分享

膝关节骨性关节炎的退行性半月板:从病理学到治疗

 Zhaojunchao404 2022-10-17 发布于天津


在这篇综述文章中,我们介绍了膝关节 OA 中涉及的半月板的关键病理学以及可以防止膝关节 OA 发生/进展的半月板治疗。虽然膝关节 OA 被认为是一种软骨疾病,但我们推测半月板的参与程度比最初想象的要多得多。

膝关节骨性关节炎是一种常见的退行性关节疾病,以慢性膝关节疼痛和日常生活中的残疾为特征。病变可累及软骨以及滑膜、骨、韧带和半月板,表明膝骨关节炎的病理复杂。
  • 半月板撕裂可引发和发展膝关节骨性关节炎,对半月板在负荷分布、减震和膝关节稳定性中的重要作用产生有害影响。
  • 退行性半月板病变常见于老年人,但对骨关节炎的预后影响较小。然而,它们通常伴有半月板挤压,这大大降低了半月板的功能并增加了膝关节骨关节炎的风险。
  • 当需要手术治疗时,应尽可能修复半月板撕裂,以保留半月板功能。长期研究表明,与部分半月板切除术相比,半月板修复后的临床结果更好,退行性骨关节炎变化更少。
  • 对于半月板挤压修复,已经提出了集中技术,包括将半月板 - 包膜复合体缝合到胫骨平台的边缘。
  • 骨生物制剂的进步,例如富含血小板的血浆或干细胞疗法,有可能阻止骨关节炎的发生或进展。
  • 长期研究表明,与部分半月板切除术相比,半月板修复后的临床结果更好,退行性骨关节炎变化更少。


简介

膝关节骨性关节炎 (OA) 是最普遍的退行性肌肉骨骼疾病之一,具有多种已知风险因素,包括老年、女性、错位、肥胖、遗传因素和外伤。由于人口老龄化,全球膝关节 OA 或初次膝关节置换手术的数量正在增加 ;因此,需要基于更好地了解膝关节 OA 的病因/病理学的治疗和预防措施。然而,由于膝关节 OA 的病理复杂,临床上没有有效的药物治疗,因为这种疾病会影响整个膝关节的结构,包括关节软骨、软骨下骨、滑膜、韧带和半月板 。近来,半月板已成为膝关节 OA 发生/进展研究的焦点。

半月板切除术用于治疗半月板撕裂,但众所周知,它会降低半月板功能,并且在长期随访期间通常会引发和发展膝关节OA 。这表明半月板在 OA 的开始/进展中起着关键作用。然而,半月板的退行性撕裂,即使不显着,并不总是会引起明显的膝关节症状,例如疼痛、疼痛或僵硬,因此并非所有退行性半月板撕裂都需要进行半月板手术。然而,最近的磁共振成像 (MRI) 研究表明,半月板具有多种病理,这些病理会显着影响半月板的箍功能并倾向于引发膝关节 OA 。一个有代表性的案例是半月板挤压,尤其是伴有半月板根部撕裂时,这与简单的退行性撕裂有很大不同。图1)。患者多为中年或老年人,轻微外伤后出现急性剧烈疼痛,,在通过 MRI 或超声诊断时未能注意这些病理可能会导致失去防止进展为 OA 的机会窗口。



图1
膝关节骨关节炎 (OA) 进展方案。在膝关节 OA 中,软骨退化会根据几个危险因素逐渐进展,包括年龄、性别、遗传因素、骨质量指数、肌肉、排列和创伤。膝关节症状随着反复改善和加重而逐渐进展,早期膝关节OA发展为晚期膝OA。通常在老年人中观察到的退行性半月板撕裂也会逐渐进展,但它们不会显着影响 OA 的预后。相比之下,半月板挤压,特别是当随后出现内侧半月板后根撕裂时,是膝关节 OA 发生/进展的关键因素,因为它导致软骨的半月板覆盖率降低 。这是与简单的退行性半月板撕裂完全不同的病理学 。随着 OA 的进展,通常会观察到滑膜炎症和骨赘形成。办公自动化;骨关节炎; 体重指数;体重指数。


半月板的结构和功能

1、结构:

  • 半月板是位于股骨髁和胫骨平台之间的纤维软骨,覆盖了胫骨平台的一半以上 。

  • 半月板的作用是负载分布、润滑和膝关节的稳定性 。

  • 这些功能的特点是半月板的主要成分,例如水、胶原蛋白和糖胺聚糖。

2、功能:

  • 关节间隙变窄和半月板切除术之间的临床关联表明半月板在负载传递中的重要功能 。几项实验室研究证实,与完整的膝关节相比,完全去除半月板会导致隔室的接触面积减少 40-50%,峰值接触应力增加 2 到 3 倍,这可能会导致压力增加集中在关节软骨和软骨下骨。在负重期间加载到半月板的轴向力通过半月板的圆周胶原纤维转化为拉伸应变,表示为箍功能 。前半月板根部和后半月板根部的附着位点对这一功能至关重要,因为它们将半月板稳定到胫骨。

  • 半月板的细胞根据它们的位置而不同;外区细胞被归类为成纤维细胞,内区细胞类似于纤维软骨细胞 。血管化仅限于半月板外周的 10-30%,因此即使在半月板修复后,半月板无血管病变的愈合潜力也很差。


半月板病理学和膝关节 OA

1、创伤性半月板撕裂:

  • 半月板撕裂可能是由创伤性膝关节损伤引起的,也可能是由于退行性变化而没有创伤性发作。

  • ESSKA(欧洲运动创伤学、膝关节外科、关节镜学会)欧洲半月板共识小组将创伤性半月板损伤定义为与足够的膝关节损伤和突然发作的膝关节疼痛相关的半月板撕裂。

  • 由于缺乏确凿的证据,尚未阐明青少年创伤性半月板损伤或与运动损伤相关的自然过程。

  • 创伤性半月板撕裂单独发生,但通常与韧带损伤,尤其是前交叉韧带 (ACL) 损伤一起被发现。

  • 半月板的形态撕裂模式可包括纵向、径向、水平和瓣撕裂。

  • MRI是评估半月板的有用方法(图 2) 并具有高达 90% 的诊断准确率值 。从半月板的环向功能的角度来看,从内部自由边缘到外围横切半月板的径向撕裂导致负载分布的大量损失。同样,后根撕裂严重影响膝关节的生物力学。

  • 外侧半月板 (LM) 后根撕裂通常伴有急性 ACL 损伤 ,而内侧半月板后根撕裂(MMPRT)通常发生在中老年患者身上,表现为轻微创伤后的急性剧烈疼痛。

  • MMPRT 以相当于完全半月板切除术的方式显着增加内侧胫骨平台的接触压力,并可能导致软骨下功能不全性骨折或骨髓水肿。如稍后部分讨论的,这种病理学已被认为是膝关节 OA 进展的强风险因素。



图 2右膝半月板正常。( A ) 正常半月板的冠状面观。箭头表示 MM。箭头表示 LM。( B ) 使用 SYNAPSE 3D 软件(日本产品名称:SYNAPSE VINCENT;FUJIFILM Corporation,Tokyo,Japan)重建的 3D MRI 视图。MM,内侧半月板;LM,外侧半月板;MTP,内侧胫骨平台。


2、退行性半月板病变:

  • 退行性半月板病变 (DML) 定义为 35 岁以上患者发生的没有膝关节外伤史的半月板病变 。DML 发展缓慢,通常涉及水平切割。

  • MRI可以识别老年人与关节面通信的线性半月板内信号;这种现象被认为是退化过程。

  • 关节镜下半月板切除术时半月板撕裂的组织学表明,40 岁以上患者的半月板撕裂与半月板细胞结构减少有关 。

  • 一项人类新鲜尸体研究表明,老年患者的半月板细胞密度降低或弥漫性细胞增多,以及细胞肥大和异常细胞簇。这些发现表明退化的半月板更容易受到伤害。

  • 一项多中心研究表明,与未显示 OA 进展的对照组相比,在 30 个月的随访期间显示 OA 进展的老年人在基线 MRI 中明显出现更多的半月板损伤。

  • 一项为期 10 年的队列研究表明,在基线 MRI 中明显存在内侧半月板 (MM) 损伤的中年人,与没有半月板损伤的人相比,放射学 OA 有显着进展。这些研究表明,DML 与 OA 的发生高度相关。相反,与对照患者相比,发生 OA 的患者的 MM 病变(撕裂或变性)发生率没有显着提高,尽管与对照组相比,MM 挤出在基线时更为常见。

  • 卡茨等人进行了一项多中心随机对照试验,涉及有症状的轻度至中度 OA 和退行性半月板撕裂的患者,以比较关节镜下半月板部分切除术 (APM) 与物理治疗 (PT) 后的功能结果。在 5 年的随访中,两组的疼痛均有显着改善;然而,1.8% 的 PT 组和 9.8% 的 APM 组进行了 TKA,在随机接受 APM 的患者中,TKA 的比例更高。DML 和 OA 之间的关系仍然存在争议(图1)。 


3、半月板挤压:

  • 半月板突出是半月板体超出胫骨平台最外缘的位移 ,通常伴有 OA(图 3)径向撕裂或半月板后根撕裂。哈达等人报道,在早期膝关节 OA 患者中,MRI 经常检测到胫骨内侧骨赘,这表明与 MM 挤压 (MME) 密切相关 。相反,Krych 等人报道,连接半月板下边缘和胫骨平台周边的半月板韧带断裂会导致半月板挤压。



图 3右膝内侧半月板突出。(一)在冠状视图(白色箭头)中证实了内侧半月板挤压。在内侧隔室中观察到软骨缺损。( B ) 3D MRI 视图显示 MFC 中的软骨缺损(白色箭头)。( C ) 关节镜检查结果表明 MTP 的半月板覆盖率降低以及 MFC 和 MTP 中的软骨缺损。( D ) 3D MRI 视图显示 MM 挤压(白色箭头)和 MTP 中的软骨缺损(黑色箭头)。MM,内侧半月板;LM,外侧半月板;MFC,股骨内侧髁;MTP,内侧胫骨平台。

  • 半月板挤压导致胫骨平台的覆盖减少,从而导致软骨的负荷增加。因此,与半月板撕裂和软骨缺损相比,半月板挤压与关节间隙变窄的相关性更强 ,并且半月板挤压是 OA 疾病进展的独立预测因素 。Knee Osteoarthritis Initiative 的数据库表明,发生 OA 的患者 MM 撕裂或变性的发生率并没有显着高于对照组患者;然而,在病例中,MME 在基线时比在对照中更常见。此外,患有 MME 的 OA 患者比没有 MME 的患者更常见膝关节疼痛 。

  • MMPRT 是 MME 的一个重要原因,导致半月板箍功能丧失,同时也加速膝关节 OA 退行性变化的进展(图1)MMPRT 的生物力学与全半月板切除术后观察到的相似;因此,MMPRT 是膝关节 OA 的一个强风险因素。

  • MME 被广泛接受的阈值是半月板体的位移超过 3 毫米 。然而,尚未确定符合病理变化的移位量。一些评分系统已针对 2D 冠状位 MRI 数据进行了描述:0 级 = 无挤压;1级=部分挤压;2 级 = 完全挤压,与关节空间没有任何接触。MME 也可以作为挤压的相对百分比评分,0 级 = 无挤压;1级=≤50%挤压;和 2 级 ≥ 50% 挤压。同样,它可以作为 OA 半定量 MRI 评分系统的一部分进行评分,0 级 = <2 mm;1 级 = 2–2.9 毫米,2 级 = 3–4.9 毫米;和 3 级 = > 5 毫米。

  • 最近建立了用于重建膝关节软骨和半月板 3D 形态的全自动分割,并且可以通过半月板挤压宽度或体积以及评估半月板覆盖胫骨平台的百分比来评估半月板挤压。

  • 超声波也可用于检测半月板挤压,它可以确定 MME 中负重位置的影响 MME 被认为是 OA 的典型病理学,也是 OA 开始/进展的既定风险因素(图1); 因此,进一步阐明 MME 将为预防 OA 带来新的干预措施。


退行性半月板病变的治疗

1、半月板切除术与保守治疗:

  • 众所周知,半月板切除术会导致长期的影像学和症状性 OA。费尔班克是第一个描述半月板切除术后发生的放射学变化的人。

  • 彭加斯等人根据 Kellgren 和 Lawrence 分级,在全半月板切除术后平均进行了 40 年(33 至 50 年)的随访,发现膝关节 OA 的发生率为 81%,而非手术膝关节的发生率仅为 18% 。总体而言,13% 的患者在随访时已经接受了 TKA,与地理和年龄匹配的同龄人相比,这些患者的 TKA 发生率增加了 132 倍。

  • 一项为期 16 年的对孤立性半月板撕裂的部分半月板切除术的随访研究表明,与匹配的对照组相比,半月板切除术导致放射学和症状性股胫骨 OA 的高风险,即使半月板切除量有限。与较差结果相关的因素包括退行性半月板撕裂和广泛切除。

  • 这些研究表明,半月板切除术会在以后的生活中导致有症状的 OA,即使是在半月板的小部分切除之后也是如此。尽管如此,部分半月板切除术仍然是一种流行的外科手术,特别是对于有症状的 DML。

  • 比较 APM 和 PT 治疗症状性 DML 的随机临床试验表明,在短期或中期随访中,患者的客观结果没有显着差异 。一项多中心、随机、双盲、假手术对照试验表明,APM 后的结果并不比假手术后的结果好。这些结果表明应避免不必要的半月板切除术,尤其是在 DML 的情况下。ESSKA 共识小组建议,只有在适当的标准化临床和放射学评估以及对非手术治疗的反应不令人满意时,才应考虑在 DML 中进行 APM。

  • 关于创伤性半月板撕裂,在至少 20 年的随访研究中,ACL 重建后发生中度至重度 OA 的患病率是 29%,并且对于存在 OA 的统计学显着因素的优势比为 3.0半月板切除术 。OA 进展的证据不足以证明创伤性半月板撕裂;然而,在长期随访中,半月板切除术会引起与 DML 病例相似的 OA 变化。


2、 半月板保留手术:

  • 当半月板撕裂需要手术治疗时,首选应该是半月板修复以保留半月板功能。随着保留半月板概念的发展,半月板修复与半月板切除术的比例逐渐增加。已经对半月板血管区域内的纵向撕裂进行了半月板修复。尽管据报道半月板修复的再手术率高于半月板切除术,但在 10 多年的随访后,半月板修复中观察到的退行性放射学变化少于 APM 。

  • 一项超过 10 年的回顾性研究表明,半月板修复提供了比 APM 更好的功能评分,并且放射学评分也密切相关。这些发现支持半月板修复可以在长期随访期间防止 OA 进展的观点,尽管需要进一步的前瞻性随机研究来证实。基于这些发现,随着半月板修复技术和骨科生物技术的改进,半月板修复的适应症不断扩大。

  • 在急性 MMPRT 的情况下,由于软骨退变进展的高风险,应该认为手术修复比其他半月板损伤更必要。因此,通过 MRI 进行准确诊断并抓住治疗机会之窗至关重要。

  • 半月板根部修复通常通过将缝合线穿过半月板根部并将它们拉过胫骨隧道以将根部重新连接到胫骨来进行。当失败被定义为转换为 TKA 或最终 Lysholm 评分不佳时,据报道 5 年和 7 年的高生存率分别为 99% 和 95%。尽管获得了良好的愈合状态和临床结果,但在大多数情况下仍存在半月板挤压。集中技术的增强将减少这种半月板挤压并在较长时间内保持半月板功能。

  • 为防止 OA 进展,应尽可能早考虑 MMPRT 修复。对于活跃的老年人,MMPRT 修复伴随胫骨高位截骨术 (HTO) 通常适用于这种病理。

  • 半月板集中最近已被开发用于治疗半月板挤压。科加等人首次报道了通过使用缝合锚钉将附着于半月板的囊缝合到胫骨平台边缘来对挤压的 LM 进行关节镜集中处理。在 2 年的随访中获得了令人满意的临床结果和 MRI 上的半月板挤压显着减少 。此外,影像学评估显示关节间隙宽度增加长达 2 年。

  • 中心化也被用作 MMPRT 修复 或半月板同种异体移植的增强。生物力学研究提供了通过该程序恢复半月板负荷分布功能的证据 ;因此,它有可能阻止进展为 OA。


3、膝关节截骨术:

  • 当小腿对线不良作为半月板病理的一部分存在时,仅使用半月板保留手术来预防退行性变化是困难的 。因此,膝关节截骨术被考虑与半月板保留手术相结合,这可以纠正错位以减少对受损软骨的负荷。用于内翻对齐的最常见截骨术是内侧开口楔形 HTO 或外侧闭合楔形 HTO。系统评价显示 HTO 后运动/工作恢复良好。

  • 此外,与单独使用 HTO 相比,HTO 与半月板集中相结合,显示出更大的关节空间扩大。

  • 相反,Choi 等人和 Astur 等人报道随访 MRI 显示单独 HTO 后 MM 挤压减少。

  • 需要进一步的研究来阐明半月板手术与 HTO 的结合是否可以避免较长时期内对关节成形术的需要。


4、半月板置换:

  • 半月板切除术后半月板缺损已在临床上进行半月板置换。据报道,半月板同种异体移植的短期或中期临床结果可接受,用于先前接受过半月板次全切除术或全半月板切除术的疼痛膝关节。

  • 由 I 型胶原支架组成的胶原半月板植入物是半月板替代的一种选择。在胶原半月板移植后 10 年的随访中报告了成功的临床结果和放射学检查结果 。

  • 人造材料,例如可生物降解的聚氨酯,已作为半月板支架进行了测试。尽管 MRI 扫描显示支架的尺寸小于完整的半月板 ,但在 5 年的随访中获得了令人满意的临床结果。

  • 自体肌腱也可作为半月板替代的潜力,并具有很强的拉伸性能 。然而,在 OA 患者的半月板缺陷膝关节中,通过自体肌腱移植物替代半月板尚未成功 。

  • 最近的一份报告显示,即使在早期结果中,半腱肌腱作为半月板移植的潜力也是有希望的。在本系列中,将双股半腱肌肌腱通过骨隧道移植进行根部锚固,并采用全内、内外和外内技术缝合移植物。手术改进和适当的适应症将进一步改善该手术的结果。

  • 各种其他材料,如纤维增强支架或高静水压力脱细胞半月板 ,已在临床前试验中进行了测试,它们显示出作为半月板替代品的潜力。


5、生物学:

  • 最近,由于血液供应不足,特别是在半月板内缘中,骨生物制剂已成为改善半月板不良愈合潜力的潜在材料。

  • 研究表明,骨髓刺激程序与孤立的半月板修复相结合,具有增强修复愈合的一些潜力。钻骨隧道时释放的生物因素可能有助于增强半月板的愈合潜力。来自外周血的纤维蛋白凝块含有生长因子,可作为促进半月板愈合的支架。在一系列针对径向撕裂的半月板修复中,二次关节镜检查显示所有 7 例患者的外周均发生愈合 。

  • 富血小板血浆(PRP)含有生长因子,包括转化生长因子-β、血小板衍生生长因子、血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子,临床用于半月板修复然而,由于适应症或 PRP 制备技术的差异,其疗效仍存在争议。据报道,PRP 的成功效果在于 3 年内降低了孤立半月板修复失败的风险 。

  • 然而,PRP 并未降低伴随 ACL 重建的半月板修复失败的风险,这表明骨隧道钻孔提供了足够的出血并将生长因子引入膝关节,并且不需要额外施用 PRP。

  • 干细胞是很有前途的骨科生物,可以改变半月板治疗的策略。一项单中心、前瞻性、首次人体安全性研究表明,在半月板修复之前,将胶原支架中的自体骨髓间充质干细胞 (MSCs) 植入无血管半月板撕裂中,导致 5 名患者中有 3 名在2 年的随访显示临床评分和 MRI 发现有所改善。

  • 滑膜 MSCs 是半月板再生医学的合理细胞来源,因为它们具有高增殖和软骨形成潜力,并且它们与关节内组织具有相同的起源 。在将滑膜 MSC 移植到修复退行性撕裂的半月板两年后报告了令人满意的临床结果,并且 3D MRI 显示修复部位没有撕裂的证据。同种异体 MSC 可以在不引发免疫反应的情况下使用。

  • 同种异体间充质干细胞的安全性得到证实,并且报告了连续 MRI 中半月板体积显着增加。相反,在半月板切除的膝关节中添加带有聚氨酯支架的 MSC 在保护关节软骨方面没有任何优势。干细胞在半月板修复后具有促进愈合的巨大潜力,特别是在无血管区或半月板退行性疾病中。将再生医学发展为半月板治疗的标准程序仍需要积累基于 RCT 的高质量证据。


总结

半月板在 OA 的发生/进展中起着至关重要的作用,尤其是在中老年人中。保留半月板的功能对于预防 OA 的进展非常重要。当半月板撕裂需要手术选择时,推荐的手术是半月板修复,而不是半月板切除术。然而,PT 可以应用于 DML,而无需任何其他病理。当存在 MMPRT 或 MME 时,应考虑保留半月板功能的外科手术。在这一领域,仍然需要更长期的随访和有效的证据来完成 OA 的预防。

本文仅代表作者个人观点,不代表骨今中外官方立场。希望大家理性判断,有针对性地应用。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多