Мениск является важной структурой для поддержания функции колена, поскольку он стабилизирует коленный сустав, амортизирует удар, распределяет нагрузку, смазывает сустав и улучшает питание хряща. Поэтому после травмы мениска его следует максимально сохранить и восстановить. Однако не все повреждения мениска могут быть восстановлены. Например, повреждения свободного края мениска (белая зона) не могут быть восстановлены из-за отсутствия кровоснабжения, а старые повреждения, сильная дегенерация или фрагментация мениска также трудно поддаются восстановлению. Для таких пациентов менискэктомия по-прежнему является обычным методом лечения. Хотя он может временно облегчить симптомы и имеет хорошую эффективность в последнее время, он нарушает механический баланс коленного сустава, что в конечном итоге может привести к нестабильности колена, дегенерации хряща и остеоартриту [1-3]. В связи с этим некоторые зарубежные ученые пытались проводить аллогенную трансплантацию менисков у пациентов с менискэктомией, но клинических исследований артроскопического обследования и заживления менисков после аллогенной трансплантации менисков мало [2,3]. В данной работе мы ретроспективно проанализировали клинические данные этих случаев, чтобы изучить краткосрочные клинические исходы и результаты артроскопии.
Материалы и методы
I. Общая информация
С января 2006 года по июль 2008 года 21 пациент (22 стороны), которым была проведена менискэктомия после повреждения мениска, перенес трансплантацию аллотрансплантата мениска. Среди них 14 случаев (15 сторон) были мужчинами и 7 случаев — женщинами; их возраст варьировался от 19 до 49 лет, в среднем 31,6 лет. Было 16 случаев повреждения латерального мениска (включая повреждение дискового мениска) и 6 случаев повреждения медиального мениска. Интервал от менискэктомии до пересадки аллотрансплантата мениска составлял от 0 до 9 лет, в среднем 3,8 года. МР-исследование коленного сустава показало отсутствие поражения суставного хряща или образование остеофитов в 12 случаях, остеофиты межкондилярных позвонков в 8 случаях и небольшое количество остеофитов по краю тибиального плато в 1 случае. Степень повреждения суставного хряща оценивалась артроскопически с использованием модифицированной классификации Outerbridge: оценка 0 (нормальный суставной хрящ) в 12 случаях, оценка I (размягчение и отек хряща) в 5 случаях, оценка II (трещины хряща или легкая фрагментация менее 0,5 дюйма/12,7 мм) в 3 случаях, и оценка III (разрыв или отслоение хряща более 0,5 дюйма/12,7 мм) в 1 случае.
Показаниями к аллогенной трансплантации мениска являются: пациенты в возрасте от 18 до 50 лет, с резецированным или несохраненным мениском, без тяжелых поражений суставного хряща и субхондральной кости, без явных деформаций мыщелков бедренной кости и большеберцового плато, без нестабильности коленного сустава, аномальных силовых линий нижних конечностей или аномалий, которые можно исправить, без инфекции и других противопоказаний к хирургическому вмешательству.
II. Хирургические методы
(i) Гомогенное приготовление мениска
В соответствии с исполнительным стандартом Государственного управления по контролю за продуктами питания и лекарствами GB/T19001 и стандартом промышленности медицинских изделий YY/T0287, а также с учетом принципов Американской ассоциации банков тканей (AATB)[4], однородные доноры мениска были отобраны из легальных доноров в возрасте до 50 лет (со всеми показателями, соответствующими национальным требованиям к донорам крови). Мениск удаляли в течение 12 ч (не более 24 ч в условиях заморозки) после прекращения кровоснабжения, мениск вырезали вместе с окружающей капсулой сустава и прикрепленной проксимальной большеберцовой костью, промывали под высоким давлением дистиллированной водой, запечатывали в стерильный пластиковый пакет, замораживали при -80.C в течение 4 недель (для снижения иммуногенности) и хранили в холодильной камере при -30.C. Для измерения длины и ширины реципиентного мениска (рис. 1), выраженных как длина ипсилатерального тибиального плато в корональной и сагиттальной плоскостях, использовалась программа МРТ-изображения. Выбирался донорский мениск того же пола и стороны, сопоставимого возраста и на 5-15% больше по размеру, чем мениск реципиента. Донорский мениск постепенно размораживается и стерилизуется радиационным облучением (60Co, 25 кГр), чтобы соответствовать национальным стандартам для имплантации in vivo.
Донорский мениск превращали в трансплантат с помощью небольших костных штифтов диаметром 8 мм в переднем и заднем роговых упорах (медиальный мениск) или сохраненного костного мостика 8 мм х 8 м (латеральный мениск) на операционном столе, а через передний и задний рог для подстраховки продевали нерассасывающуюся тяговую проволоку (рис. 2).
(ii) Минимально инвазивная артроскопическая пересадка аллотрансплантата мениска
Непрерывная эпидуральная анестезия используется при традиционном артроскопическом хирургическом подходе к переднемедиальному и латеральному аспектам колена. Сустав исследуют внутрисуставно (рис. 3) и очищают культю мениска, сохраняя около 2 мм периартикулярной менисковой ткани до появления точечного кровотечения. При необходимости проксимальный конец латеральной или медиальной коллатеральной связки отсекается от мыщелка бедра для улучшения артроскопического обзора и фиксируется после операции винтами.
1. трансплантат медиального мениска
Артроскопическое изготовление остеотомии заднего менискового рога: используя позиционер артроскопа коленного сустава, направляющий штифт высверливается от медиального бугорка большеберцовой кости по направлению к центру упора заднего менискового рога, и 9 мм полое сверло используется для создания остеотомии вдоль направляющего штифта. Создание переднего менискового канала: через медиальный артроскопический разрез в центре переднего менискового рогового упора просверливается направляющий штифт, и 9-мм полое сверло используется для сверления вдоль направляющего штифта для создания слепого канала. Направляющий штифт высверливается локатором от медиального бугорка большеберцовой кости в этот слепой канал и расширяется до 3 мм (рис. 4).
Медиальный артроскопический разрез увеличивается до 1,8 см, через него выводятся швы переднего и заднего угловых штифтов пересаженного мениска, проводится передняя и задняя угловая остеотомия до медиального бугорка большеберцовой кости с помощью направляющей проволоки, и мениск вводится в сустав путем затягивания швов (рис. 5). Костные штифты переднего и заднего рогов вставляются в костные каналы переднего и заднего рогов соответственно. Мениск вправляется артроскопически в нормальное положение, а концы переднего и заднего роговых тракционных швов привязываются медиально к бугристости большеберцовой кости для фиксации. Задний рог мениска сшивается 2 стежками с использованием полного внутреннего шва, а остальная часть мениска сшивается примерно 6 стежками вертикально изнутри наружу, а передний рог может сшиваться снаружи внутрь, пока мениск не будет надежно зафиксирован (рис. 6).
2. трансплантат латерального мениска
Под артроскопическим контролем с помощью костного долота шириной 9 мм создается костная канавка от упора переднего мениска через латеральный межкондилярный отросток в направлении упора заднего мениска с поперечным сечением 9 мм х 9 мм. С помощью позиционера артроскопа коленного сустава в костной канавке в центре упора переднего и заднего менисков создаются костные каналы переднего и заднего менисков диаметром около 3 мм. Швы переднего и заднего менисков проводят через передний и задний остеопатические тракты и вводят мениск в сустав. Мостик, соединяющий передний и задний рог мениска, вставляется в лунку, и мениск устанавливается в нормальное положение артроскопически.
(iii) Послеоперационное ведение
В течение 1 недели после операции пораженная конечность фиксируется в выпрямленном 0 положении с помощью коленного бандажа. Через 3 недели после операции колено полностью разогнуто, а сгибание ограничено до 60. Через 6 недель после операции колено полностью разгибается, а подвижность при сгибании постепенно приближается к 90 со скоростью около 10 в неделю. Через 12 недель после операции сгибание колена приближается к 120. и постепенно начинаются упражнения с отягощением на пораженной конечности. В 24 недели после операции подвижность колена должна быть нормальной, и вы должны иметь возможность нормально ходить без защитного корсета и заниматься водными упражнениями, но при этом избегать длительных приседаний, прыжков и быстрых направленных движений. Через 36 недель после операции можно начинать легкие физические упражнения, такие как бег и езда на велосипеде. Через 48 недель после операции возобновите занятия спортом.
Методы последующей деятельности и показатели оценки
Функция коленного сустава до и после операции оценивалась по баллу боли VAS, баллу Lysholm и градации IKDC. Критерии оценки МРТ мениска были основаны на методе Минка и Фишера[5,6]: оценка 0 — однородная тень нормального мениска с низким уровнем сигнала; I степень повреждения — тень высокого сигнала в форме сферы или неправильной точки, не распространяющаяся на суставную поверхность; II степень повреждения — тень высокого сигнала в форме горизонтальной линии, не распространяющаяся на суставную поверхность и способная распространяться на суставную капсулу мениска; III степень повреждения — аномальная тень высокого сигнала, распространяющаяся на суставную поверхность мениска; IV степень повреждения — аномальная тень высокого сигнала, распространяющаяся на суставную поверхность мениска. Повреждения III степени — аномальные высокосигнальные тени, распространяющиеся на суставную поверхность мениска; повреждения IV степени — изменения формы мениска или его фрагментация.
МРТ оценка повреждения суставного хряща основана на критериях Рехта [7]: класс 0 — нормальный суставной хрящ или диффузное однородное истончение хряща с гладкой поверхностью; класс I — потеря хрящевой прослойки и ограниченные участки низкого сигнала в хряще с гладкой хрящевой поверхностью; класс II — легкая или умеренная неравномерность контура хрящевой поверхности и дефекты хряща до 50% от всей толщины; класс III — тяжелая степень. III степень — сильная неровность контура поверхности хряща, глубина дефекта хряща достигает более 50% от всей толщины, без полного отслоения; IV степень — полное отслоение хряща, дефект и обнажение субхондральной кости.
V. Статистический анализ
Статистическая программа SPSS 12.0 (SPSS Inc.) была использована для сравнения дооперационной и последующей подвижности суставов пациентов, оценки боли по VAS и оценки по шкале Lysholm с помощью парного t-теста с уровнем теста 0,05 в обоих направлениях. Градации IKDC и повреждения хряща сравнивались с помощью теста ранговых сумм и теста X2 с уровнем теста 0,05 в обоих направлениях.
Результаты
Все случаи в этой группе наблюдались от 6 до 28 месяцев, в среднем 16,3 месяца. Побочных хирургических эффектов, инфекций и необходимости в удалении мениска не было. Отклонений в послеоперационных иммунологических показателях и значительного иммунного отторжения аллогенных тканей не наблюдалось.
I. Функция коленного сустава
Подвижность колена до операции была полностью разогнута, а послеоперационное разгибание колена было сопоставимо с предоперационным уровнем. Подвижность при сгибании колебалась от 105 до 150. до операции (в среднем 121,4.) и от 120 до 150. во время последнего наблюдения (в среднем 132,7.), без статистически значимой разницы (t = 1,123, P = 0,268). Два пациента пренебрегли реабилитационными упражнениями после операции, и подвижность при сгибании колена (120°, 120°) не достигла дооперационного уровня (135°, 150°) в период наблюдения. у одного пациента до операции была ограничена подвижность при сгибании колена (105°) и улучшилась подвижность при сгибании (135°) после реабилитационных упражнений. Результаты оценки боли в колене по шкале VAS, шкале Lysholm и классификации IKDC представлены в таблице 1.
Таблица 1 Результаты функциональной оценки коленного сустава в данной группе случаев
Время
Оценка боли по шкале VAS (баллы)
Оценка по шкале Лисхольма (баллы)
Градация МКДЦ
A
B
C
D
Предоперационный
7.0 ± 2.3
64.3 ± 15.7
3
11
7
Заключительное наблюдение
3.2 ± 1.3
80.1 ± 19.4
6
10
3
2
Статистические значения
t = 6.591
P = 0.000
t = 2.687
P = 0.011
Hc = 21.159
P = 0.0003
II. Показатели МРТ
Все пациенты этой группы прошли предоперационное МРТ-обследование, и на всех МРТ-изображениях наблюдалась тень сигнала от повреждения мениска III степени или выше. В 13 случаях в одном случае был сигнал о повреждении I и II степени в переднем роге мениска и в двух случаях в заднем роге мениска, но клинических симптомов не было. Остальные были в хорошей форме, но имели внутреннюю неоднородность сигнала (Рисунок 8). 6 случаев предоперационной оценки 0, 4 случая I степени, 2 случая II степени и 1 случай III степени суставного хряща были исследованы в 13 случаях МРТ; 5 случаев оценки 0, 4 случая I степени, 3 случая II степени и 1 случай III степени были исследованы через 1 год после операции. Разница между предоперационным и послеоперационным периодом не была статистически значимой (Hc = 0,570, P = 0,966).
III. Артроскопическое обследование
В одном случае из этой группы артроскопическое исследование было проведено через 3 месяца после трансплантации медиального мениска. Можно было заметить, что край трансплантированного мениска в основном зажил от капсулы сустава, а окружающая синовиальная мембрана была сросшейся; мениск был морфологически интактным с острыми краями, но немного менее стабильным и хрупким по текстуре (при обычном исследовании тупым зондом можно было образовать царапину) (рис. 9а). Оценка суставного хряща была II класса по Outerbridge как до, так и после операции.
В одном случае артроскопическое исследование через 9 месяцев после пересадки латерального мениска показало хорошее приживление пересаженного мениска к капсуле сустава и прочное заживление переднего и заднего углов; мениск был интактным, с твердой текстурой и слегка тупыми краями (рис. 9b). До и после операции суставной хрящ был оценен как Outerbridge grade I.
В одном случае артроскопическое исследование было проведено через 18 месяцев после пересадки латерального мениска, и было отмечено, что мениск прочно прижился к капсуле сустава, с хорошей морфологией и схожим внешним видом и текстурой с нормальным мениском. Края были слегка потрепанными и были слегка подрезаны при артроскопии (рис. 9c). Суставной хрящ был оценен как Outerbridge grade 0, такой же, как и до операции.
ДИСКУССИЯ
I. Получение и сохранение аллогенного мениска
Методы сохранения аллогенного мениска после его приобретения включают четыре метода: сохранение в свежем виде, криоконсервация, глубокая криоконсервация и сублимационная сушка. Свежий мениск сохраняет клеточную активность [2], но после пересадки мениска все клетки заменяются клетками реципиента [3], теряя свое превосходство. Кроме того, свежие мениски обладают высокой антигенной активностью, имеют короткий срок хранения, подвержены высокому риску передачи заболеваний, имеют большие трудности при поиске доноров и подборе размера, и в настоящее время практически не используются [1, 3]. Методы сублимационной сушки могут разрушать исходные структурные компоненты мениска, вызывая уплотнение и дегенерацию матрицы, поэтому они также не рекомендуются. Криогенное замораживание и глубокая криоконсервация — два широко используемых метода, из которых клинический результат после трансплантации мениска с криогенным замораживанием близок к таковому для нормального колена [3]. Благодаря этой группе случаев мы считаем, что метод криоконсервации лучше сохраняет морфологические характеристики мениска, прост и недорог в работе и рекомендуется для использования в отечественных банках аллогенных тканей мениска.
Хирургическая техника аллогенной трансплантации мениска
Аллогенная трансплантация мениска может быть выполнена путем разрезной операции, артроскопической ассистированной и минимально инвазивной тотальной артроскопической операции. Минимально инвазивная полностью артроскопическая хирургическая техника является менее инвазивной и облегчает реабилитацию и восстановление функций. Основные этапы следующие.
(i) Выбор однородного мениска, соответствующего по размеру
Размер необходимого мениска можно определить, измерив размеры донорского и реципиентного большеберцового плато на рентгенограмме, КТ или МРТ. Ранее размер пересаженного мениска определялся на основе контралатерального нормального мениска, но Джонсон и др.[8] показали, что существует разница в размере мениска между двумя сторонами колена. Мениск был определен более точно с помощью МРТ, чем с помощью рентгена. В нашем случае размер пораженного большеберцового плато был измерен с помощью компьютерной МРТ в качестве основы для выбора размера однородного мениска. Учитывая степень сморщивания, возникающего после трансплантации аллогенного мениска, рекомендуется выбирать аллогенный мениск, который на 5%-15% больше размера реципиента [3].
(ii) Правильное обращение с оригинальной культей мениска
Менисковая культя должна быть удалена до тех пор, пока в синовиальной оболочке мениска не появится точечное кровотечение. Небольшое количество (около 2 мм) менисковой оболочки должно быть сохранено, чтобы капсула сустава была целой и чтобы максимально сохранить исходную менисковую венечную связку и другие стабильные структуры. В трех случаях в этой группе при повторном артроскопическом осмотре наблюдалась несколько худшая стабильность мениска. В зарубежной литературе также сообщалось о нестабильности пересаженного мениска с миграцией наружу или грыжей за пределы суставного пространства [1, 3]. Поэтому мы рекомендуем интраоперационно сохранять как можно более стабильную структуру на краю мениска.
(iii) Точная фиксация переднего и заднего углов мениска
В настоящее время углы переднего и заднего менисков обычно располагаются в центре переднего и заднего менисков [1, 3]. Методы фиксации переднего и заднего углов мениска можно разделить на два типа фиксации: удержание переднего и заднего угловых упоров и сшивание переднего и заднего углов. Было показано, что сохранение костных штифтов (костных мостов) ближе к физиологическому состоянию [3, 11], поэтому данный метод был использован в этой группе случаев. Короткое расстояние между передним и задним углами латерального мениска обычно фиксируется методом костного моста, чтобы сделать передний и задний углы более точными, в то время как более длинное расстояние между передним и задним углами медиального мениска обычно фиксируется методом костного штифта.
(iv) Плотное пришивание мениска к капсуле сустава
Подшивание пересаженного мениска к капсуле сустава обычно выполняется с использованием техники подшивания «изнутри наружу». Мы рекомендуем использовать вертикальные швы, поскольку они в большей степени способствуют более плотному прилеганию мениска к капсуле, чем горизонтальные швы. Мы также рекомендуем чередовать использование бедренного и тибиального фасеточных швов для лучшего прилегания мениска к тибиальному плато.
Послеоперационное ведение аллогенных менисковых трансплантатов
Процесс реабилитации после трансплантации мениска имеет много вопросов, которые еще не определены, при этом упражнения на подвижность сустава являются одной из главных проблем. Это связано с тем, что мениск двигается вперед-назад во время сгибания и разгибания колена, что может негативно сказаться на заживлении пересаженного мениска. В этой группе диапазон движения колена был ограничен 0° разгибания и 60° сгибания в течение 3 недель после операции (особенно для латерального мениска), так как при движении колена в этом диапазоне наблюдалось незначительное движение мениска. Диапазон движения колена может быть неограниченным в течение 3 месяцев после операции.
Что касается продолжительности послеоперационного ношения тяжестей, некоторые авторы считают, что раннее ношение тяжестей возможно через 1-3 недели [12], в то время как мы считаем, что более желательна относительно консервативная программа реабилитации. В нашем случае при повторном артроскопическом осмотре было замечено, что хотя мениск и капсула сустава в основном зажили через 3 месяца после операции, мениск был хрупким, немного менее стабильным и склонным к травмам. Поэтому преждевременное ношение тяжестей может привести к повреждению или дегенерации мениска. В литературе также сообщалось о неблагоприятных последствиях ранней послеоперационной нагрузки на мениск [13]. Поэтому мы рекомендуем выполнять упражнения на подвижность суставов в основном в состоянии без отягощения или с отягощением в течение 6-12 недель после операции.
IV. Результаты и проблемы аллогенной трансплантации мениска
Последние клинические результаты этой группы случаев были удовлетворительными, у пациентов улучшились болевые симптомы и показатели оценки функции суставов. Послеоперационная артроскопия показала, что пересаженный мениск был жизнеспособен, морфологически интактен и хорошо заживал вместе с окружающими тканями. Результаты зарубежных экспериментальных исследований также позволяют предположить, что синовиальные клетки реципиента могут мигрировать в пересаженный мениск после аллогенной трансплантации мениска, замещая оригинальные хондроциты мениска и восстанавливая хрящевой матрикс. Капилляры из синовиальной мембраны капсулы сустава позволяют трансплантированному мениску завершить процесс реканализации, и трансплантированный мениск может заменить большинство функций исходного мениска [14].
МРТ через 1 год после операции показала неоднородность сигнала в пределах пересаженного мениска, а в некоторых случаях наблюдался сигнал повреждения I или II степени; послеоперационная артроскопия также показала, что пересаженный мениск был более хрупким и легко повреждался на ранней стадии. Предполагается, что такая ситуация может быть связана с процессом внутренней структурной реконструкции мениска после трансплантации, т.е. мениск хрупок и легко повреждается, пока не завершится процесс реконструкции хрящевого матрикса. Это подтверждается тем, что при артроскопическом исследовании через 18 месяцев после операции внешний вид и текстура пересаженного мениска постепенно приближались к виду и текстуре нормального мениска.
Хотя было показано, что аллогенные трансплантаты мениска жизнеспособны и сохраняют морфологическую целостность, существует неопределенность относительно защитного эффекта трансплантированного мениска на суставной хрящ [15-17]. Некоторые авторы считают, что аллогенная трансплантация мениска оказывает защитное действие на суставной хрящ [2], другие придерживаются противоположной точки зрения [16]. Артроскопическое исследование через 18 месяцев после трансплантации мениска в нашем случае не выявило повреждений суставного хряща, но этого было недостаточно, чтобы доказать, что аллогенная трансплантация мениска оказывает долгосрочное защитное действие на суставной хрящ.
Как и другие аллогенные трансплантации, аллогенная трансплантация мениска сопряжена с иммунным отторжением. Однако мениск имеет небольшой клеточный компонент и не снабжается кровью в большинстве областей, что делает его относительно неиммуногенным органом с защитным эффектом от иммунных реакций. Однако небольшое количество хондроцитов и коллагена в мениске все еще может выражать антигены и вызывать иммунный ответ. В настоящее время принято считать, что иммунный ответ может присутствовать при аллогенной трансплантации мениска, но не настолько, чтобы вызвать значительные неблагоприятные последствия и отторжение пересаженного мениска [14]. В нашем случае значительного иммунного отторжения не наблюдалось, но послеоперационный артроскопический повторный осмотр выявил значительный синовиальный затек, кратковременное синовиальное воспаление и суставной выпот у некоторых пациентов, что может быть связано с мягким иммунным ответом на аллогенный менисковый трансплантат [1,16].
Результаты этого случая показывают, что аллогенная трансплантация мениска может обеспечить некоторое облегчение боли и функциональное улучшение, и что пересаженный мениск может выжить. Однако остается еще много вопросов относительно восстановления стабильности и послеоперационной реабилитации пересаженного мениска [18], а защитное действие пересаженного мениска на суставной хрящ необходимо изучить в более долгосрочном наблюдении. В настоящее время аллогенная трансплантация мениска не является стандартным методом лечения в Китае, но, учитывая трудности в лечении осложнений после менискэктомии, этот метод может стать одним из вариантов облегчения симптомов остеоартрита после менискэктомии [14, 18].