剥脱性骨软骨炎的研究进展

程觉

剥脱性骨软骨炎（OCD）是指由各种原因导致的局部关节软骨及软骨下骨与周围健康骨分离的一类关节疾病，根据骨骼成熟度分为青少年型（JOCD）和成人型（AOCD），好发年龄为10～50岁。OCD可发生于全身各关节，以膝关节最常见，本文主要以膝OCD为例说明。

病因研究

1887年，K觟nig最先提出OCD这一概念，距今已有一个多世纪，学者们提出了很多关于OCD病因的假说，如创伤、缺血和遗传等，但是其确切病因仍不清楚，也可能是多因素共同作用的结果。K觟nig根据对关节内游离体形成病因的研究，提出炎症导致软骨下骨与健康骨质分离的假说。但是随后的组织学研究并没有在骨软骨游离体中发现炎症细胞，并不支持这一观点。OCD的病因可归纳为以下几点。

创伤

创伤包括急性创伤和反复的轻微创伤，而后者被认为是造成OCD的首要原因。长期反复的撞击等刺激引起软骨下骨的压力性骨折，可产生坏死性碎片组织，导致OCD的发生。Hefti等研究显示，接近55％的OCD患者有规律的运动或剧烈运动史。然而创伤作为病因仍缺少有力证据，因为创伤不能很好地解释非主要负重关节的OCD病变；复制得到的OCD动物模型关节面均有不同程度的损伤，而手术中发现有41％的关节面仍保持完整。

缺血

缺血被认为是引起软骨下骨分离的潜在病因。淤血、脂肪栓、结核性栓子等导致部分终末动脉吻合支闭塞，软骨下骨某一区域血供中断，引起区域性软骨下骨缺血坏死，并最终与周围健康骨质分离。Reddy等发现股骨内侧髁外侧缘的局部缺血灶导致了OCD的发生，而且缺血理论似乎更适用于年轻的患者，在部分分离的软骨下骨组织中亦发现血管再生现象。然而股骨远端血供存在的丰富吻合支使缺血理论受到了质疑。Yonetani等从组织病理学研究发现，OCD碎片组织中不存在缺血性坏死或相对缺血的分界线，在部分分离的活检组织标本中也没有发现坏死组织的存在。

遗传

Bernstein于1925年首次描述了来自同一家族的3例膝关节OCD，推断OCD存在家族遗传倾向。此后出现大量关于家族性OCD的文献报道，并提出常染色体遗传模剥脱性骨软骨炎的研究进展式，多伴有侏儒症、Perthes病等。Mubarak等报道超过4代的12个家庭成员均患有OCD。

通过全基因扫描，Wittwer等发现4号染色体上存在与马球窝关节OCD有关联的相应位点。同时聚集蛋白聚糖C型凝集素域的一个错义突变也可能是导致家族性OCD的主因。然而Petrie对OCD患者的86名一级亲属进行筛查后发现只有1例OCD患者。Kocher等在对OCD进行回顾性研究后也不支持家族遗传因素。遗传作为潜在病因，仍需要谱系更广的临床实例和基因技术去验证。

其他因素

JOCD被认为是引起青少年膝关节疼痛和功能紊乱的主要原因。儿童型OCD主要由骨骺发育异常所导致，通过X线片可发现超过50％的儿童股骨远端骨骺形状不规则，其中部分骨骺轮廓呈明显的火山口状，火山口内充填二次骨化中心，类似OCD的X线表现。同时OCD表现出的原发性紊乱可能和内分泌有关，单纯的载重负荷实验未引起狗股骨头的任何病变，加入生长腺素和促甲状腺素后，股骨头均出现OCD病变。但是到目前为止并没有临床和生化依据支持OCD患者有潜在内分泌紊乱表现，也未见相关后续报道。

病理研究

在各种病因的作用下，关节内软骨下骨产生微裂隙，引起局部坏死和生长改变。随后损伤区血管芽和间充质细胞形成的纤维肉芽组织长入包绕剥脱骨质，导致病变部位不均匀的浅表纤维化、软骨下骨骨小梁减少以及骨质分离等。当骨软骨块未完全剥离时，形成骨桥与母体骨相连，在滑液侵蚀与机械受力下最终导致关节软骨及其下骨质与周围正常骨质分离，形成关节腔内游离体。

通常剥脱的软骨片是单一的，但也可表现为2～3块碎片构成的网状碎裂。火山口边界无血供区可逐渐扩展，并分离出更多游离体。Cahill将OCD病理改变分4级：Ⅰ级，关节面完整，关节软骨软化，软骨下骨水肿；Ⅱ级，骨软骨部分分离，部分与周围骨相连，有骨桥形成；Ⅲ级，骨软骨完全分离，但还位于火山口缺损内；Ⅳ级，骨软骨完全分离，形成关节腔内游离体。

临床表现

OCD早期多无明显症状，仅有少数患者在运动中或运动后出现疼痛，局部皮温升高或轻微的跛行等。随着病情的发展，多数患者主诉关节疼痛，只有少数患者有关节积液。当关节内出现游离体时，可有关节内异物感、僵硬、关节交锁等机械症状。查体时，患者对于病变部位表现敏感，儿童和青少年患者以及不稳定型OCD，可表现为轻微的防痛步态，膝关节捻发音。膝关节屈曲时可触及股骨髁的局限性触痛。约16％的患者在屈膝90°，胫骨外旋，逐渐伸直至大约30°时会出现疼痛（Wilson征阳性），从解剖学上，这个动作会引起胫骨髁间隆起内侧与股骨内侧髁外侧面的撞击。部分患者可直接触到关节内游离体和缺损。

影像学检查

影像学检查对于描述OCD病变，非手术治疗后的预后评估以及评价病变的状态都非常重要。理想的影像学结果能帮助外科医生作出最佳的治疗方案，从而使患者受益。

X线

X线可用来评估骨骼成熟度，显示病变特征与部位，判断病变进展，排除其他骨骼病变等。对于OCD疑似患者首先推荐X线检查，包括前后位、侧位、髌骨轴位和隧道位。隧道位对股骨内侧髁外侧面后缘病变的阳性率较高，检查时应双侧对比以提高准确率。对于部分JOCD患者则可能只表现为侧位片的异常。X线特征性表现为软骨下骨与周围骨质之间有一边界清楚的新月形线状影。

X线片上可观察到骨端或关节面边缘不规则缺损；剥脱骨片密度较高，边缘锐利，周围环绕透亮线，其下为容纳骨片的骨窝。完全剥脱并移位者可见关节面透亮缺损区，关节腔内可见游离体。需要注意的是，7岁以下儿童股骨远端次级骨化中心的X线表现可能会与OCD相混淆。X线对于OCD的诊断价值有限，X线片结果与手术相关性可能不大，而且X线片无法判断软骨是否缺损，部分隐匿病灶不能被发现和确诊，也不能评估病变稳定性。

骨扫描

核医学锝－99m亚甲基二磷酸盐骨扫描用来发现潜在OCD病变而应用于临床，在骨扫描显像上OCD病变表现为放射浓聚。相较于X线，骨扫描对病变的稳定型具有更敏感的表现，同时还能识别异常骨化。对于保守治疗的患者，如果骨扫描发现病变部位代谢增强则需要考虑手术介入。但是骨扫描存在特异性差、需要注射放射性药物、检查时间长等不足，目前较少采用。Cahill等根据病变部位的代谢情况将OCD分为5期：Ⅰ期，X线片和骨扫描显像均正常；Ⅱ期，X线片显示损伤，骨扫描显示正常；Ⅲ期，损伤区同位素摄取增加；Ⅳ期，损伤区同位素摄取增加，伴整个股骨髁同位素摄取增加；Ⅴ期，Ⅳ期征象，出现与损伤相对的胫骨平台同位素摄取增加。

CT

计算机断层扫描（CT）可以清晰地显示关节内骨化组织，发现病变部位的骨缺损和关节内游离体。但是传统CT无法成像软骨和其他非钙化组织，也无法判断病变稳定性，因此，临床采用CT造影进行软骨成像，来观察病变区域关节软骨的状态。同时螺旋CT造影的引入，提高了对于细微的、重叠部位的诊断能力。

超声成像

Takahara等通过超声成像发现早期OCD病变部位软骨增厚，软骨下骨被压扁，关节表面完整，并将OCD分为4期：Ⅰ期，局限性软骨下扁平状骨片，覆盖软骨增厚；ⅡA期（稳定型），软骨下骨被压扁部位出现新生骨；ⅡB期（不稳定型），出现骨片；Ⅲ期，骨片移位；Ⅳ期，骨片完全分离。但是当新生骨形成时，超声无法将OCD与其他无移位骨折相鉴别，很少应用于临床。

关节镜

关节镜对于部分经选择的OCD患者来说，是一种非常有价值的诊疗手段。通过对关节软骨的直接镜下观察，可明确病变部位、疾病诊断和分期、评估病变稳定性，同时直接对病变部位进行必要的手术处理，被认为是诊断OCD的“金标准”。但以关节镜下肉眼观察和探查手感无法发现大体形态正常的早期病变，而MRI则可发现内部的异常信号，并观察软骨表面轮廓及厚度。随着MRI成像技术的不断发展，对关节镜诊断本病的“金标准”地位提出了挑战。Guhl通过关节镜下OCD表现将其分为4期：Ⅰ期，软骨面不规则且软化，关节面尚完整；Ⅱ期，软骨出现裂隙，尚未分离；Ⅲ期，软骨出现裂隙，且部分分离；Ⅳ期，关节面火山口样缺损，游离体形成。

磁共振成像

磁共振成像（MRI）因其非侵入性、无辐射和软骨成像等优点被广泛应用于临床。研究表明MRI识别OCD的综合灵敏度为78％～91％，特异性为95％～97％，描述病变严重程度的准确性为45％～100％。MRI不仅能够显示病变的部位、范围和形状、游离体的存在、软骨和软骨下骨的状态，还能显示骨水肿的程度、碎片下方的高信号区域等。有学者认为软骨下骨在T1WI呈低信号为OCD的早期MRI表现，通过病变部位有无骨水肿和病变进展来区分骨化与OCD。

MRI更重要的用途在于评估病变的稳定型，是决定能否采取非手术治疗的最重要指标之一。DeSmet等描述了在T2信号上判断不稳定型OCD的4种MRI标准：①病变下的高信号线；②关节软骨的缺损信号；③骨软骨碎片下方线状高信号；④骨软骨囊肿形成。但是对于存在骨软骨下方线状高信号的JOCD，因存在自愈倾向而无法判断其病变稳定性。

Ki-jowski等发现在T2信号下病变部位显示边缘化或囊肿时，只有成年患者为不稳定型，并提议根据患者骨骼成熟度来修改OCD不稳定的诊断标准。在他们关于JOCD的研究中发现，T2信号下，被外层低T2信号包围或伴有软骨下多层破坏的病变部位显示边缘化，且相邻关节液也显示高信号时，或者JOCD在囊肿的基础上，伴有多发病灶或面积＞5mm时才能诊断为不稳定型。根据上述修订标准，临床对于判断稳定型和不稳定型的灵敏度和特异性接近100％。

Hefti等通过MRI表现将OCD分为5期：Ⅰ期，骨软骨片边缘不清晰，信号变化不明显；Ⅱ期，骨软骨片边缘清晰，骨软骨片与母骨间无液性高信号；Ⅲ期，骨软骨片与母骨间部分可见液性高信号；Ⅳ期，液性高信号完全包绕骨软骨片，但骨软骨片仍在原位；Ⅴ期，骨软骨片完全分离并且移位，形成关节内游离体。

治疗

非手术治疗

部分学者认为非手术治疗应该是稳定型JOCD的首选方式，其疗程一般为3～6个月，包括调整活动（包括避免运动和碰撞）、支具、固定器、超导和非甾体抗炎药等，疗效在50％～94％。

Kocher等推荐OCD非手术处理的3阶段方案：第1阶段（1～6周）：固定膝关节，在拐杖保护下允许部分承重；第2阶段（6～12周）：解除固定，允许承重状态下活动，并进行低强度锻炼以改善膝关节活动范围和股四头肌与肌腱的力量，3～4个月后如果影像学和临床体征均显示痊愈迹象，则进入第3阶段；第3阶段：允许在密切监护下进行跑步和跳跃，避免高能量的撞击和产生剪切力的运动。直到几个月后活动时疼痛症状消失和影像学复查显示痊愈。如果症状复发或影像学显示病情进展，则有必要重复固定，固定时间建议不超过16周，否则有发生关节僵硬、股四头肌萎缩和软骨退化等风险。

手术治疗

由于AOCD患者骺板闭合，其自愈能力明显下降，而转变为不稳定型和形成关节内游离体的风险则上升。同样对于骺板已经闭合的JOCD患者，其非手术治疗的效果亦有限。对于骨软骨分离、不稳定型和非手术治疗无效的患者，建议早期手术治疗，起到固定碎片、修复缺损、促进软骨下骨愈合的作用，并保持关节协调性。

关节清理术

部分分离的骨软骨可能完全脱离，形成游离体，引起关节疼痛、交锁征和僵硬等。在前期影像学诊断的基础上，关节清理术可清除内部碎片，迅速缓解关节不适，消除机械症状，手术部位可出现退化迹象，但关节功能依然良好。

钻孔术

钻孔术适用于GuhlⅠ期和Ⅱ期，分为通过关节软骨的顺行钻孔和通过骨骺的逆行钻孔两种。逆行钻孔可以保持关节软骨的完整性，但是需要在透视下进行以及更高的技术要求。稳定型OCD主要是软骨下骨的病变，不存在机械性症状，通过在病变部位钻孔，使局部血管再生，纤维蛋白凝块形成，间充质细胞和生长因子进入局部缺损处，完成软骨修复。当采用大口径的空心钻头时，钻束内部可充满骨质，可为移植骨提供自体来源。

内固定术

内固定适用于GuhlⅢ期和Ⅳ期OCD。固定之前，用刮匙修整缺损边缘，清除肉芽组织和硬化骨，让创面出血以重建血管通路。植入材料包括双头螺钉、埋头加压螺钉、可吸收钉和骨软骨栓等。双头螺钉可能会破坏对侧关节软骨完整性，应在移植后6～12周拆除钉子，并在手术过程中重新评估疗效和病变稳定性。埋头加压螺钉可降低上述风险和二次手术的概率，如果缺损区有足够的软骨下骨剩余来提供附着点，内固定疗效更佳。可吸收钉则免去了二次拆除的麻烦和对MRI复查结果的干扰，也不会因材料降解而产生不适。这些植入物可能导致一定的并发症，包括形成游离体、破坏对侧软骨、周围骨质溶解和滑囊炎等。目前用于治疗OCD的另一项生物固定技术是骨软骨栓，可提供生物和机械稳定。

微骨折术

微骨折术使骨髓间充质细胞和生长因子进入缺损区，形成纤维软骨，填补缺损区域，适用于缺损范围小于2．125px2的OCD。因此，对于缺损范围小，要求较低的不稳定型OCD患者可采用微骨折术。首先清理缺损区，直到稳定的软骨边缘；然后用刮匙清除钙化软骨；最后用微骨折锥在软骨下骨穿孔，这些孔应该在不破坏周围孔洞的前提下尽可能密集，相距2～3mm，深度为2～4mm以保证血液与脂肪滴能从孔洞中渗出。

自体或同种异体骨软骨移植

自体骨软骨移植术适用于缺损范围小于2．125px2的病变，通过将取自非承重区的骨与软骨移植到缺损区，达到治疗目的。首先将病变的骨与软骨清除，呈一圆形；然后从非承重区挖取相同尺寸的健康骨与软骨；最后将此骨软骨栓镶嵌入缺损内，直到关节面平整。镶嵌时不可过度用力以增加软骨存活率。但是供体不足、供体区并发症、移植物松弛和难以恢复关节面平整等制约了本项技术的应用。

自体软骨细胞移植

自体软骨细胞移植（ACI）适用于缺损＞2．125px2的病变。首先借助关节镜从非承重区获取健康软骨，经处理后获取软骨细胞，并在体外培养4～6周。移植时，将缺损区钙化软骨等清除后用胶原蛋白膜覆盖，将膜与缺损边缘缝合，再用纤维蛋白胶填充于周围，起到密封作用。最后将培养的软骨细胞注入到胶原蛋白膜下。当缺损深度＞8mm时，可先进行自体骨移植，在此基础上再行ACI。

仿生骨软骨支架

仿生骨软骨支架是1个三维多孔复合3层结构，它模拟整个骨软骨解剖。软骨层由Ⅰ型胶原组成，表面光滑；中间层由60％的Ⅰ型胶原和40％的羟基磷灰石组成；底层由30％的Ⅰ型胶原和70％的羟基磷灰石组成。支架植入前常规缺损部位清理，用铝箔量取缺损大小，剪裁出贴合的支架后镶嵌于缺损区。

骨髓细胞移植术

骨髓细胞移植术借助骨髓细胞良好的分化能力，在缺损区分化为骨与软骨达到治疗目的。术前先从患者的静脉血中分离得到富集血小板凝胶。术中再从患者的后髂嵴穿刺得到骨髓穿刺液，通过细胞分离器得到浓缩的有核细胞，并将浓缩液装进透明质酸膜支架内。常规清创后，将透明质酸膜镶嵌入缺损区，并将富集血小板凝胶覆盖于膜外层。

富血小板血浆

近几年富血小板血浆（plateletrichplasma，PRP）对软骨缺损的修复作用成为基础和临床研究的热点。经自体全血离心得到的PRP含多种利于骨愈合的生长因子，如血小板源性生长因子、转化生长因子－β等，各种生长因子间浓度最接近正常比例，可发挥最佳协调作用。动物实验及临床应用表明PRP具有促进软骨组织修复的功能。

从OCD提出至今已经1个多世纪，相关研究不断深入，其发病率也逐渐呈增长趋势，该疾病的确切病因仍不清晰。多数学者支持反复的轻微创伤学说，但是随着越来越多关于家族性OCD的报道，遗传因素或许也有着某些影响。影像学技术的不断进步，对OCD的临床诊断和治疗提供了良好的技术支持。关节镜是诊断OCD的“金标准”，但是MRI仍是临床最常用的检查手段。

对于早期关节面尚完整的病变，其临床意义大于关节镜。OCD的治疗方式分为非手术治疗和手术治疗。非手术治疗没有统一的规范，主要是调整活动、固定器和药物等。手术治疗主要分为关节清理、钻孔、微骨折术、固定和移植等，临床应根据患者的骨骼成熟度、病变部位和范围、稳定性、有无游离体等选择相应治疗方式。随着研究的深入，干细胞技术和富集血小板血浆技术逐渐应用于软骨修复，必定能提高剥脱性骨软骨炎的疗效。综上所述，关于OCD的病因、诊断和治疗等仍需要更深入的临床和实验研究，仍有待长期有效的随访结果。

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