微创经皮骨穿刺注射自体红骨髓组织工程复合物治疗骨囊肿的临床应用研究

　　作者：杨新明 石 蔚 曾春萍 邹宇纬 孟宪勇 平立涛 李 金 苏立军 杨 峰 作者单位：河北北方学院附属第一医院,河北 张家口 075000

　　【摘要】 目的：探讨微创经皮骨穿刺注射自体红骨髓组织工程复合物治疗骨囊肿的临床疗效。方法：2004.1～2005.2月,对18例骨囊肿患者(男12例，女6例,平均年龄13岁;其中肱骨近端9例,股骨近端4例, 胫骨近端1例、远端1例,尺骨近端1、远端1例，桡骨远端1例)以玻璃酸钠为载体抽取自体红骨髓加入甲基强的松龙，在X线透视下,将2根骨穿针经皮分别自囊腔顶部和底部刺入骨囊肿内,抽去囊液,冲洗囊腔后注入复合物。其中14例注射1次,4例注射2次间隔2～3个月。结果：本组病例随访时间10～18月,平均14个月，骨愈合良好,无复发及并发症。根据Neer和Chrigira的X线评价骨囊肿愈合标准进行评估,本组18例治疗10个月后均达到Ⅳ级,骨囊腔完全愈合，愈合时间3～10个月,平均5个月，治愈率100%。结论：本方法治疗骨囊肿疗效确切、方法简单、不需手术、创伤小、痛苦轻、无并发症、费用较低、患儿及家长易于接受，是一种安全有效、治愈率高、便于基层医院推广使用的新型治疗方法。

　　【关键词】 骨囊肿;微创;自体红骨髓;移植;类固醇;甲基强的松龙;玻璃酸钠;组织工程

　　The Clinical Study on Bone Cysts Treated Percutaneous Injecting

　　TissueEngineering Complex of Autologous Red Bone Marrow

　　YANG Xingming, SHI Wei,ZENG Chunping,et al

　　Department of Orthopaedics,The First Affiliated Hospital,Hebei North University,Zhangjiakou 075000, Hebei China

　　【ABSTRACT】 Objective:To investigate the clinical effectiveness of tissue engineering complexation of autologous red bone marrow and methylprednisolone with sodium hyaluronate injected percutaneously in the treatment of bone cysts.Methods:The treatment of 18 cases with bone cysts was reviewed,which there were treated from January 2004 to February 2005. There were12 males and 6 females with an average age of 13 yearsold. The bone cysts were located in the proximal humerus(n=9),proximal femur(n=4),proximal tibia(n=1),distal tibia(n=1),proximal ulna(n=1),distal ulna(n=1),and distal radius(n=1).Under fluoroscopy, two fine bone marrow biopsy needls pierced the bone cysts from the top and the bottom of the cyst respectively.The intracystic fluid was drawn out,the cyst cavity was irrigated and then the tissue engineering complexation of autologous red bone marrow and methylprednisolone with sodium hyaluronate was injected in percutaneously.Among the 18cases,14 received 1 injection, 4 received 2 injections in 2 ～ 3 months interval.Results:The patients were followedup for 14 average months(10～18 months).All 18 cysts were cured satisfactorily and no complication or recurrence occurred during the treatment .According to Neer and the Chrigira classification standards on the new bone formation, all 18 cases were classified as grade Ⅳ. The time for bone cysts cavity to grew together again in 18 cases was 3～10 months(mean time 5 months). Conclusion:This method for the treatment of bone cysts has the following advantages :less pain, easy manipulation, low cost, no surgery, little invision, no complication and definite effect .

　　【 KEY WORDS】 Bone cysts; Microtraumatic method; Autologousred bone marrow; Transplantation; Steroid; Methylprednisolone; Sodium hyaluronate; Tissue engineering

　　骨囊肿是骨科骨肿瘤中一种常见的良性瘤样囊性病变，好发于儿童和青少年长骨干骺端，据统计占骨瘤样病损的22.68%。目前临床治疗方法较多,主要采取手术刮除病灶自体髂骨移植或充填异体骨或人工骨,骨穿刺后注射类固醇激素,自体红骨髓移植,克氏钢针钻孔引流持续减压等。但上述治疗方法有的创伤大、有的治愈率低，哪一种更为安全有效,复发率低,有待于定论。作者自2004年采用以玻璃酸钠为载体微创经皮骨穿刺注射自体红骨髓组织工程复合物对18例骨囊肿进行治疗,疗效满意,无一例复发，现报告如下。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料 本组共18例,男12例,女6例;年龄6～20岁,平均年龄13岁。骨囊肿部位:肱骨近端9例，其中1例2年前曾行刮除病灶异体髂骨移植术后复发;股骨近端4例;胫骨近端1例;远端1例;尺骨近端1;远端1例;桡骨远端1例;其中合并轻微病理性骨折6例，2例经保守治疗5个月后无效。骨囊肿面积最大者为4cm×5.5cm,最小者为1cm×2cm,平均2.4cm×3.5cm。其余病例就诊前均未接受其它治疗。

　　1.2 影像学检查 常规进行患肢正、侧位CRX线片检查,以了解骨囊肿的部位、面积、骨灰度和有无病理性骨折。确定病变部位后再行螺旋CT检查,以便掌握病变的CT值,进一步确定诊断,治疗后每2～3个月摄X线片了解治疗情况,病变愈合后每3～6个月摄X线片复查。

　　1.3 组织工程复合物的制备 材料：自体髂骨红骨髓(基质干细胞)，甲基强的松龙，玻璃酸钠(山东正大福瑞达制药有限公司)。复合物的制备：将上述材料的三种物质体外均匀混合后备用。

　　1.4 治疗方法 在X线C型臂透视下操作,手术野按骨科无菌手术要求消毒铺巾,局麻或基础麻醉下用两枚A、B事先标记好的16号骨穿针分别准确刺入骨囊肿两端内,穿入囊肿后常有明显落空感,拔出其中之一穿刺针芯后即有淡黄色或淡红色血性液体流出,用50ml注射器尽量抽去囊内液体,用骨穿针轻轻搔刮囊壁将囊肿残余间隔刺穿,保留该穿刺针A在囊顶部，穿刺针B在囊底，根据需要可行囊肿造影,囊腔用生理盐水彻底冲洗;同时助手用另一枚骨穿针连接抗凝注射器,在左右两侧髂嵴中后部至髂后上嵴处间隔2㎝选5～7个穿刺点，穿刺时避开骨骺,每点抽取红骨髓3～5 ml，抽取自体红骨髓总量为10～35ml,抽取后分别加入甲基强的松龙40～500mg、玻璃酸钠2～4ml均匀混合后,立即将注射器连接到骨囊肿部位的B穿刺针上。将上述自体红骨髓组织工程复合物注入囊腔,注入数秒钟后即可形成胶冻样结构，感觉有明显阻力同时A穿刺针自囊腔内有少许注射液体滴出，此时停止注射,注入骨囊腔内红骨髓的量平均为25ml。术后患肢常规行石膏外固定,6周后拆除石膏,2个月后上、下肢逐渐恢复正常活动。治疗后每2～3个月拍X线片复查1次,如有残余囊腔或囊肿未出现修复可重复注射,注射的次数根据囊肿的大小和对治疗的反应而定,间隔2～3个月注射1次,总疗程一般1～2次,直至痊愈。

　　2 结果

　　本组病例均得到随访,随访时间10～18个月,平均14个月，骨愈合良好,无复发。根据Neer和Chrigira的X线评价骨囊肿愈合标准进行评估,Ⅰ级:囊腔清晰大小无变化;Ⅱ级:囊腔可见但呈多房模糊;Ⅲ级:囊腔大部分硬化,仅遗留部分小囊腔;Ⅳ级:囊腔消失,完全愈合。本组18例治疗10个月后均达到Ⅳ级,其中14例注射1次,4例注射2次间隔2～3个月;平均治疗2～3个月后大部分病例囊腔出现硬化骨,密度增高,透光区开始模糊;3～4个月后囊腔大部分消失,残留小而模糊囊腔;5～6个月后囊腔进一步缩小,少数囊腔已消失;8～9个月后囊腔骨皮质变厚,骨小梁及部分髓腔开始贯通，绝大多数囊腔基本消失;10个月后骨囊腔完全愈合，治愈率100%。18例骨囊腔愈合时间3～10个月,平均5个月。

　　3 讨论

　　目前治疗骨囊肿的方法很多,以玻璃酸钠为载体微创经皮骨穿刺注射自体红骨髓组织工程复合物治疗骨囊肿的临床应用研究国内外报道少见，此方法可行性的理论依据及临床疗效主要表现在以下几方面。

　　3.1 病因学 骨囊肿的确切病因至今不清楚，其发病原因的假说很多。如发育异常与感染学说、阻滞学说、渗出液潴留学说、骨质吸收学说、静脉阻塞学说等，上述五种假说中骨内静脉阻塞学说是国内外公认骨囊肿的主要成因。

　　静脉阻塞学说：1970年Cohen在低压状态下向囊内注射造影剂，在囊肿的远端未发现有造影剂，且注射24h后囊内仍有造影剂存在，说明髓内中心静脉和囊壁的松质骨部位静脉回流受阻，因此提出“静脉阻塞”学说[1]。1983年Chigra等通过对骨囊肿内压测定发现骨囊肿内压较对侧肢体的骨髓内压增高，囊肿内液PO2明显低于对侧骨髓、动脉、静脉的PO2，而PCO2三者则无明显差别，且囊内压随着囊壁钻孔数目的增加而渐降低[2]，有力地支持了该学说。囊液中骨重吸收因子(bone resorptive factors)如前列腺素E2(PGE2)，白介素1β(IL1β)和蛋白水解酶等的发现，更进一步倾向于“静脉阻塞”学说：由于静脉阻塞导致囊内压持续增加，引起病灶骨坏死，渗出液潴留，其中单核细胞和多核细胞产生的IL1β刺激成骨细胞、成纤维细胞和其它结缔组织细胞产生PGE2，PGE2刺激破骨细胞导致骨吸收增加，渗出液的潴留，加速骨吸收，骨吸收抑制机制同时存在，但比骨吸收弱，形成恶性循环，囊肿进一步扩大[3];IL1β还可以通过直接刺激破骨细胞的前体增殖或成熟来增加破骨细胞数量。2000年Komiya等通过观测发现囊液内的硝酸还原酶和亚硝酸盐含量明显高于血清，囊液的IL6和IL1β的水平明显升高，囊液和囊壁内膜细胞的免疫染色均显示有含氮氧化物的合成。通过对囊肿包膜的细胞培养还发现，由于细胞分裂素的加入导致硝酸还原酶和亚硝酸盐含量升高，这些发现说明骨囊肿有利于含氮氧化物的合成[3]，骨囊肿形成与局部静脉梗阻有关。

　　3.2 本研究治疗方法原理和优点

　　骨囊肿治疗方法很多，传统的方法是刮除病灶自体髂骨移植或充填异体骨或人工骨，但术后复发率较高,据Delloge统计为35%,复发的病例再次手术仍有50%再复发[4]。复发与病变是否处于活动期及患儿手术治疗的年龄有关。Norman认为年龄愈小复发率愈高,活动期骨囊肿的复发率可高达40%。1973年Fathey和1977年Mckay认为囊壁可能对植骨的血管再生起屏障作用,故采取病灶次全切除加植骨和次全切除不加植骨治疗骨囊肿,去除屏障提高了治愈率;1993年王继孟等采用羟基磷灰石微粒人工骨与胎儿骨混合治疗骨囊肿[5]和2002年Bumci等采用打通髓腔治疗骨囊肿[6]使得复发率降低。以上各方法无疑大大增加了手术创伤性、破坏了骨的生物力学稳定性，并有骺板损伤、病理骨折、感染，住院费用高，患儿及家长难以接受等缺点。

　　笔者在吸取上述国内、外先进技术的基础上，根据骨囊肿形成的病因学说，综合国内、外文献,设计以玻璃酸钠为载体经皮微创穿刺注射自体红骨髓组织工程复合物治疗骨囊肿，具有以下原理和显著优点。

　　3.2.1 经皮微创穿刺囊腔引流骨囊肿和注射复合物:Chigira等[2]依据骨髓内静脉回流受阻是骨囊肿形成的主要学说,对侧正常骨髓腔内压力为3.2～3.5KPa，而骨囊肿内初压为4～4.4 KPa，将骨囊肿多处钻孔引流,清除囊肿内积液，随着囊壁钻孔数目的增加囊肿内压力逐渐减低,并改善了局部血循环,从而促进了骨囊肿愈合。本方法分别将两根骨穿针自囊腔的顶部和底部穿入囊腔内,囊腔顶部穿刺针作冲洗用,囊腔底部穿刺针作引流用，这样便于无阻力地彻底冲洗和引流囊腔。反之，当注入自体红骨髓组织工程复合物时，将囊腔底部穿刺针作为注入针，囊腔顶部穿刺针作为排气针，便于复合物注入，同时可以观测囊腔是否注满，当注满时有液体流出。

　　3.2.2 经皮微创骨穿刺注射甲基强的松龙：Shindell等[7]根据渗出液潴留学说和骨质吸收学说研究证实,骨囊肿积液中前列腺素水平可随着类固醇药物注射而降低,间接地促进骨囊肿的愈合。Changlong等[8]指出,此种方法成功的关键在于药物需长时间与细胞接触,如果药物在囊内被迅速吸收,则达不到治疗效果。类固醇药物首选甲泼尼龙琥珀酸钠即甲基强的松龙,它是一种合成的中效糖皮质激素,跟其他同类糖皮质激素比具有很强的抗炎、免疫抑制及抗过敏活性,可明显减少前列腺素和相关物质的产生、减少血管扩张及囊腔渗出、稳定溶酶体膜、抑制吞噬作用，减少炎症病灶周围的免疫活性细胞，仅有很低盐皮质激素作用;甲基强的松龙比同类药物分子量大，微结晶状,因不易被灭活，囊腔内吸收慢，局部作用时间长,而对全身无影响。其血浆半衰期为2.3～4h、生物半衰期为12～36h，而细胞内活性使得它们的血浆半衰期与药理半衰期有显著差异,即使在血浆中已检测不到,但其药理活性仍然持续存在。甲基强的松龙注入囊内后,囊壁纤维组织受到激素干扰,阻止了骨皮质膨胀,改善了骨内血液循环,促进骨细胞的分化与增生,诱导新骨生成，并能在细胞内中断活性破骨细胞的前列腺素合成,而达到治疗效果。通过囊内注射甲基强的松龙,可降低囊壁毛细血管通透性,抑制囊液的产生,降低囊腔内压力，为囊腔内成骨性修复作用提供了良好的环境。

　　3.2.3 经皮微创骨穿刺注射载体玻璃酸钠(HA)即施沛特：HA是广泛存在于人体内的生理活性物质，是一个葡萄糖醛酸和乙酰氨基己糖单位聚合而成的一种粘多糖，关节滑液和软骨基质的主要成分，是一种无菌、无毒、无抗原性、高分子量、高纯度、高粘弹性物质，具有减轻组织磨擦、对抗炎症、减少渗出、屏蔽刺激、消除疼痛和肿胀、促进修复作用。由于不与血细胞和蛋白相互作用等显示出良好的安全性。更主要以HA为载体增加了组织工程复合物的粘稠度，减少甚至不使穿刺针孔出现复合物的漏出。

　　3.2.4 经皮微创骨穿刺移植自体红骨髓：红骨髓是一个具有多种细胞成分的复杂器官,有造血及成骨功能。红骨髓的成骨能力来源于骨髓基质系统的间充质干细胞,它具有多种分化潜能,可向成骨系细胞、成纤维细胞、脂肪系细胞和网状细胞等方向分化。骨髓是唯一含有丰富的定向性和诱导性骨祖细胞的组织,且骨髓间叶细胞诱导成骨活性最强,尤其是在骨缺损的修复与重建过程中骨髓的促进骨生成作用明显增强。Lokiec等[9]依据骨质吸收学说和静脉阻塞学说，Delloye等[4]依据阻滞学说和渗出液潴留学说，应用此方法治疗骨囊肿，认为骨囊肿的愈合机制是骨囊肿内减压及骨髓的成骨双重作用，Yandow等[10]发现只要骨髓的注射量与吸出的囊肿内积液量相等，仅行一次骨髓注射，不需重复注射，骨的修复与重建更迅速。

　　3.2.5 自体红骨髓组织工程复合物是由玻璃酸钠、甲基强的松龙、自体红骨髓(骨髓基质干细胞)组成，由于三者具有安全可靠的药理学特性和组织学特征，其组合无毒副作用;相反，除了上述自体骨髓移植、甲基强的松龙、玻璃酸钠各自独特的优点外，复合物的构成使其相互作用加强，疗效持久，避免不良反应发生。

　　3.2.6 注意事项：

　　①注意适应证的选择,本方法最适合于儿童和青少年骨囊肿。年龄偏大者，因骨髓基质干细胞活力低，成骨作用差，易失败。

　　②确定双针位于囊腔内且保持通畅。若两针不相通,抽出囊液时,囊腔内形成负压,可导致囊壁和髓内血管破裂出血,使骨囊腔内压力迅速增高,血液从针孔溢出。这时即使加压注入复合物,也只有少量药物能进入骨囊腔内,导致治疗效果欠佳。故调整针的位置至两针通畅后方能注入药物。

　　③抽吸时尽量吸净囊肿内的淡黄色积液,直至抽出骨髓血时止。抽吸及注射均宜缓慢,避免由于囊肿压力的瞬间改变而引起剧痛。

　　④穿刺时尽量选用直径适当的穿刺针,避免在拔出穿刺针后过多的复合物从针孔溢出囊腔外。

　　⑤先拔出囊腔顶部穿刺针,继续自囊腔底部穿刺针加压注入复合物,然后保持压力拔出底部穿刺针。

　　⑥合并骨折的骨囊肿须先行石膏托外固定后再行骨囊腔内穿刺注射治疗,防止骨折端在穿刺时发生移位,导致畸形愈合。

　　⑦如果未出现修复可重复注射，理论上认为间隔3～4个月为宜,不能过于频繁,否则将损害骨的修复过程。

　　⑧穿刺后患肢不需特殊固定,但应避免剧烈运动。

　　总之，本课题设计目的是寻找一种新的具有科学性、实用性、可行性、不需手术、创伤小、痛苦轻、并发症少、费用低、患儿及家长易于接受、简便易行新型治疗方法，本方法与传统的疗法相比，因不需要特殊器械，操作安全易掌握，亦不需要住院，治愈率高，便于基层医院推广使用，开展此课题应用研究及成果推广具有较高的临床实用性和社会效益及经济效益。

　　【参考文献】

　　1 Cohen J.Etiology of simple bone cyst[J].J Bone Joint Surg(Am)，1970，52：14921497

　　2 Chigra M,Maehar S,Arita S,et al.The aetiology and treatment of simple bone cyst[J].J Bone Joint Surg(Br),1983，65：633637

　　3 Komiya S,Mintmitaion K,Sasaguri Y,et al.Simple bone cyst:treament by trepanation and studies on bone resorptive factors in cyst fluid with a theory of its pathogensis[J].Clin Orthop,1993,287：204211

　　4 Delloye C,Docqier PL,Cornu O,et al.Simple bone cyst treated with aspiration and a single marrow injection,A preliminary report [J].Int Orthop,1998,22：134138

　　5 王继孟，陈新国，王延宙，等.羟基磷灰石微粒人工骨与胎儿骨混合治疗孤立性骨囊肿的临床观察[J].中华小儿外科杂志, 1993,14(5)：282283

　　6 Bumic I，Vlahovic T.Significance of opening the medullar canal in surgical treatment of simple bone cyst[J]. J Pediar Orthop, 2002,22:125129

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　　8 Changlong YU,Astous JD,Finnegan M.Simple bone cyst the effeets methylprednisolone on synovial cells in culture[J].Clin Orthop,1991,262:3441

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　　10Yandow SM,Lundeen GA,Scott SM,et al.Autogenic bone marrow injection as a treatment for Simple bone cysts[J]. J Pediatr Orthop,1998,18:616620