髓干細胞移植包含了骨移植與骨髓移植的雙重功效，縮短了骨折愈合時間，其療效明確。治療后第3，6個月聯合組的骨密度值、F

33、ereadez-Esteve骨痂評分值均顯著優(yōu)于髂骨組，聯合組的患側肢體功能優(yōu)良率顯著高于髂骨組，這表明應用自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連的臨床療效顯著優(yōu)于單純使用自體髂骨植骨，其符合骨修復生理要求，這一結果與相關文獻的報道相一致36-37。如何獲取濃縮、高效的骨髓基質干細胞，其與骨折愈合的量效關系有待進一步深入分析。綜上所述，自體髂骨植骨聯合自體骨髓干細胞移植治療骨折術后骨不連具有顯著療效，可以加快患者骨折愈合、促進骨痂形成，提高患側肢體功能恢復，值得臨床應用與發(fā)展。作者貢獻：試驗設計、實施、評估為全部作者。利益沖突：所有作者共同認可文章內容不涉及相關利益沖突。倫理問題

34、：治療前與患者簽訂知情同意書，研究經醫(yī)院倫理委員會批準。文章查重：文章出版前已經過CNKI反剽竊文獻檢測系統(tǒng)進行3次查重。文章外審：文章經國內小同行外審專家雙盲外審，符合本刊發(fā)稿宗旨。作者聲明：第一作者對研究和撰寫的論文中出現的不端行為承擔責任。論文中涉及的原始圖片、數據(包括計算機數據庫)記錄及樣本已按照有關規(guī)定保存、分享和銷毀，可接受核查。文章版權：文章出版前雜志已與全體作者授權人簽署了版權相關協(xié)議。4 參考文獻 References1 王軍強,趙春鵬,龔曉峰,等.鎖定加壓接骨板內固定結合自體髂骨植骨治療肱骨干骨折術后骨不連J.中華創(chuàng)傷骨科雜志,2012,14(2):127-131.2 張

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