冷冻保存同种异体血管研究进展(膝关节半月板损伤的治疗进展)

冷冻保存同种异体血管研究进展

随着现代免疫学、冷冻生物学、分子生物学的发展，冷冻保护剂、免疫抑制

剂的应用以及注重移植结构及功能的完整。冷冻保存同种异体静脉无论是基础研究

还是临床实践都获得相当经验，但存在移植物再狭窄及替代小口径动脉(＜2mm)

失败率高的 缺点。近年来，有关动脉作为血管替代物逐渐被重视，取得一些进展

，但尚需继续长期地探 索和实践。

1　血管移植免疫进展

大量的实验和临床结果不但证实血管内皮细胞(EC)是移植排斥重要的靶器官，

而且通过其抗 原递呈作用、表型变化和细胞因子合成等，主动参与移植排斥过程

。EC表达多种抗原，如：ABO血型抗原，MHC抗原和血管内皮细胞抗原系统。在排

斥过程中，EC上的抗原与其相应的抗 体结合形成抗原抗体复合物，激活补体释放

趋化因子，白细胞在补体参与下溶解EC，使基底 膜暴露，激活凝血系统，形成血

栓，激活的巨噬细胞释放白介素-1、肿瘤坏死因子等可提 高EC表面组织因子活性

，增加纤溶酶激活物抑制因子和减少血栓调理蛋白，EC在细胞因子刺 激下可合成

和分泌单核细胞趋化因子MCP-1/JE，吸引单核巨噬细胞迁移至移植物局部。同 时

表达Class Ⅱ抗原，提供所有激活CD4+T细胞所必需的信号，并可产生各种细胞因

子，引 起表型的变化。另外内皮细胞膜还可作为血管紧张素转化酶场所，以使血

管紧张素Ⅰ转化成 血管紧张素Ⅱ，使血管收缩。近来，一些学者发现血管平滑肌

细胞也表达Class Ⅰ和Class Ⅱ抗原系统，参与排斥反应全过程〔1〕。

2　同种异体血管移植的基础研究进展

2.1　移植前血管处理及冷冻复温技术

2.1.1　制备　(1)供体选择来源于新鲜尸体及创伤性截肢患者，采用美国组织

库协会(AATB)制 定的标准〔2〕。取血管应在死后4h完成，所有操作均在无菌条

件下进行。(2)制备 技术的基本原则：从供体获取血管应严格遵循无创伤技术；获

取血管前15～30min，供体给 予平滑肌松弛剂(罂粟碱)及抗凝药物(肝素)，以防

止血管痉挛和血栓形成；保持制备液和室 温37℃；灌注压＜100mg。(3)理论上以

37℃自身含罂粟碱肝素化血液低压灌注可最好保持 血管的生物活性，但通常从供

体获取血液是困难的。目前常采用37℃的生物培养液(如DMEM，1640)，Brocdban

k等获得保存24h后80%内皮细胞存活率和平滑肌收缩度最大限度的保持 〔3〕。

2.1.2　冷冻复温　随着冷冻保护剂二甲基亚砜(DMSO)和甘油的应用及控温冷

冻技术的成熟，血管活性得以很好的保持。DMSO因穿透力强，研究较多，其浓度

以15%为最佳。控温冷冻 第二步温值在-60～-80℃之间，冷冻速率为0.5～1℃/mi

n，复温采用37℃水浴快速复温。经 过这样处理的静脉获得80%的内皮细胞存活率

。Banbang等证实这些内皮细胞具有与正常内皮 细胞相似的增值和抗凝血功能〔4

〕。Salomon等也从冷冻保存静脉上获得表达HLA抗 原的平滑肌细胞〔1〕。

2.2　实验性同种异体移植与自体移植的比较性研究　同种异体血管移植的 主

要障碍是受体 的免疫排斥反应。因此，研究在免疫缺陷的情况下在体冷冻保存血

管移植的变化是必需的。这样自体冷冻血管不仅检验血管制备及宿主对移植物产

生排斥反应的冷冻保存技术的效果，而且通过与同种异体移植物移植后组织结构

与功能的对比，了解同种异体移植物在整个过程 中的变化。

自体移植物在移植过程中，可因离体缺血、牵拉、切割、吻合及在受体动脉高

压冲 击下，内皮细胞可有不同程度的坏死，从而使位于内皮细胞下的结缔组织裸

露于血流，使附 壁血栓形成。1周后残留的附壁血栓向致密而平滑的纤维被膜演变

，同时内皮细胞再生开始。内膜增生和动脉粥样硬化是发生在内皮下层两个相关

联的病理现象，或许是不可避免的创 伤适应性改变。移植血管中膜可见平滑肌细

胞坏死和纤维替代，外膜因部分胶原纤维束断裂 和血管滋养管栓塞，形成纤维瘢

痕，移植后72h，新的滋养血管出现，2个月后基本恢复正 常，神经再生于2～4周

后开始。上述这些改变实质上是导致自体静脉移植后失败的病理基础。

相对于自体静脉移植的内膜增生，同种异体移植物动脉化主要是中膜增生〔5

〕。当在同种异体移植物中又观察到的内膜增生是由于局部血栓沉积后成纤维细

胞的重新排 列，移植后10d内皮细胞因免疫反应而脱落，在随后的6个月内，裸露

的内膜上纤维蛋白 堆积减少并出现重新内皮化，3～6个月移植物外膜的血管周围

组织可见游离淋巴细胞并在9个月后消失。移植后5个月前列环素(PGI2)生成量与

受体动脉PGI2生成量相比有显著性 差异(P＜0.001)〔6〕。新鲜静脉的顺应性明显

低于正常动脉灌注压下动脉顺应 性(P＜0.001)〔5〕，可以看出，尽管移植段静脉

结构发生动脉化，但其内 膜 功能和生物力学特性并未发生动脉化。自体移植物与

异体移植物短期的不同在于异体移植物 经历一个免疫反应及内皮细胞脱落的过程

，因此，减少或阻止受体免疫排斥反应的实验被 尝试。

2.3　免疫抑制剂对同种异体移植物的影响　移植物免疫反应特点已见前述，

可以肯定免疫 排斥反应在移植过程中扮演极其重要的角色。Augelli分别用倒置异

体静脉作为动脉桥接物，结果显示经免疫抑制剂处理组与未用免疫抑制剂处理组

通畅率之比为7/11∶0/10，有显著 性差异(P＜0.001)，但长期通畅率依赖于免疫

抑制剂的应用〔7〕。Miller等移 植术后受体行免疫抑制治疗及抗血小板治疗1月

后，血管平滑肌丧失功能〔8〕。可以看出尽管免疫抑制剂可能增加移植物通畅率

，并且不损害内皮细胞的可能性也存在，但免疫抑制剂增加血小板聚集及血栓素(

TxA2)的释放，减少前列环素(PGI2)的产生，同时潜在的免疫抑制特性可能导致感

染、神经、肾毒、肝脏、血液、内分泌等并发症〔9〕。因此，移植物的治疗代替

受体的治疗能避免免疫抑制剂的并发症，这建立在冷冻保存移植物免疫抑制剂术前

治疗可能会减低免疫反应和提高通畅率这个假设上，静脉移植物术前治疗能显著提

高通畅率已作为一种方法被肯定。

2.4　血管移植受体的抗凝血治疗　在药物实验中抗血小板治疗能减少移植物

血栓形成的观点已被接受。动物实验证明，经抗血小板治疗的异体移植物与未经治

疗移植物早期通畅率之比为83%∶58%〔10〕。近年来，对阿司匹林等抗凝药物的作

用机制有新的看法，认为其在抑制血小板释放效应的同时，也抑制血管内皮细胞P

GI2的合成〔11〕。因此，抗凝药物使用与否，有待于进一步的对比研究和临床长

期观察。

3　临床应用的初步结果

初期一些学者通过戊二醛、酒精浸泡、冷冻、射线照射等来降低移植物的抗原

性，以提高移植物的通畅率，这些研究结果从术后6～12个月15%至13～42个月78%

的不等通畅率。1971年D用改良的脐带静脉行下肢血管重建术后3年获得76.4%(股

)～39.8%(股腓)的通畅率。Shan等列出了38个患者43条硫酸软骨素保存的静脉得到

9～17个月至12～18个月累积67.8%的通畅率。1994年Mestres报道用大口径冷冻保

存动脉得到8个月92.9%的通畅率〔12〕。另外，一些回顾性的随机的临床报告正着

手调查，这些研究包括失败的机制以及猜测治疗干涉手段或改善移植术的外科技术

，更多的临床经验和移植物的长期观察和积累，将决定是否在无合适的自体血管下

有限制的使用问题。

4　同种异体血管移植失败的影响因素

影响移植段通畅率的因素，分为内源性和外源性两类，影响移植段远期通畅率

的主要因素是内源性因素。外源性因素包括：(1)手术技术缺陷：未遵循无创伤原

则，吻合技术所致吻合口狭窄、扭曲等；(2)流出道受阻：Mcnally报道在膝关节以

下动脉旁路移植术后1年通畅率的结果，当移植物处于0～1个流出道情况下得到44

%的通畅率，而在2～3个流出道时则获得73%的通畅率〔13〕；(3)静脉移植瓣膜；

(4)其他：如内毒素、感染等。内源性因素包括：(1)免疫排斥反应；(2)管壁结构

的病理性改变，如动脉粥样硬化；(3)生物力学的不匹配，如顺应性的改变；(4)移

植段功能的改变，如PGI2的释放减少，TxA2的释放增加。另外，血管内膜释放的内

皮细胞血管舒张因子(EDRF)、内皮素(ET)、抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ)和肝素分子复合物、

血栓调理蛋白(TM)、蛋白激酶C(PC)以及纤溶酶原激活物(PA)也参与整个过程〔14

〕。近来一些生长因子，如血小板衍生因子、碱性成纤维细胞生长因子和转移生长

因子的作用也得到重视〔15〕。这些物质如何相互作用，影响移植物通畅率，是今

后值得进一步研究的课题。

5　展望

尽管冷冻小血管异体移植已经取得很大成绩，并展示出令人激动的前景，但仍

有许多尚未解决的问题和难点，如移植段新生内皮细胞的来源，冷冻保存能否降低

抗原性，冷冻保存动脉移植能否成为合适的移植物应用于临床。大部分血管移植的

最终目的是保存完整肢体的成活，特别在创伤外科中，当合并有其他严重创伤不能

耐受手术时，如果肢体能被冷冻保存直至能耐受手术时再植，肢体就能挽救。依靠

现代冷冻保存技术，肢体延迟重建将由梦想变为现实。而改进HLA配型技术、提高

供体质量、新的免疫抑制剂和生物制品的开发和应用以及移植后准确灵敏的免疫检

测等，仍是移植免疫学研究的重要课题。

作者简介：孙　炜(1970-)，男，安徽黄山人，主治医师，现为第一军医大学博士

生，主要从事骨质疏松和关节外科研究.

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膝关节半月板损伤的治疗进展

摘要：半月板损伤是一种常见的膝关节病。以往治疗过程中多进行手术切除损伤的半月板，但近年来多主张尽可能保留或修复半月板。本文就非手术治疗法及手术治疗法治疗半月板损伤的进展进行了综述 。

关键词：膝关节；半月板损伤；非手术疗法；手术疗法

半月板生理结构：半月板是位于股骨髁和胫骨髁之间的“C”型纤维软骨 “楔子”，实际上是胫骨的延伸部分，用来加深胫骨平台的关节表面，以便更好地适应股骨髁。外侧半月板接近于环形，而内侧半月板为半环形。从纵轴面上看，半月板的周缘在关节囊附丽部最厚，逐渐变薄，在关节游离缘最薄。半月板主要功能包括负荷传导、震荡吸收、增加关节的稳定性和协调性以及关节本体感觉……

半月板的血供很大程度上决定了半月板的治疗方式。1982年Amoczky等研究发现，成人半月板有血管区的范围在内侧半月板约为10%～25%的宽度，在外侧约为 10%～30%的宽度。它将半月板组织分为三区：红区、白区、红白区。距半月板滑膜结合部3mm以内者为绝对有血管区称为红区；相距5mm以上者为绝对无血管区称为白区；相距3～5mm者为相对有血管区称为红白区。

李箭等对半月板血供的研究指出：半月板体部的血管分布呈分层现象，血管分上、中、下三层。层与层之间吻合较少，半月板角部有着丰富血管丛营养供应，血管分布于角部的整个区域，甚至在半月板角部的游离缘也发现终末毛细血管。半月板体部的外周部分除有自身血供外表面还有一层具有血管内皮细胞性质的滑膜层，其参与半月板滑液营养。

半月板损伤多由外伤、关节退变、炎症及慢性劳损引起半月状撕裂、半月板分层破裂及半月板嵌顿等 。国外文献报道半月板损伤以内侧居多， 而国内文献报道则以外侧多见 。 半月板损伤后，可出现不同程度的变性、边缘及周围肌肉组织增生、肥厚、水肿等，膝关节失去稳定性及正常的活动功能，出现一系列临床症状和体征。以往多采用半月板部分或全部切除手术，近期疗效比较满意 。但近年来随着对半月板结构、功能及损伤机制研究的深入，多数学者主张尽量非手术保留或手术修复损伤的半月板 。

1非手术疗法

1.1　 固定疗法 [1]　

有人主张采用膝关节伸直位外固定数周，待其自行愈合，经观察发现此疗法疗效与半月板缝合修补术相同，甚至优于缝合修补术 。但长期固定可导致膝关节强直、肌肉萎缩、影响功能恢复 。固定方式和方法也有所不同，有人主张采用膝关节伸直位外固定，有人主张急性损伤期用夹板或石膏托固定膝关节160～170°，休息 3～4周。还有人主张采用膝关节略屈曲 20°位外固定，可以消除关节 肿胀、滑膜炎症、肌肉痉挛，促进损伤半月板修复 。

1.1.2　 药物治疗

早期宜内服消炎止痛的药物，并可以外敷消炎止痛的药膏，后期宜内服温经通络止痛的药物， 并可配中药熏洗 。

1.1.3　 关节穿刺 、 冲洗和关节内注射疗法 　

(1) 关节穿刺和关节腔灌洗：关节积液较多、张力过大时，可进行关节穿刺，将积液和积血完全抽净并进行关节腔灌洗 。

(2) 关节腔注射药物：常于关节穿刺后向关节腔注射软骨保护素和补充关节腔内黏度的药物。前者可以刺激胶原和蛋白聚糖合成、抑制或延缓软骨退化；后者可以增加关节液的黏滞性和弹性，有润滑和吸收震荡作用，从而保护病变半月板 。一些学者推荐透明质酸钠注射液关节腔内注射疗法，认为能有效地缓解关节疼痛、肿胀与改善关节功能，是治疗膝关节滑膜炎的一种安全有效的方法 [1]。还可以向关节腔内注射生长因子促进损伤半月板愈合，如血小板生长因子 (PDGF )、肝细胞生长因子 (HGF)、骨形态蛋白 (BMP 22) 、 胰岛素样生长因子 (IGI 21等)

1. 4　 手法

1. 4. 1　 外侧半月板损伤 　

(1) 外旋过伸屈膝法 ：适用于外侧半月板急性嵌顿。病人取仰卧位，术者立于伤侧，一手握伤肢膝部，另手拿其踝部，在小腿被动外旋姿势下过伸膝关节，将膝关节过度屈曲 (此时，多有明显的半月板弹响或复位感觉 )，再缓缓伸直膝关节 。

(2) 回旋伸膝按压法：适用于外侧半月板轻度撕裂伤。病人取仰卧位，术者立于伤侧， 一手握拿伤肢踝部，另一手拇指按压外侧半月板痛点，余四指扶住膝内侧，两手协同动作，屈膝 90°，将小腿内收、外旋，并迅速外展、伸直膝关节。此时，按压外侧半月板痛点，拇指趁机向内按压半月板前角，并顺关节间隙挤压半月板边缘，偶可闻及半月板破裂处的闭合声 。

1. 4. 2　 内侧半月板损伤 　

(1) 内旋过伸屈膝法：适用于内侧半月板急性嵌顿。操作方法与“ 外旋过伸屈膝法 ” 相似， 但应在小腿被动内旋姿势下过伸与过屈膝关节 。

(2) 回旋伸膝按压法：适用于内侧半月板轻度撕裂伤。与外侧半月撕裂伤手法操作相似，但应在屈膝姿势下，使小腿外展、内旋、内收，同时将膝关节伸直，另手 (拇指按压于内侧半月板前角，余四指扶膝关节外侧 ) 复位方法相同 。

1.1.5　 物理疗法 　

物理疗法可以扩张血管、促进血液循环、减轻组织水肿等作用 。刘晋才等 [2]报道采用微电流刺激可以诱导和加快软骨细胞分化、增殖、加速胶原和基质合成、促进损伤愈合 。还采用 5~20uA 的直流电刺激损伤的半月 板，患处提前 6周愈合 。黄非龙等 [3]采用半导体激光照射痛点或压痛点，并与超短波对照，治疗5次后，半导体激光组患者显效率 76.9%；超短波组病人显效率 50. 0%。还可以采用TDP、红外线、 微波、短波、干扰电等物理疗法 。

1.1.6　 中医疗法 　

(1) 中药内服：中药可以作用于半月板软骨、半月板表面软骨膜细胞，通过内加生长促进损伤半月板的愈合 。黄霄汉采用筋骨痛消丸 (药物组成：丹参、香 附、桂枝、白芍、川芎等 ) 结合三七接骨散 (药物组成 ：三七、乳香、没药、当归、牡丹、茯苓、自然铜等 ) 治疗本病。郑怀贤用中药治疗也取得一定疗效 。

(2) 中药外敷或熏洗：一号外敷药处方：白芨、白芍、甜瓜籽、合欢皮、续断、千年健各50g，土鳖、远志、萆解、白芷各16g，甘草9g (中年人可加檀香、三七、广木香各16g ) 。 上药共研细末、用水调匀、然后加鸡蛋清调敷伤处。有逐寒、散瘀、消肿、止 痛、续筋之功效 。

1.1.7　 针灸法 　

无论对急性期损伤还是术后康复，针灸均有止痛、消肿、 改善新陈代谢、促进血液循环的作用 。 主穴：内膝眼、犊鼻、阳陵泉、曲泉。配穴：悬钟、侠溪、阴陵泉、血海、梁丘、足三里等。每次选 4个主穴、2~4个配穴，内膝眼和犊鼻为一组，阳陵泉和曲泉为一组，接电针刺激仪，急性期选疏密波， 慢性期选疏波，30min，配穴不接电刺激仪。

2　 手术疗法

半月板损伤是膝关节常见疾病 。自Brodhurst 首次报道了切开关节的半月板切除术以来，100多年来其一直作为半月板损伤的常用治疗方法 。但通过研究，人们发现半 月板切除后将导致膝关节载荷传导紊乱，从而加速关节软骨的退行性改变 。有些作者认为半月板切除后可获得再生，但并无正常半月板的形态。

症状和体征明显，应及早手术切除损伤的半月板或把撕裂部分切除或进行半月板修补缝合，以防发生创伤性关节炎 。如果患者比较年轻、损伤位于血液供应区域、而且韧带完整，应尽量将撕裂的半月板缝合；如果患者年龄比较大、损伤位于没有血液供应区域 、应将半月板撕裂的部分切除 。一些学者通过对半月板切除患者平均 4～18年不等时间的随访观察表明：切除半月板后疗效满意率最高为 86%，最低为 42. 5%。术后伸膝位加压包扎，次日开始作四头肌静止性收缩练习 , 2～3d 后开始作直腿抬高运动，以防股四头肌萎缩，两周后开始下地行走，一般在术后 2～3个月可恢复正常功能 。

2.1　 关节镜手术 　

Keelchi1979年在日本东京首次施行关节镜下半月板修补术。1980年Henning 等在美国第一个施行关节镜下半月板修补术 。 半月板损伤的关节镜治疗包括关节镜下半月板部分切除、半月板成形术、半月板缝合术。关节镜下半月板缝合术是最常使用的方法，关节镜下半月板缝合术基本方法有以下三种：由内到外、由外到内、全内缝合 。 Hotibe 等 [4]报道：由内到外缝合术完全愈合率为 73. 0%，部分愈合率为 19. 0%；M ariani 等 [5]报道：由外到内缝合术优良率为 77. 3%；Scott 等 [6]应用膝关节后切口在关节镜下行半月板修补并对 260例病人随访，愈合 61. 8%，部分愈合 16. 9%，不愈合 21. 2%，92%的半月板临床表现稳定 。 半月板边缘撕裂可行缝合修复，通常行半月板部分切除，保留未损伤的部分 。对早期怀疑半月板损伤者可行急诊关节镜检查，早期处理半月板损伤，缩短疗程、提高治疗效果、减少损伤性关节炎的发生 。通过关节镜手术创伤小、恢复快、处理半月板问题成功率高 。此外，随着关节镜技术的日益成熟，激光及其黏合剂也被运用到关节镜手术中，进行半月板缝合和“ 焊接 ” 。

近年来，半月板损伤经关节镜治疗有以下进展：

(1) 为了避免和减少半月板全切除后的不良后果，经关节镜损伤半月板的全切除改为部分切除术 。

(2) 多数学者经关节镜部分半月板切除的临床及研究得出除已破损的或力学性能不稳定的部分外，不应更多地切除半月板；同时尽可能保留 一个凹形光滑的半月板边缘及半月板周围的纤维环，尤其是靠近外侧半月板腘肌孔处 。半月板部分切除优于全切，提出宁可保留退变但无破裂的半月板甚至破裂的但不影响正常关节生物力学的半月板也不做切除的观点。

(3) 半月板部分切除术后，虽可保留一定的半月板功能，但肯定不及完整的半月板 。 即使切除一小部分半月板，也会使承受压力异常而导致早期的半月板软骨退行性变 。半月板应该保留越多越好，最好的方法是破裂口缝合，使裂口愈合。因此，尽可能修复损伤的半月板 。

2.2异体半月板移植术

近二十年来，异体半月板移植重建半月板逐渐为大家所重视。szomor等进行羊的半月板移植实验证明与半月板全切除比较，自体半月板和异体半月板移植可减少关节软骨损伤。对自体半月板和异体半月板移植后关节软骨损伤评分，两者之间差异无显著性差异，证实异体半月板移植对关节软骨有一定保护作用。在犬膝关节半月板移植的实验中观察到半月板的软骨组织不仅存活，而且有合成和分泌功能，植入的异体半月板能保持原有基本组织结构。观察中始终未见以单核细胞和淋巴细胞为主的浸润，证明异体半月板移植在免疫、组织学方面的可能性。半月板移植的适应症现在临床尚无明确标准。

自1984年Milachowski等首次成功应用同种异体半月板移植治疗半月板严重损伤以来，该手术方式逐渐获得临床认可，相关手术技术和基础研究相应得到丰富和完善。为了避免半月板切除的不良后果，国外开展了异体半月板移植技术，国内尚未普遍开展此项技术。

章亚东等在对12例半月板损伤后切除半月板的患者在关节镜下实施异体半月板移植微创手术，患者均无手术副损伤，早期关节轻度肿胀、无伤口渗液。术后2周，伤口愈合良好。术后6周，关节肿胀基本消失。随访6— 17个月(平均10.3个月)，患者行走功能正常，膝关节活动度均值与术前比较差异无统计学意义。膝关节疼痛评 分(VAs)术后明显低于术前(P<o.01)。LysholIn评分术后明显提高(P<0.05)。术后各项免疫学指标均在正常 范围。Mm示移植半月板位置良好，固定可靠。

半月板移植短期及中期疗效满意，长期生存率有待进一步提高。半月板移植术后膝关节生物力学功能何时恢复到正常或接近正常，仍存在疑问。半月板移植长期疗效仍存在争议，特别是移植后年轻患者的运动能力受到一定程度限制，就说明目前的同种异体半月板移植技术仍需要进一步研究、提高。

膝关节是人体最复杂的关节，而半月板作为稳定膝关节的装置，近几十年来起重要性越来越受到重视。在人类追求高生活质量的今天，如何用最好的方法治疗半月板损伤仍然是研究人员重点研究的方向。关节镜下手术缝合以及半月板移植等方向还有很大的研究空间。希望通过所有研究人员的努力，我们能够在治疗半月板损伤这方面取得更大成绩！

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