骨髓间质干细胞与异体骨修复大段骨缺损的研究进展

骨髓间质干细胞与异体骨修复大段骨缺损的研究进展

刘浩1（综述）左中男2（审校）

（1广东医科大学广东湛江5240032）

（2佛上市第一人民医院整形外科广东佛山528000）

【摘要】异体骨修复大段骨缺损有利有弊，一项与人工材料相比，异体骨优势在于能够整合到宿主体内，但可能存在潜在的传染性疾病感染风险，存在相关并发症。目前用于大段骨缺损治疗主要包括骨关节异体骨、中间插入异体骨、半圆柱形插入性异体骨、异体骨-假体复合移植物，“望远镜”式匹配异体骨移植、自体带血管雕骨复合移植、联合游离皮瓣移植、钛网技术复合异体骨修复开始成为主流。目前尚无成熟的BMSCs修复大段骨缺损的主要方法，对于大段骨缺损仍然主要用于辅助治疗，实验室研究集中在BMSCs生物学特性、复合培养、生物工程方面。

【关键词】大段骨缺损；骨髓间质干细胞；异体骨修复

【中图分类号】R687【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2018）02-0014-02

大段骨缺损是一种常见病，多见于骨折、骨肿瘤患者，骨缺损的修复治疗一直是临床研究重点，在过去首选异体骨修复、人造材料修复，疗效肯定，但存在免疫排斥反应并发症，疗效影响因素较多。近年来，干细胞移植、干细胞组织工程技术飞速发展，并开始应用于临床。骨髓间充质干细胞（BMSCs）一种来源于骨髓的干细胞，具有取材广泛、易于培养扩增、具有多向分化潜能、免疫抗原性较低、易被外源基因转染等优势，是理想的干细胞治疗种子细胞，具有治疗大段骨缺损治疗的潜力，但目前尚无临床成功案例。本次研究尝试就BMCSs、异体骨修复大段骨缺损研究进展进行概述。

1.异体骨修复大段骨缺损

一项针对异体骨复合带血管腓骨重建肿瘤切除后大段骨缺损中入选19例对象，结果显示移植腓骨均成活，愈合较好，术后上下肢功能恢复较好[1]。几年来，因骨肿瘤等大段骨缺损疾病患者的生存时间明显延长，人工假体的使用寿命较短，以异体骨为代表的生物型假体价值越来越受到重视。与人工材料相比，异体骨优势在于能够整合到宿主体内，提供机械支持，为肌肉以及韧带附着提供着力点，异体骨中骨组织存储相对丰富。但需注意的是，异体骨可能存在潜在的传染性疾病感染风险，尽管记录在档的感染案例极少，但大部分居民对此感染仍存在较大的顾虑。骨关节异体骨还存在其他并发症，如异体骨骨折、重吸收、软骨退化、关节不稳定、延迟愈合、不愈合等，其并发症发生影响因素主要包括两个方面：①异体骨与宿主骨缺损几何表面匹配性；②异体骨与宿主骨和软组织连接部位稳定性。从不稳定关节获得的异体骨，可能更容易发生早期、剧烈的退行性改变。

目前用于大段骨缺损治疗主要包括以下几类：①骨关节异体骨，如全髁型异体骨，主要用于关节一侧肿瘤切除重建对象，适合不适合人工假体的部位关节面，如胫骨远端骨折，能够附着宿主肌腱、韧带。国外一项针对386例骨关节异体骨的回顾性分析显示，2年内功能优良率达到73%，另有报道显示骨关节异体骨移植物5年存活率达到70%～80%，保肢率在90%以上，随着时间的推移，会出现骨退行性改变[2]。对于年龄、有无化疗、切除骨大小等因素对患者的生存率是否存在隐性仍然存在争议。值得注意的是，对于未成年人，骨骼发育尚未完全，需要待骨骼发育成熟后，择期进行关节置换术。②中间插入异体骨，主要开展异体骨关节融合术、骨干中段异体骨，近年来随着肿瘤型假体成功的出现，关节融合术开展越来越少，异体骨关节融合术有较高的并发症，其主要针对需要更持久、稳定的重建，但替代的异体骨强度不够，无法对抗关节高强度扭转力。骨干中段异体骨计数基本成熟，感染发生率较低，可以复合自体带血管腓骨移植，加快截骨端的骨性愈合。骨折以及骨不愈合是主要并发症，联合十分牢靠的内固定非常必要，大量研究显示骨干中段异体骨功能恢复并不理想，目前有研究证实血液供应能够促骨生长，不愈合者取自体髂骨仍然是“金标准”。③其他：其他方式包括半圆柱形插入性异体骨、异体骨-假体复合移植物，近年来导航技术飞速发展，技术飞速发展。近年来，“望远镜”式匹配异体骨移植、自体带血管雕骨复合移植、联合游离皮瓣移植、钛网技术复合异体骨修复开始成为主流，尽管缺乏大样本、多中心的研究，但单中心研究显示，这些技术更有助于帮助关节功能恢复。异体骨修复大段骨缺损，随着解剖匹配、感染预防、异体骨固定、软组织重建、康复训练理念以及相关技术的发展，能够显著延长大段异体骨的寿命，降低不愈合、感染等并发症发生发生率。

2.骨髓间质干细胞修复大段骨缺损

目前尚无成熟的BMSCs修复大段骨缺损的主要方法，BMSCs在骨缺损修复中，仍然主要用于轻微的骨创伤治疗，对于大段骨缺损仍然主要用于辅助治疗。大量研究显示，BMSCs的修复效果受其分化、骨质重塑效果影响，其主要通过自分泌、旁分泌作用，通过制作基骨复合BMSCs修复治疗大段骨缺损治疗，BMSCs受基骨影响，向骨细胞转化[3]。目前比较成熟的BMSCs修复技术，主要为诱导膜技术，通过组织工程信号因子、种子细胞、支架，发挥BMSCs优势，促其骨再生，改善结构化骨机制，加速骨骼的修复[4-5]。目前针对BMSCs在大段骨修复治疗中，仍集中在实验室中，研究内容集中在BMSCs生物学特性、复合培养、生物工程方面。如针对成骨细胞分泌的Wnt蛋白对BMSCs成骨作用的调控。自体骨与异体骨的结合端愈合原理主要为“爬行替代”，采用BMSCs移植，能够进促进“爬行替代”，降低不愈合等并发症发生风险。

3.小结

骨髓间质干细胞与异体骨修复是未来大段骨缺损治疗的主流趋势，具有极大的发展潜力，特别是双者复合治疗大段骨缺损，有望提升大段骨缺损关节功能治疗效果，降低远期并发症发生风险，延长患者的生存时间，减轻退行性改变。

【参考文献】

[1]延静.异体骨复合带血管腓骨重建骨肿瘤切除后大段骨缺损的护理[J].现代临床护理,2012,11(05):45-47.

[2]王国伟,孙绳亮,窦洪磊.胫骨周围筋膜瓣包裹同种异体骨修复长段骨缺损的实验研究[J].中国矫形外科杂志，2015,23(24):2277-2282.

[3]唐宇星,赵庆,杨中萌,等.音猬因子修饰纳米晶胶原基骨复合骨髓间充质干细胞修复股骨缺损[J].中国组织工程研究,2017,21(14):2180-2185.

[4]陈震东,徐房添,高辉.骨组织工程中的间质干细胞:成骨活性、免疫特性、促血管化及成骨效应[J].中国组织工程研究,2016,20(46):6956-6962.

[5]许繁,杨德圣.骨髓间质干细胞与胶原膜复合培养的生物学基础和特性[J].国际口腔医学杂志,2015,42(06):685-688.