距骨骨软骨损伤的发病机制与诊断治疗.pdf

中国医学前沿杂志（电子版）2014 年第 6 卷第 1 期40 骨科专栏 距骨骨软骨损伤的发病机制与诊断治疗赵斌，邢更彦（中国武警总医院骨科中心 关节四肢外科，北京100039）基金项目：武警总医院科研发展基金（WZ2009055）通讯作者：邢更彦 E-mail：【摘要】骨软骨损伤可以是患者踝关节损伤后期的并发症。通常出现慢性距骨疼痛，常伴随有踝关节创伤。对于急性和早期未分离的骨软骨损伤，推荐使用一定时期的支具和非负重治疗。而不稳定缺损和保守治疗失败者需要手术治疗。1背景距骨骨软骨损伤（osteochondral lesions of the talus，OLT）是造成慢性踝关节疼痛的原因之一。1856 年 Monro 第一个描述了在踝关节内的软骨松动体。在 1888 年 Konig 采用了膝关节剥脱性骨软骨炎来描述膝关节自发性软骨下骨坏死和关节软骨游离体的形成。在 1922 年 Kappis 采用同样的名称来描述踝关节的相似损伤。但是这个名称一般来描述一个通常会引起肿胀的炎性疾病过程。在 1959年 Berndt 和 harty 采用了经软骨距骨骨折的名称。后来还有一些其他名称，它包括：骨软骨骨折、距骨顶骨折。距骨骨软骨损伤通常发生在 20 30 岁之间。双侧发病者占 10%,并在男性中稍占优势。这种损伤在踝关节扭伤的发病率为 6.5%。但是通常这样的发病率是被低估的。这是由于普通 X 光片是不能检测到这种损伤的1。2病因学精确的距骨骨软骨损伤病因仍然不很清楚。虽然有些文献报道过非创伤的致病原因，但是仍有许多研究表明创伤是最可能的病因。Flick 和 Gould 回顾了文献中 500 例患者的损伤，结果发现，98%的距骨顶内侧和 70%的距骨顶外侧损伤与创伤有关系2。内侧软骨损害的病例与创伤因素的关系却不很密切。其他因素包括激素失调、内分泌和遗传因素、应用激素、酗酒和体质异常。Ferkel 等3提出一些先天和或获得性因素可以引发微血管血供减少，继而引发缺血。单纯的局部缺血就可以引起软骨损伤，受压骨可发生骨坏死，并引起软骨下骨折和塌陷3。3损伤机制有两种常见的距骨骨软骨损伤类型。一种是距骨顶前外侧损伤，是由于踝关节背屈和内翻时，与腓骨挤压形成。另一种是距骨顶后内侧损伤，是由于踝关节跖屈和内翻时，与踝关节胫骨面挤压形成。创伤可以是单独的一次损伤，也可以是不断的微小创伤。关节软骨表面反复的负荷或过度应力可引起微创伤，使胶原纤维超微结构断裂和水合作用增加，从而导致细胞变性和坏死，进而造成软骨表面出现裂隙，软骨下骨增厚。这些结构改变不包括由单一关节损伤引起的深层软骨骨折。外力可以产生张力、剪切力和软骨表面的液压力，因而导致关节损伤，例如产生软骨裂隙或软骨碎片和骨折。在这种状况下，软骨下骨未被波及，创伤性坏死的病变局限于软骨细胞层，边缘处细胞通过自发性代谢和线粒体激活来修复病变，因为没有炎性反应和出血发生，受损软骨组织无法自行修复。骨软骨骨折时，外力可以贯穿软骨板达软骨下的骨组织层。细胞活性增加，细胞再生和类软骨母细胞的分化促进病变重建，产生新的纤维软骨区。由于损伤引起局部骨出血和炎性反应激活，在骨与软骨分离的层面之间有血肿形成，进而转变成为纤中国医学前沿杂志（电子版）2014 年第 6 卷第 1 期41 骨科专栏 维组织。大量生长因子的激活刺激细胞血管的长入和间质中类软骨母细胞的分化，这使新生的基质中含有大量 2 型胶原和少量 1 型胶原，从而产生类似正常软骨的组织。修复组织通常会进行塑型改造或保持原样。在骨组织的部位，新组织中含丰富的类成骨细胞，它们成熟并在局部产生新的骨组织。软骨组织的修复质量似乎取决于病变的范围：病变范围越大，修复就越难。但关节负荷在病变或软骨修复的进程中也起重要的作用。在超重的患者中，过度负荷可导致修复过程的延长，加快软骨病变表面的破坏。制动和无法负重均降低关节的自我修复能力，使软骨病变加重的危险增加。反之，被动活动、减肥、限制负重和关节部分负荷均可刺激生物修复反应。4临床表现典型的表现是在以前存在踝关节扭伤病史后，出现持续慢性踝关节疼痛。疼痛通常存在损伤的特殊部位。可以出现反复肿胀、无力、僵硬和弹响。经常反复出现踝关节扭伤的患者会抱怨踝关节不稳定。皮肤点触觉模糊。在踝关节跖屈时距骨顶的前外侧存在压痛，提示距骨前外侧骨软骨损伤。而在踝关节背屈时距骨顶的前内侧存在压痛，提示距骨后内侧骨软骨损伤。检测踝关节不稳定包括前抽屉试验、内外翻应力试验。测量踝关节活动度并与对侧对比。体检应除外神经与血管性疼痛。在踝关节损伤的急性期还应除外合并的韧带损伤和腓骨骨折或胫骨远端骨折。普通 X 光片缺乏检测软骨损伤和软骨分离移位的能力。CT 也缺乏对关节软骨损伤的检测。骨扫描可以对普通 X 光片显示阴性的骨软骨损伤进行评价。其具有对骨软骨损伤 94%的灵敏性和96%的特异性。MRI 可以评价关节软骨和软骨下骨损伤的能力，并且对周围软组织的损伤也可以检测。有报道 MRI 对距骨骨软骨损伤与关节镜的术中发现很接近4。5分型与分期Berndt 和 Harty1在 1959 年对骨软骨损伤第一次应用普通 X 光片进行了分期：第一期；软骨下骨压迫。第二期：骨软骨碎片的部分分离。第三期：骨软骨碎片的完全分离但没有移位。第四期：骨软骨片的完全分离与移位。后来，Loomer和 Coworkers 修改了这个分期5，并包括了第五期：软骨下骨囊肿。其他分期是由 MRI 的发现中发展而来的。Hepple 和他的同事在 1999 年以 Berndt 和Harty 的分型基础上修正了 MRI 分型6。1 期：代表了只有关节软骨损伤；2A 期：代表了软骨下骨折的关节软骨损伤和骨髓水肿；2B 期：与 2A 期相似，只是没有骨髓水肿；3 期：代表了分离的骨软骨片但没有移位；4 期：骨软骨片移位；5 期：软骨下骨囊肿形成。Pritsch 等7是第一次采用关节镜通过评价软骨质量来对骨软骨损伤进行分级。Cheng 等8又进一步发展了关节镜对距骨骨软骨损伤的分期。A期：关节软骨是平滑和完整的，但比较柔软，B 期：关节软骨表面粗糙；C 期：纤维化或具有裂缝的软骨形成；D 期：出现骨软骨片层或骨质外露；E 期：骨软骨片分离但无移位；F 期：骨软骨层分离并移位。关节镜对骨损伤的评价尚存在不足。6 治疗临床上对于距骨骨软骨损伤的治疗策略存在着极大的不同。从非手术治疗到软骨的生物修复和再生，许多人建议根据损伤的分期为基础来进行治疗9。另一些人建议根据损伤的范围来决定治疗：损伤范围大于 1.5 cm 的需要手术治疗10。6.1非手术治疗对于Berndt和Harty的1期患者，采取保守治疗是没有分歧的。非手术治疗包括休息或避免剧烈体育活动。起初需要不负重并佩戴支具。有报道提出 Berndt 和 Harty 的 1 期和 2 期患者需要保守治疗 1 年以上后再决定是否手术治疗11。6.2手术治疗保守治疗无效或 Berndt 和 Harty的 2 5 期的患者可以考虑手术治疗。距骨骨软骨损伤的手术治疗包括手术切除，并进行刺激纤维软骨生长的治疗，例如微骨折、磨削或经软骨的钻孔。如果骨软骨片很大，可以进行保护距骨顶的钻孔、植骨或内固定。其他的方法有松质骨植骨或骨软骨移植，可通过自体、异体或细胞培养来进行。6.2.1刨削、微骨折或钻孔这些方法可以治疗完全分离的，但是没有移位或无需内固定的骨软骨损伤。刨削、微骨折或钻孔手术可以在关节镜下也可中国医学前沿杂志（电子版）2014 年第 6 卷第 1 期42 骨科专栏 以开放手术进行。需要完全切除病变为基础。去除损伤表面的碎屑和失去生机组织。手术穿透软骨下骨组织可使骨内的血管破裂，释放出生长因子形成纤维蛋白凝块，刺激局部产生新血管，诱导新生细胞产生，进入软骨缺损处，最终的修复成分为纤维软骨。为了产生血管再生，钻孔可以从内踝或者外踝或者逆行经距骨进行。经内踝或者外踝的方法都要通过关节面进行，Kumai 等12报道临床与影像学都显示病变有所改善。逆个行经距骨到达病变部位的方法是通过距下关节的距骨窦进行的。这个技术的优点是不会破坏关节表面。Taranow 等13评价了这种技术在 81%的患者中获得了好的临床疗效。Kono 等14评价了两种技术，结果逆行钻孔在1 年后的关节镜检查中优于经关节面的钻孔方法。但是应用美国骨科足踝协会踝-后足评分进行测评后发现两种技术在 2 年后没有显著性差异。逆行钻孔技术可以与骨移植一起为关节完整距骨骨软骨损伤提供治疗。它不仅可以提供再血管化的通道，也可以使移植骨提供骨诱导与传导作用。这种技术为关节完整的大的软骨下囊肿提供了理想的治疗方法15-18。6.2.2自体或异体移植骨软骨异体移植（OCA）可以治疗大面积骨软骨损伤，但是免疫排斥反应限制了其临床应用。许多学者支持应用骨软骨自体移植或马赛克技术治疗大面积骨软骨损伤。这种技术要求从同侧的膝关节非负重区域例如内外侧股骨髁部或同侧距骨关节突的内外侧获得19-21。Hangody 等22报道在大于 1 cm 的损伤或不稳定距骨损伤的患者应用自体骨软骨移植，随访 2 7 年结果显示良好和优秀者为 94%。其他学者也对自体骨软骨移植进行了踝关节疼痛与功能、关节镜和 MRI 测评，结果良好的患者中并没有发现供区的并发症。自体骨软骨移植的困难在于修复损伤面积的受限与移植填充后留有死腔存在，结果会出现纤维软骨填充在移植骨中。由于移植软骨的厚度的差别，也会出现移植区的关节面不平整。Anderson 等23应用新鲜同种异体骨移植治疗 OLT，采用踝关节前外侧入路，并没有进行内踝的截骨，11 位患者 12 例踝关节，年龄从 26 57 岁，平均为 35.5 岁，每位患者之前都进行过手术（1 5 次），平均 1.8 次，平均随访38 个月，结果术后 90%OMAS 评分满意，1 例出现骨关节炎。Haene 等24也应用新鲜同种异体骨移植治疗方法，16 例患者 17 例踝关节平均随访 4.1年，结果 2 例（17 例）进行了翻修，5 例手术结果出现失败。作者提醒这种治疗方法存在高风险。6.2.3自体软骨细胞移植自体软骨细胞移植在膝关节软骨缺损的治疗被广泛报道。这种技术被分为两部分，先在体外进行软骨细胞的收集和扩增，再将细胞移植到软骨损伤部位。Koulalis 等25用这种技术对距骨骨软骨损伤治疗获得了良好效果。在6 个月后的关节镜检查发现缺损部位完全修复。在8 例患者中，7 例的修复软骨组织检查显示为透明软骨形成。相似技术 Giannini 等26也有报道。应用骨髓间充质干细胞结合凝胶体外培养通过关节镜技术治疗 OLT。其技术的优点在于修复的缺损面积没有限制以及供区没有并发症。平均随访 29 个月结果良好，但是组织学检查没有发现有透明软骨形成。6.3体外冲击波疗法体外冲击波疗法主要用来治疗运动系中的某些骨骼和软组织疾病，如骨折延迟愈合、不愈合，股骨头坏死，以及肌腱末端病如钙化性冈上肌腱炎、足底筋膜炎、跟腱炎等，具有微创、安全、有效、廉价等优点。邢更彦教授30在国际上首次采用体外冲击波疗法（ESWT）结合踝关节镜治疗距骨骨软骨损伤取得非常满意的效果。6.4其他治疗方法在距骨的骨髓水肿治疗中，伊洛前列素（Iloprost）已经应用。它的适应证包括 1 期的没有软骨下骨折或塌陷。Aigner 等27应用伊洛前列素在 3 个月内将 MRI 检查发现的骨髓水肿治愈。它的机制是作用于骨髓和松质骨坏死的血运。伊洛前列素理论上提高和调节了血运。伊洛前列素还成功应用在儿童早期无菌性骨坏死的治疗中28。富含血小板血浆（PRP）也应用在 OLT 的治疗。Guney 等29采用微骨折结合 PRP 技术，结果显示疗效优于单纯的微骨折技术。7总结距骨骨软骨损伤早期诊断需要一些指征。慢性踝关节疼痛或功能障碍可以是距骨软骨下骨的损伤中国医学前沿杂志（电子版）2014 年第 6 卷第 1 期43 骨科专栏 和关节表面的退化结果。距骨骨软骨损伤的发病率至今仍不是很清楚，一般与外伤有关。踝关节内翻伴背屈会损伤距骨顶的外侧，内翻伴跖屈会损伤距骨顶的内侧。早期稳定的损伤（1 或 2 期）可以保守治疗，而（3 5 期）需要手术治疗。参考文献1 Berndt AL,Harty M.Transchondral fractures(osteochondritis dissecans)of the talusJ.J Bone Joint Surg Am,1959,41-A:988-1020.2 Flick AB,Gould N.Osteochondritis dissecans of the talus(transchondral fractures of the talus):review of the literature and new surgical approach for medial dome lesionsJ.Foot Ankle,1985,5(4):165-185.3 Ferkel RD,Flannigan BD,Elkins BS.Magnetic resonance imaging of the foot and ankle:correlation of normal anatomy with pathologic conditionsJ.Foot Ankle,1991,11(5):289-305.4 Verhagen RA,Maas M,Dijkgraaf MG,et al.Prospective study on diagnostic strategies in osteochondral lesions of the talus.Is MRI superior to helical CT?J.J Bone Joint Surg Br,2005,87(1):41-46.5 Loomer R,Fischer C,Lloyd-Schmidt R,et al.Osteochondral lesions of the talusJ.Am J Sports Med,1993,21(1):13-19.6 Hepple S,Winson IG,Glew D.Osteochondral lesions of the talus:a revised classificationJ.Foot Ankle Int,1999,20(12):789-793.7 Pritsch M,Horoshovski H,Farine I.Arthroscopic treatment of osteochondral lesions of the talusJ.J Bone Joint Surg Am,1986,68:862-865.8 Cheng MS,Ferkel RD,Applegate GR.Osteochondral lesions of the talus:a radiologic and surgical comparison.Presented at the Annual Meeting of the American Academy of Orthopedic SurgeonsJ.New Orleans,1995:16-21.9 Canale ST,Belding RH.Osteochondral lesions of the talusJ.J Bone Joint Surg Am,1980,62(1):97-102.10 Martin DF,Baker CL,Curl WW,et al.Operative ankle arthroscopy.Long-term follow-upJ.Am J Sports Med,1989,17(1):16-23.11 Tol JL,Struijs PA,Bossuyt PM,et al.Treatment strategies in osteochondral defects of the talar dome:a systematic reviewJ.Foot Ankle Int,2000,21(2):119-126.12 Kumai T,Takakura Y,Higashiyama I,et al.Arthroscopic drilling for the treatment of osteochondral lesions of the talusJ.J Bone Joint Surg Am,1999,81(9):1229-1235.13 Taranow WS,Bisignani GA,Towers JD,et al.Retrograde drilling of osteochondral lesions of the medial talar domeJ.Foot Ankle Int,1999,20(8):474-480.14 Kono M,Takao M,Naito K,et al.Retrograde drilling for osteochondral lesions of the talar domeJ.Am J Sports Med,2006,34(9):1450-1456.15 Mallon WJ,Wombwell JH,Nunley JA.Intra-articular talar fractures:repair using the Herbert bone screwJ.Foot Ankle,1989,10(2):88-92.16 Pettine KA,Morrey BF.Osteochondral fractures of the talus.A long-term follow-upJ.J Bone Joint Surg Br,1987,69(1):89-92.17 Schuh A,Salminen S,Zeiler G,et al.Results of fixation of osteochondral lesions of the talus using K-wiresJ.Zentralbl Chir,2004,129(6):470-475.18 Kumai T,Takakura Y,Kitada C,et al.Fixation of osteochondral lesions of the talus using cortical bone pegsJ.J Bone Joint Surg Br,2002,84(3):369-374.19 Gross AE,Agnidis Z,Hutchison CR.Osteochondral defects of the talus treated with fresh osteochondral allograft transplantationJ.Foot Ankle Int,2001,22(5):385-391.20 Karlock L,Catanzariti A.The application of allograft bone in foot and ankle surgeryJ.J Foot Ankle Surg,1996,35(5):440-451.21 Scranton PE Jr,McDermott JE.Treatment of type V osteochondral lesions of the talus with ipsilateral knee osteochondral autograftsJ.Foot Ankle Int,2001,22(5):380-384.22 Hangody L,Kish G,Modis L,et al.Mosaicplasty for the treatment of osteochondritis dissecans of the talus:two to seven year results in 36 patientsJ.Foot Ankle Int,2001,22(7):552-558.23 Anderson DD,Tochigi Y,Rudert MJ,et al.Fresh osteochondral allografting for osteochondral lesions of the talusJ.Foot Ankle Int,2010,31(4):283-290.24 Haene R,Qamirani E,Story RA,et al.Intermediate outcomes of fresh talar osteochondral allografts for treatment of large osteochondral lesions of the talusJ.J Bone Joint Surg Am,2012,94(12):1105-1110.25 Koulalis D,Schultz W,Heyden M.Autologous chondrocyte transplantation for osteochondritis dissecans of the talusJ.Clin Orthop Relat Res,2002,(395):186-192.26 Giannini S,Buca R,Grigolo B,et al.Autologous chondrocyte transplantation in osteochondral lesions of the ankle jointJ.Foot Ankle Int,2001,22(6):513-517.27 Aigner N,Petje G,Steinboeck G,et al.Treatment of bone-marrow oedema of the talus with the prostacyclin analogue iloprost.An MRI-controlled investigation of a new methodJ.J Bone Joint Surg Br,2001,83(6):855-858.28 Petje G,Radler C,Aigner N,et al.Pharmacological mana-gement of aseptic osteonecrosis in childrenJ.Expert Opin Pharmacother,2004,5(7):1455-1462.29 Guney A,Akar M,Karaman I,et al.Clinical outcomes of platelet rich plasma(PRP)as an adjunct to microfracture surgery in osteochondral lesions of the talusJ.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc,2013 Epub ahead of print.30 邢更彦，张鹏礼，史展，等体外冲击波疗法联合踝关节镜治疗距骨骨软骨损伤 J中国矫形外科杂志，2011，12（12）：978-981收稿日期：2014-01-02