杜大江 鄭凱文 張長青

一、髖關節(jié)軟骨損傷成因及影響

關節(jié)軟骨是關節(jié)表面上的透明軟骨組織，具有超低摩擦系數并可以分散關節(jié)負荷。由于多種原因導致的關節(jié)軟骨受損，可引起關節(jié)疼痛、畸形和功能障礙。導致股骨頭骨軟骨損傷的致病因素包括多種情況，如機械性損傷，包括造成股骨頭軟骨急性暴力損傷或長時間高負荷運動所致的慢性損傷。其次，風濕性疾病如強直性脊柱炎等會導致股骨頭病理性骨軟骨損傷。此外，股骨頭壞死也是導致股骨頭軟骨損傷的一種重要因素。如果這些股骨頭軟骨損傷不得到及時治療，關節(jié)間隙將逐漸變窄，最終導致骨關節(jié)炎的發(fā)展［1］，給患者造成嚴重的殘疾，并帶來巨大的社會經濟負擔。由于關節(jié)軟骨內部沒有血管、神經和淋巴組織，其自我修復和再生能力非常有限。因此，對于軟骨損傷的治療非常具有挑戰(zhàn)性和復雜性，特別是對于負重關節(jié)如髖關節(jié)的損傷更是如此。

髖關節(jié)是主要的負重關節(jié)。當股骨頭的關節(jié)面受損時，患者經常會出現髖關節(jié)間隙狹窄或僵硬，從而嚴重影響日常生活和身體活動的質量。髖部軟骨損傷的患者通常有髖部卡頓或絞索病史，并表現為腹股溝區(qū)疼痛，偶爾會放射至臀部或大腿［2］。其他病變（例如盂唇撕裂）也可能出現類似的癥狀。體格檢查應徹底，重點關注關節(jié)內和關節(jié)外疼痛的原因。X 線平片可用于檢測關節(jié)間隙狹窄，但不能準確判斷局灶性軟骨缺損，可以選擇MRI 評估髖關節(jié)軟骨損傷情況，三維重建CT 對于評估軟骨髖關節(jié)軟骨損傷的范圍和深度也非常重要。

二、髖關節(jié)軟骨損傷現有修復技術及其局限性

非手術緩解疼痛的方法是姑息性的，因未解決根本問題。髖部廣泛骨軟骨損傷的非修復性手術選擇包括旋轉截骨術和髖關節(jié)置換術。轉子間旋轉截骨術是一種將受損軟骨表面旋轉遠離負重區(qū)域的手術策略。然而，這往往只能實現狹窄的有限旋轉角度，并且股骨頭的血液供應可能會進一步中斷，股骨結構的變化導致后續(xù)難以匹配髖關節(jié)置換假體。全髖關節(jié)置換術是一種更徹底的選擇，其中包括切除整個相關股骨頭。然而，人工假體的使用壽命有限，導致年輕患者一旦選擇髖關節(jié)置換術，就會面臨重復翻修的問題。因此，特別是對于年輕患者，應首先嘗試保髖治療，重建受損的關節(jié)軟骨表面。由于目前缺乏公認的有效修復治療手段，如何修復髖關節(jié)軟骨損傷一直是骨科領域面臨的重大難題之一。

目前，髖關節(jié)骨軟骨損傷的修復手術技術包括微骨折術、同種異體骨軟骨移植物和自體骨軟骨移植物以及自體軟骨細胞植入［1］。這些方法經常用于膝關節(jié)，并取得了良好的結果，但用于髖關節(jié)的證據仍然有限，并且這些方法都沒有被認為是治療骨軟骨缺損的最佳臨床手術技術。

1. 微骨折術：其作為一種骨髓刺激的多點鉆孔技術，在膝關節(jié)手術中已得到廣泛應用。這種方法用纖維軟骨組織重新修復軟骨缺損。在類似適應證和技術的基礎上，其應用已擴展到髖部，且大多通過髖關節(jié)鏡進行。基于膝關節(jié)手術的經驗，微骨折術適用于局灶性病變（尺寸< 2 cm）。當通過關節(jié)鏡檢查發(fā)現病變時，使用環(huán)形刮匙將與骨床分離的不穩(wěn)定軟骨清創(chuàng)至正常軟骨邊緣。然后使用微骨折錐在軟骨下骨上垂直打多個孔（深度3～4 mm，間隔 2～3 mm）。含有間充質干細胞和生長因子的骨髓血從孔中流出，以幫助用纖維軟骨填充軟骨缺損部位。纖維軟骨在組織學上與透明軟骨有很大不同，并且機械性能較弱，因此其在大面積廣泛軟骨缺損中的應用受到限制，特別是當軟骨下骨也受累時。

2. 自體骨軟骨移植：也稱為鑲嵌成形術。該手術使用從膝關節(jié)或髖關節(jié)非承重部位采集的多個自體圓柱形骨軟骨移植物來重建大面積的骨軟骨缺損。由于骨軟骨移植物含有具有原始界面和軟骨下骨結構的透明軟骨，因此這種方法可能構成修復廣泛骨軟骨缺損的可靠策略。根據膝關節(jié)治療的證據，推薦的適應證是患者年齡< 45 歲且骨軟骨缺損 < 3 cm2［3］。馬賽克成形術已用于髖關節(jié)治療股骨頭骨軟骨缺損，但臨床結果各不相同，迄今為止僅限于病例報告或病例系列。作為膝關節(jié)修復的傳統(tǒng)方法，從膝關節(jié)非負重區(qū)采集圓柱形骨軟骨移植物，移植到股骨頭骨軟骨病灶處［4］。但是，由于股骨頭與膝關節(jié)的曲率差異較大，膝關節(jié)移植的移植物輪廓難以與股骨頭周圍軟骨匹配，來自股骨頭非承重區(qū)域的骨軟骨移植物已用于修復股骨頭的骨軟骨缺損［5］。然而，當修復較大的骨軟骨缺損時，股骨頭非承重區(qū)域的骨軟骨采集可能會進一步損害關節(jié)面和血液供應受損股骨頭的修復。由于供體部位位于股骨頭的下部，因此可用于移植物收獲的部分非常有限。

3. 同種異體骨軟骨移植（fresh osteochondral allograft，OCA）：該方法是考慮到自體移植的供體部位發(fā)病率情況下，大面積修復骨軟骨缺損的另一種選擇。新鮮的骨軟骨同種異體移植物含有存活的軟骨細胞、透明軟骨基質和完整的軟骨下骨。冷凍保存的同種異體骨軟骨移植物可以移植并壓裝到覆蓋大面積的骨軟骨缺損中。使用這種方法可以快速獲得具有良好機械和組織學特性的關節(jié)表面。OCA 的缺點包括使用要求較高的技術和步驟，以及需要及時和新鮮供體組織的可持續(xù)供應。此外，同種異體移植還存在免疫排斥和潛在疾病傳播的風險。

4. 自體軟骨細胞植入（autologous chondrocyte implantation，ACI）：該技術已被開發(fā)用于治療膝關節(jié)軟骨缺損，臨床結果顯示其有望治療較大區(qū)域的全層軟骨病變。ACI過程通常包括兩個階段。在第一階段，通常通過微創(chuàng)方法從膝關節(jié)的非承重區(qū)域采集少量關節(jié)軟骨組織。然后將組織（含有活軟骨細胞）進行離體細胞擴增。在第二階段，將體外培養(yǎng)的軟骨細胞植入骨軟骨缺損并用補片（例如骨膜）覆蓋。然而，ACI技術的局限在于非負重區(qū)關節(jié)軟骨是軟骨組織工程最常見的細胞來源，即使采用關節(jié)鏡等微創(chuàng)手段采取，也將不可避免地在健康供區(qū)關節(jié)面造成新的軟骨損傷，增加繼發(fā)創(chuàng)傷性骨關節(jié)炎的風險。其他的不利因素還包括：關節(jié)鏡活檢可獲得的供體軟骨組織量少，同時其擴增能力有限，導致可獲得用于組織工程的軟骨細胞數量少；軟骨細胞通過二維培養(yǎng)，可能會失去其成軟骨表型并分化成其他細胞類型；軟骨再生能力個體差異大，經常難以滿足治療需求［1］。

三、肋軟骨來源移植技術及應用前景

由于目前髖關節(jié)軟骨損傷的缺乏公認有效的修復手段，現有技術均存在一定的局限性。近年來，肋軟骨移植技術作為透明軟骨移植供體來源備受關注。在臨床實踐中，自體肋軟骨移植已被應用于鼻整形、喉氣管重建、上肢關節(jié)修復、小耳畸形、聲門狹窄等的治療［6］。雖然第五至第十肋軟骨可以作為移植物供體，但第六至第八肋軟骨因其軟骨含量豐富、足夠的長度和厚度以及手術切取難度低而被優(yōu)先考慮［7］?，F有的肋軟骨采集方法快速、安全，幾乎沒有供區(qū)并發(fā)癥［8］。與其他來源相比，肋軟骨細胞具有一定的優(yōu)勢：（1）與關節(jié)軟骨細胞相比，肋軟骨細胞的采取極為微創(chuàng)，不會造成任何新的關節(jié)軟骨損傷，避免了傳統(tǒng)方法細胞供區(qū)疼痛等并發(fā)癥風險；（2）傳統(tǒng)關節(jié)軟骨細胞可采取量有限，難以滿足自體軟骨細胞移植所需的細胞量，而肋軟骨組織及軟骨細胞來源充足，完全可以解決細胞量不足的問題，使這一技術的臨床轉化和進一步推廣成為現實；（3）肋軟骨細胞與間充質干細胞相比，細胞的軟骨表型和成軟骨活性更穩(wěn)定，產生軟骨相關基質能力更強，而且在移植后脫分化風險更小，或為更可靠的軟骨修復細胞來源［9］。但肋軟骨顯示出普遍的骨化趨勢。鈣化一般發(fā)生在青春期結束時，并隨著年齡的增長而增加［10］。此外，肋軟骨鈣化呈現性別二型性，男性骨膜下骨化沉積模式，女性有中央型鈣化傾向［11］。鈣化還影響肋軟骨的力學性能，如鈣化的肋軟骨在拉伸和壓縮時硬度分別增加30.06%和126.31%［12］。因此，對于需要肋軟骨移植手術治療的關節(jié)軟骨損傷的患者，需要通過適當的方法來評估鈣化分布和最佳可采集肋軟骨區(qū)域。

臨床前動物模型對于揭示肋軟骨移植的細胞機制以及組織學和形態(tài)學結果至關重要。有研究將肋骨軟骨塞移植到兔模型的膝關節(jié)全層缺損處，初步證實了移植的肋軟骨移植物能夠與骨床部位融合，在移植48周后的組織學檢查證實了軟骨細胞仍保持活性，移植肋骨中軟骨細胞的總體外觀與宿主軟骨相似，Ⅱ型膠原和聚集蛋白聚糖的表達與正常關節(jié)軟骨一致［13］。另有研究嘗試了用單根肋軟骨修復較大的骨軟骨缺損，即用來自一根肋軟骨的多段肋軟骨，用馬賽克拼接的方式成功修復較大的關節(jié)骨軟骨缺損。組織學結果顯示，多片肋軟骨移植物之間的間隙被纖維組織填充，移植軟骨和宿主骨之間的間隙形成可靠的骨軟骨界面［14］。上述實驗為肋軟骨移植修復髖關節(jié)骨軟骨損傷的臨床應用奠定了基礎。

肋軟骨已成為ACI 軟骨細胞的潛在供體部位。自體肋軟骨細胞移植修復關節(jié)軟骨的優(yōu)勢在于其比關節(jié)軟骨細胞密度更高，體外再分化潛能更強，具有更好的生成透明樣軟骨組織的能力［15］。另有研究提取肋軟骨細胞后體外誘導形成軟骨顆粒修復膝關節(jié)缺損并隨訪5 年，發(fā)現在24 周和48 周時，肋軟骨細胞修復組的MOCART 評分明顯優(yōu)于微骨折組。在48 周時發(fā)現肋軟骨細胞修復組患者與膝關節(jié)相關的Lysholm 評分、KOOS 評分、功能和生活質量明顯優(yōu)于微骨折組患者。此外，磁共振圖像顯示，修復組織與周圍正常軟骨組織具有良好的結構整合?；诶哕浌羌毎捏w外再分化和移植修復方法在大多數膝關節(jié)缺損患者中顯示出療效。這種方法產生了5 年的良好臨床效果，并且可以保持長期的穩(wěn)定性，肯定了其在關節(jié)軟骨修復方面的潛力［16］。然而，肋軟骨細胞ACI 方法治療髖關節(jié)軟骨缺損尚缺乏臨床研究。

肋軟骨骨軟骨結合部移植已經被應用于顳下頜關節(jié)、手指、腕部和肘部等小關節(jié)軟骨損傷的修復與重建，但由于肋軟骨的骨軟骨結合部很有限，在髖、膝和足等負重關節(jié)上的應用鮮有報道。單純應用肋軟骨，可以突破骨軟骨結合部的局限性，可獲取量豐富、長度厚度適中，可以直接用做自體軟骨移植體，與軟骨下骨重建界面，避免了患者二次住院以及細胞離體培養(yǎng)帶來的時間、經濟成本。有研究使用自體肋軟骨（autologous costal cartilage，ACC）來治療股骨頭大面積骨軟骨損傷，并開展了相關的臨床研究［17］。ACC治療后12個月，移植的肋軟骨顯示與自體關節(jié)軟骨類似的結構特征，患者髖關節(jié)功能得到明顯改善，HHS 評分相對于基線提高。該研究初步驗證了ACCG修復髖關節(jié)骨軟骨損傷的安全性和可行性，但仍存在一定的局限性：（1）樣本量較小（20例）；（2）由于髖關節(jié)軟骨缺損目前尚缺乏公認有效的手術治療手段作為對照組，研究僅觀察了實驗組的療效。目前開展的前瞻性多中心研究將提供更多的臨床證據。

肋軟骨移植和肋軟骨細胞療法是目前比較具有前景的關節(jié)軟骨修復技術。由于儲備量大且易于采取，肋軟骨作為軟骨細胞和透明軟骨的供體具有其獨特的優(yōu)勢。將來有望與3D 生物打印技術及計算機輔助技術相結合，進行更精準的手術規(guī)劃，制備個體化肋軟骨移植體行精準的髖關節(jié)軟骨修復，在軟骨修復重建領域形成新的突破。