Остеонекроз головки бедренной кости (ОНФГ) можно разделить на две категории: нетравматический и травматический. В Китае основной причиной нетравматического ОНФГ является применение глюкокортикоидов (также известных как кортикостероид, далее именуемых гормонами) и длительное употребление алкоголя в больших количествах, другие редкие причины, такие как серповидно-клеточная анемия, декомпрессионная болезнь, болезнь Гоше и др. Основной причиной травматического ОНФГ является перелом шейки бедра со смещением, затем перелом вертлужной впадины, вывих бедра и др. Иногда нет явного перелома и вывиха бедра, но есть серьезный вывих бедра и ушиб, также может произойти некроз головки бедра, предположительно из-за нарушения кровообращения в головке бедра, вызванного гематомой в тазобедренном суставе. В нашей стране распространен остеонекроз. Согласно достоверным данным, предполагается, что ежегодная заболеваемость ОНФГ в Китае составляет от 150 000 до 300 000, а совокупное число случаев, требующих лечения, может достигать 5-7 миллионов, и это число по-прежнему имеет тенденцию к увеличению из года в год. Исследования естественного течения ОНФГ показывают, что без эффективного лечения около 70%-75% ОНФГ прогрессируют до коллапса головки бедренной кости через 1~5 лет от начала заболевания. После разрушения головки бедренной кости около 87% случаев разрушения головки бедренной кости прогрессируют до такой степени, что в течение 1-3 лет требуется замена искусственного сустава. Поскольку ОНФГ, особенно нетравматический ОНФГ, в основном поражает взрослых среднего и молодого возраста (Mont сообщил о среднем возрасте 38 лет в США, а Li Zirong — 38,6±11,5 лет в Китае). Исследования показали, что средне- и долгосрочные (≥20 лет) результаты протезирования тазобедренного сустава у людей молодого и среднего возраста остаются непредсказуемыми. Поэтому крайне важно найти эффективные методы лечения для сохранения собственных суставов пациента (суставсохраняющие процедуры). В настоящее время существует множество методов лечения, направленных на сохранение суставов, включая нехирургическое лечение (китайская и западная медицина, защитная нагрузка, электромагнитное поле, гипербарический кислород и т.д.); малоинвазивное лечение (экстракорпоральная ударная волна, тонкоигольная медуллярная декомпрессия и др. ); удаление поражения плюс различные виды костной пластики (компрессионная костная пластика, с васкуляризированной малоберцовой костью или без нее, пластика подвздошной кости, миофасциальная пластика, поддержка пористым танталовым стержнем и т.д.); остеотомия (ротационная остеотомия через бедренный ротор, внутренняя и внешняя остеотомия и т.д.) (внутренняя и внешняя остеотомия и т.д.). Все виды лечения, при соответствующем выборе показаний, обладают определенной эффективностью. Однако было установлено, что общей причиной неудачи различных видов костной пластики является то, что субхондральная костная пластинка некроза головки бедренной кости не может быть полностью и эффективно восстановлена, что в конечном итоге приводит к разрушению поверхности суставного хряща и нарушению функции сустава. В последние годы исследования по трансплантации стволовых клеток костного мозга и тканевой инженерии находятся на подъеме. Начинается их применение для лечения остеонекроза. Соответствующие фундаментальные исследования и клиническое применение показали начальную эффективность, но существует много проблем, которые требуют дальнейших исследований для углубления и улучшения. Соответствующие фундаментальные исследования: Взаимосвязь между нетравматическим ОНФГ и мезенхимальными стволовыми клетками костного мозга (МСК) была глубоко изучена и установлено, что они тесно связаны друг с другом. Поэтому некоторые ученые называют нетравматический остеонекроз болезнью МСК костного мозга. В связи с этим использование клеточной терапии ОНФГ в клинических испытаниях. Связь между красным костным мозгом и остеонекрозом: клинические наблюдения показали, что нетравматический остеонекроз, вызванный гормонами или алкоголем, возникает в костях, содержащих желтый костный мозг, в то время как в костях, богатых красным костным мозгом, таких как подвздошная кость, грудина и кости позвонков, остеонекроз возникает редко. Также было установлено, что остеонекроз, вызванный гормонами, редко встречался у детей в возрасте до 10 лет (болезнь Легга-Пертеса по сути является не остеонекрозом, а эпифизарным хондритом, который обладает способностью к полному самовосстановлению). Таким образом, существует гипотеза, что красный костный мозг играет определенную роль в борьбе с остеонекрозом, а также дает подсказки для лечения остеонекроза красным костным мозгом.1. У пациентов с нетравматическим ОНФГ количество МСК костного мозга в проксимальном отделе бедренной кости и головке бедренной кости снижено. Об этом явлении сообщали многие исследователи. Гернигу обнаружил вызванное гормонами снижение количества клеток в пуле МСК проксимального отдела бедренной кости при ОНФГ. Вайнштейн и др. обнаружили, что гормоны вызывают апоптоз остеобластов и остеоцитов и подавляют остеогенез. Исследование, проведенное Бай-Лян Вангом в Центре остеонекроза Госпиталя китайско-японской дружбы, также показало, что по сравнению с пациентами с переломами шейки бедра у пациентов с гормональной ОНФГ значительно снижена добавочная активность МСК в проксимальном отделе бедренной кости, значительно отсрочена фаза плато кривой роста клеток, значительно выше соотношение клеток Go/G1 и ниже соотношение клеток фазы S+G2/M, что говорит о сниженной способности клеток к пролиферации и делению. Hofbauer и др. обнаружили, что гормоны Hofbauer и др. обнаружили, что гормоны подавляют транскрипцию и экспрессию OPG (остеопротегерина) в остеобластах и способствуют экспрессии ODF/OPGL (дифференцировка остеокластов и активация рецепторов), тем самым активируя остеокласты, что приводит к уменьшению количества остеобластов.2 Повышенный липогенез и пониженный остеогенез МСК в проксимальном отделе бедренной кости пациентов с нетравматическим ОНФГ. Wang Guozhao и др. из США еще в 1990-х годах подтвердили, что способность МСК к остеогенной дифференцировке, обработанных гормонами, была значительно снижена, в то время как способность к липогенной дифференцировке была повышена. Впоследствии Cui Quanxing и др. также подтвердили, что клональные популяции клеток костного мозга, подвергшиеся воздействию алкоголя, имели сниженную экспрессию остеогенных генов и повышенный липогенез. Инь и др. показали, что вызванное гормонами увеличение липогенеза и снижение остеогенеза в МСК было вызвано увеличением экспрессии липогенного гена 422 (ap2), увеличением синтеза триглицеридов и снижением экспрессии маркерных генов и клеток костной ткани.3 Многие эксперименты на животных подтвердили, что применение трансплантации концентрированных мононуклеарных клеток костного мозга (МНК) оказывает значительное восстанавливающее действие на некротическую головку бедренной кости, а восстанавливающий эффект достигается за счет усиления остеогенеза Восстанавливающий эффект достигался за счет усиления остеогенеза и ангиогенеза. Zhang Changqing и др. использовали кроликов в качестве модели остеонекроза и сравнили две группы: простая декомпрессия и имплантация аутологичных BM-MNCs, и обнаружили, что неоваскуляризация и восстановление кости были значительно выше в некротической кости животных, которым вводили клетки, чем в контрольной группе.4 В экспериментах in vitro с МНК костного мозга при создании остеогенных условий (дексаметазон и вит С) в культуре они могут дифференцироваться в остеобласты и впоследствии стать остеогенными, но остается сомнительным, могут ли условия in vivo быть остеогенными. Hernigou наблюдал за сохранением МСК, имплантированных в головку бедра, с помощью трассирующего мечения стромальных стволовых клеток костного мозга, и показал, что 80% трансплантированных клеток сохранились в очагах некроза головки бедра, что доказало целесообразность трансплантации МСК, но он не проводил дальнейшего исследования пролиферации и дифференцировки МСК. Центр остеонекроза больницы дружбы Китая и Японии использовал собаку в качестве модели, сделал дефект внутри головки бедренной кости собаки и использовал карболовую кислоту для прижигания области вокруг костного дефекта, что привело к гибели костных клеток, чтобы сделать модель костного дефекта, аналогичного головке бедренной кости человека после удаления некротического поражения. Аутологичные МСК костного мозга культивировались in vitro и были помечены Brdu (5-бромдезоксиуридиновый нуклеозид) и SPIO (суперпарамагнитный оксид железа), соответственно, а затем имплантированы в область дефекта головки бедренной кости, и результаты показали, что пересаженные МСК были жизнеспособны, а помеченные МСК могли оставаться в области остеонекроза и дефекта кости, дифференцироваться и пролиферировать. Пересаженные меченые МСК могли дифференцироваться в различные клетки, включая остеобласты, остеоциты и хондроциты. Помимо остеогенеза, они также участвуют в неоваскуляризации. Также было продемонстрировано, что МСК могут повышать способность искусственной кости к трансформации при пересадке в композит с искусственной костью.