Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng

Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng Ghép xương đồng loại đông khô thực nghiệm và ứng dụng lâm sàng

BỘ GIÁO DỰC VẢ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI NGÔ TỨ MINH GHÉP XƯƠNG ĐỔNG LOẠI ĐÔNG KHÔ THỰC NGHIỆM VÀ ứNG DỤNG LÂM SÀNG Chuyên ngành: Phẫu thuật đại cương Mã số: 3.01.21 LUẬN ÁN TIẾN Sĩ Y HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1.GS. Đặ NG KIM CHâ U 2. PGS. NGUYễ N ĐỨC PHÚC Hà Nội-2003 Lời cam đoan ýw / tf’/'/i c/ĩ/tỉ íTớ/ỉỉt đ a / / / t í Cớ/ts/ /rù /// ffọ///ê/ỉ ííítr rư S ỉ r ì ê ề t ợ tâ/. @áe lâ /ểêff, fcế/ ự/íếỉ //êfí fr< ? n ạ / t i ậ ể t ếí/ỉ / à Ể ru n ợ f/iỉ£ ’e iĩếể sù/ỉế/ fiffiJ'e a / e ỏ ề ư / / s à ỉ & ự Ớ Ó//S/ /rỉfi/t f t à rỉ tỉS tá e . Tác giả Nhân dịp hoàn thành luận án tiến sĩ, tôi xin bày tỏ lòng biốl ơn sâu sắc đến các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp. Trước hết, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cỏ GS. Đặng Kim Châu, GS. TSKH Nguyễn Văn Nhân và PGS. Nguyễn Đức Phúc là những người đã trực tiếp giúp dỡ và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành biết ơn PGS. TS Nguyễn Trung Sinh, PGS Đoàn Lê Dân, Tiến sĩ Phạm Quang Ngọc, TS Nguyễn Tiến Bình là những người thầy, những nhà khoa học đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn, đónụ góp những ý kiến quý báu giúp cho bản luận án sớm hoàn thành. Tôi xin chân thành cảm ơn: - BGH, Phòng ĐTSĐH, Bộ môn Ngoại, Trường ĐHYHN. - BGĐ, các bác sĩ và nhân viên khoa chấn thương bệnh viện Viọl Đức. - BGH, các bác sĩ và nhân viên Labo bảo quản mô, Học Viện QY 103. - BGĐ Sở y tế và bệnh viện tỉnh Quảng trị. - Các bạn đồng nghiệp. Đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình tỏi đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian đi học. Lời cảm ơn Hà nội, ngày tháng năm 2001 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Lời cảm on Mục lục Danh mục các chữ viết tát trong luận án Danh mục các bảng và đồ thị Danh mục các hình ảnh Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 1 - TỔNG QUAN TÀ ì LIỆU 4 1.1. Sơ lược về cấu tạo mô học của xương: 4 1.2. Phân loại xương: 8 1.3. Đặc điểm mô học trong quá trình liền xươns: 9 1.4. Nhũn2 khái niệm chung về xương nhép: 13 1.5. Sơ lược về tình hình sử dụna xưưniỊ ghép trên thế íĩiới và irons nước: 28 Chương 2 - ĐÔÌ TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu . 33 2.1. Đối tượng nghiên cứu 33 2.2. Phươn ° pháp nshién cứu 36 2.3. Phươne pháp xử lv số liệu 47 Chương 3 - KÊT QUẢ NGHIÊN c ú u . 49 3.1. Sự duns nạp về tổ chức học của mánh xương shép đỏnạ khỏ trên thực nghiệm: 49 3.2. Kết quả Ún2 dụnơ ẹhép xươne đông khô trên lâm sàng 67 Chương 4 - BÀN LUẬN . 82 4.1. Nhận xét về sự dung nập trên thực nahiệm của mảnh xuone 2hép đôns k h ô ’ ’ .7 !. ’ .7." . 82 4.2 Về kết quả bước đáu ứng dụng ehốp xươne đồng loại đôna khô trên lâm sàn 2 I 92 KẾT LUẬN . 101 5.1. Trên thực nshiệm cơ thế độns vật duns nạp xươns đồns loại dona khô 101 5.2. Hiệu quả sử dụns xương đông khô trên lâm sàng 101 5.3. Kiến n ah ị: ", 102 Danh mục còn2 trình của tác giả Tài liệu tham khảo Phụ lục: ảnh minh hoạ, danh sách bệnh nhân DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN AATB The American Association of Tissue Banks ARN Acid Ribonucleic BMP Bone Morphogenetic Protein . DOPC Determined Osteogenic Precursor Cell HE Hematoxylin và Eosin HLA Human Leucocyte Antigen IOPC Inducible Osteogenic Precursor Cell MHC Major Histocompatibility Complex SD Standar Deviation SOFCOT Sociation Francaise de la Chirurgie Orthopédique et Traumatologique Tc T cytotoxic Th T helper XBQ Xương bảo quản XTT Xương tự thân DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ Đ ổ THỊ Bảng 3.1 Kết quả theo dõi gần 69 Bảng 3.2 Kết quả kiểm tra X quang sau m ổ 69 Bảng 3.3 Thời gian theo dõi sau mổ 71 Bảng 3.4 Liên quan giữa kết quả điều trị và dạng xương ghép 71 Bảng 3.5 Kết quả x a 72 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Mô xương - Màng xương ^ Hình 1.2. Tạo cốt bào 7 Hình 1.3. Huy cốt bào . 7 Hình 1.4. Sơ đồ cấu tạo mô học thành của xương dài <s Hình 1.5. Sơ đồ diễn biến các giai đoạn liền xương gẫy 10 Ảnh 3.1 Sau ghép 3 ngày 4; Ảnh 3.2 Sau ghép 3 ngày 50 Ảnh 3.3 Sau ghép 1 tuần ,S2 Ảnh 3.4 Sau ghép 1 tuần 53 Ảnh 3.5 Sau ghép 2 tuần 55 Ánh 3.6 Sau ghép 2 tuần 56 Ảnh 3.7 Sau ghép 3 tuần 5S Ảnh 3.8 Sau ghép 3 tuần . 59 Ảnh 3.9 Sau ghép 4 tuần 61 Ảnh 3.10 Sau ghép 4 tuần 62 Ảnh 3.11 Sau ghép 6 tuần 64 Ảnh 3.12 Sau ghép 6 tuần 65 1 ĐẶ T V Ấ N ĐÊ Hệ thống xươns là một bộ phận rất quan trọng, tạo ra một khung cứng để nâng đỡ bảo vệ các mô mềm của cơ thể. Trong đời sống hàng ngày, những tổn thương nói chung ở hệ thốns xươnẹ là rất thường gặp. Thực tế lâm sànơ cho thấy những tổn thương khuyết hổng xương đòi hỏi phải phục hồi để trả lại hĩnh thể giải phẫu và độ vững chắc của xương. Thuật ngữ ghép xương xuấĩ phát từ đây, nhằm giải quvết nhiều bệnh lv khác nhau như phục hổi một ổ khớp giả, mất đoạn xương, một khuyết hổng xương sau lấy bỏ khối u Do vậy có thể nói, ghép xươne ià một phẫu thuật chuyên khoa cần thiết và được làm thường xuyên ở mọi cơ sở chấn thương chỉnh hình để điều trị những tổn thương khuyết hổng xương nói chuns. Từ đầu thế kỷ 19 ghép xương đã trở thành phương pháp phẫu thuật phổ biến để làm liền xương và để điều trị các trườn2 hợp khuvết hổng xương. Khi tiến hành ghép xương, có rất nhiều yếu tố cần phải xem xét và cân nhắc thấu đáo. Những hiểu biết cơ bản về xương và ghép xương là rất cần thiết cho bất kỳ một phẫu thuật viên chấn thương chỉnh hình nào. Đó ỉà những kiến thức về cấu trúc mô học bình thường của xương, về quá trình liền xương của các ổ gãy, về diễn biến mô học xảy ra từ khi ghép xương đến lúc liền xương, quá trình phục hồi lại cấu trúc bình thường của xương, cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đổi mới, tự sửa chữa của xương. Những chỉ định cụ thể của xươnơ ghép tự thán và xương ghép đồng loại, những kỹ thuật ghép xương, ưu nhược điểm của từng loại xươns ghép cùng những biến chứng có thể xảy ra trong ghép xương vv cũng là những kiến thức rất cần thiết để có thể đem lại được kết quả tốt nhất cho bệnh nhân. 2 Xương tự thân là xương ghép được lấy của chính bệnh nhân. Đã được xác định ràng, xươns tự thân là nguyên liệu ghép sinh học tốt nhất. Những mảnh xương ghép tự thân có khả năng kích thích sinh xương mạnh nhất, hoàn toàn không sây phản ứng thải loại mảnh ghép ở nơi nhận. Tuy vậy, ghép xương tự thân vẫn có những hạn chế mà nhiều khi không thể khắc phục được. Ví dụ: không thể lấy xương tự thân là một đoạn thân xương dài hay cả một ổ khỚĐ hay một khối lượns xương ghép quá lớn. ơ một số bệnh nhân (trẻ em, nsười già) không cho phép lấy xương tự thân [17]. Ngoài ra khi ghép xươns tự thân, bệnh nhân còn phải chịu đựne thêm một đường; mổ nữa để lấy xương shép và do đó có thể có tất cả nhữnơ nguy CO’, biến chứng sau mổ của loại phẫu thuật này. Xương đồne loại ỉà xương của tử thi được thu 2om, xử lv, bảo quản bằng nhiều phương pháp khác nhau rồi sau đó đem sử dụne cho bệnh nhân. Xương đồng loại mặc dù kém hơn xương tự thân về khả năng kích thích sinh xương nhưng vẫn góp phần thúc đẩv quá trình tạo thành xương mới. Xương đồns ỉoại có các yếu tố cảm ứng xương là các thành phần có khả năns thu hút các tế bào để làm tăng sự tạo xương mới. Xương đổng loại bảo quản luồn có sẵn để sử dụng do đó nó giúp cho bệnh nhân tránh phải chịu thêm một đường mổ nữa. Đặc tính ưu việt nhất của xương đồnơ loại là Ĩ1Ó có thể cung cấp một khối lượn2 xương lớn, thậm chí cả một khóp. Nói cách khác, khi sử dụng xương đồng loại bảo quản thì tránh được những nhược điểm của ghép xương tự thân. ở Việt Nam, lần đầu tiên vào năm 1957, Đặn2 Kim Châu đã tiến hành « nghiên cứu và ehép xương đồng loại, lấy ở tử thi giữ lạnh ở nhiệt độ của tủ lạnh gia đình [2]. Tiếp theo, vào cuối năm 1960, xương đồng loại bảo quản lạnh - 30°c đã được Nguvễn Văn Nhân nghiên cứa và ứng dụng tại Bệnh viện Quân đội 108 [14]. Mặc dù quy mô và kỹ thuật bảo quản còn hạn chế nhưng 3 Quân y Viện 108 có thể được xem như ỉà “ngân hàng xươns” đầu tiên ở Việt nam. Từ nơi đây, xương bảo quản lạnh đã được cung cấp đi cho một số bệnh viện khác. Tuy nhiên ngân hàng xương đầu tiên nàv cũng chỉ hoạt động được trong thời gian 5 năm (1963-1968). Do hoàn cảnh ác liệt của chiến tranh, việc bảo quản xương gặp rất nhiều khó khăn và đã làm cho quá trình sử dụng xương đồng loại ở nước ta phải tạm ngưng một thời gian dài. Cho đến nay, đã có thêm nhiều phương pháp hiện đại để phục hồi nhữns khuyết hổng xương ở chi thể như phươns pháp kết xươnơ căng dãn và nén ép, phương pháp ghép các vạt xương tự do có nối mạch với kỹ thuật vi phẫu Lấv ví dụ người ta có thể phục hồi một mất đoạn lớn xương chầy, xương đùi bằng phương pháp kết xương hai ổ hay ghép một vạt xương mác, một vạt xương mào chậu tự do với kỹ thuật vi phẫu. Tuv vậy, ơhép xương đồnơ loại vẫn là một nhu cầu thực tiễn. Do đó việc nghiên cứa, đánh giá kết A ° • quả của xương đồng; loại cũng như ohạm vi ứng dụng của chúng tron2 phẫu thuật chỉnh hình, đặc biệt ở nước ta, cũng vẫn là một đòi hỏi thực tiễn. Từ cuối năm 1991, được sự giúp đỡ của IAEA (the International Atomic Energy Asency), lần đầu tiên Labo bảo quản mô Học viện Quân y 103 đã bắt đầu nghiên cứu và sản xuất xương đồng loại bảo quản theo phương pháp đồng ,khô để cung cấp cho lâm sàng [17]. Đề tài “Ghép xương đồng ỉoại đỏng khó: thực nghiệm và ứng dụng lảm sàng ” nhằm 2 mục tiêu: ỉ . Đánh giá sự dung nạp mảnh xương ghép đổng loại đông khô trên mô hình thực nghiệm. Nhận xéĩ về sự phái triển của các ĩạo cốt bào, nguyên bào sợi. thành phần mạch máu, chất căn bản của xương. 2. Nhận xét bước đầu kết quả sử dụng xương ghép đổng loại đông khô trên lảm sàng. 4 CHƯƠNG 1 T Ổ NG Q U A N TÀ I LIỆU 1.1. Sơ lược về cấu tạo mò học của xương Mô xươns là hình thái thích nghi đặc biệt của mô liên kết. Chất căn bản của mô xương có chứa ossein và Ca nên trở thành rất cứng rắn để thích hợp với chức năng chống đõ' cơ thể và đóng vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa một số chất, đặc biệt là chuyển hóa Ca. Trong thành phần của mô xương £ồm có chất nền mô xương xen giữa những tế bào xương. Trong xương có nhữne khoang chứa tủy gọi là hốc tủy, phía ngoài cùng của thân và đầu xương có một màng liên kết bọc, gọi ià màng xương. A 1.1.1. Chất nền Chất nền mô xương 2ồm có chất nền vô cơ và chất nền hữu cơ. Chất nền hữu cơ gồm các sợi collagen vùi trong chất căn bản 2Ìàu proteoglvcan. Chất nền vô cơ chiếm 70% trọng lượng xương khô bao gồm muối Ca, K, Ms, trong đó chủ vếu là muối Ca dưới dạng tinh thể hydroxyapatite (một hợp chất cửa phosphat tricalcic và hvdrat calcic). Nsoài ra còn có cả muôi Na dưới dạng phosphat, carbonat hay citrat. Chất nền hữu cơ chiếm 30% là những phức hợp protein như glycoprotein hay còn gọi là osseomucoid. Những osseomucoid là những ơlycosaminoglycan (gồm acid chondroitin sulfuric và acid hyaluronic) kết hợp vói protein. Các protein khác là osteocalcin, osteonectin, osteopontin và một số protein khác liên kết với các phần tử carbohyđrat. Có thể các protein này đóns vai trò quan trọng trong sự khoáng hóa mỏ xương [19]. Sợi collaeen chiếm tới 90% phần hữu cơ của chất nền mô xươnẹ, chủ yếu được hình thành từ collagen typs-ĩ, được tổng hợp và chế tiết từ tạo cốt [...]... xương ghép khác như xươns đồng loại, xương dị loại ỉ 42.2 Xương đồng loại Nguyên liệu phổ biến nhất để thay thế xươns tự thân là xương đồng loại (allograft, homograft) Ghép xương đồng loại là lấy xương của cá thể này ghép cho cá thể khác tron 2 cùn 2 một loài Xương đồng loại tươi (chưa xử lý) thường có bất đồng về miễn dịch và có thể gây phản ứng loại thải Xương đồng loại qua xử ỉv bảo quản (đông khô, ... nguyên và về mặt thực hành có thể xem như bằne không Tuy nhiên khả năng sinh xương của chúng kém hơn xương tự thân và có nguy cơ lây bệnh chéo 1 4 2 3 Xương dị loại Một nguyên liệu thay thế xương tự thân khác là xương dị loại (xenograft, heterograft) Xương ghép dị loại là xương ghép giữa hai loài khác nhau như lấy xương động vật để ghép cho người (xương bê, xương cừu) Mặc dù khả năng sinh xương của xương. .. xuất xương đồng loại để cung cấp cho các bệnh viện thực hành Có thể nói, đây là lần đầu tiên xương đồns loại đông khô và xươns đồng loại bảo quản lạnh sâu - 86°c được ứng dụng tại nước ta Mặc dù đã có một số báo cáo tổng kết đã được công bố, sons một cốns trình nshiên cứu đầy đủ về diễn biến tổ chức học và ứng dụng lâm sàng của xương đôns khô thì chúng tôi chưa tham khảo thấy được Tóm lại, xương đồns loại. .. bằn 2 xương mới của cơ thể nhận Chúnơ có cấu trúc cơ học vững chắc Can xương ngoại vi bám vững vào thân xương và sự đổi mói xương theo định ỉuật Wolf xảy ra 1.4.5.2 Ghép xương cứng tự thản Quá trình đồng hoá đối với mảnh ghép xương cứng cũng tương tự như trons ghép xương xốp tự thân Tuv nhiên nó có một vài khác biệt nhỏ Đầu tiên ỉà do cấu trúc cứng của xương, cho nên sự xâm nhập mạch máu vào xương ghép. .. pháp ghép xương có sử dụng xương ghép cứng hoặc vật liệu kim ỉoại làm phương tiện cố định, nếu sử dụng thêm xương ghép xốp sẽ thúc đẩy sự liền xương Xương xốp được sử dụng nhiều trong phẫu thuật làm cứng khớp cột sống ] 4.3.7 Ghép nửa chu vi xương (hemicylindricaỉ graft) Phương pháp này phù hợp với khuyết hổng lớn của xươns chày và xương đùi Một miếng xương ghép cứng có kích thước một nửa chu vi thân xương. .. phươns pháp ghép onlay đơn là không đủ khoẻ như phương tiện cố định bans kim loại, dễ sây cấn cộm, làm cans đườns khâu cơ, khâu da ] 4.3.2 Ghép đặt trong xương (ghép inlay) Xương ghép được đặt \ijra khít vào vùng khuyết xương Chuẩn bị x ư ơ n g ghép và giường ghép bằng cưa điện Trong điều trị khớp giả xươnơ dài, kỹ thuật ghép onlay đơn giản và hiệu quả hơn nên ghép inlay ít được sử dụng Kỹ thuật ghép inlay... quá trĩnh đồng hoá đối với xương đổng loại kém hơn xương tự thân Quá trình này xảy ra chậm hơn và kém hoàn hảo hơn xương tự thân Xương đồng loại tươi sây phản ứns miễn dịch, làm gia tăng hiện tượns tiêu xương ghép hoặc làm giảm hoạt tính sinh học của xương ghép Giai đoạn 25 viêm xảy ra mạnh quá mức và eiai đoạn cảm ứng xương của auá trình hòa hợp đon vị cho/nhận bị giảm hoặc mất đi Phản ứng miễn dịch... trunẹ mô vào mô ghép Trong giai đoạn sau, quá trình dẫn xương, hấp phụ xương ghép và hình thành xương mới song sons xảy ra Xương ghép được đổi mới và được thay thế hoàn toàn bởi XƯ 12 mới của cơ thể nhận Tủy xương mới được hình thành ƠĨ trone suốt ba thánơ đầu Giai đoạn cuối cùng của quá trình đồng hoá xương xốp tự thân thường hoàn tất một năm sau shép xương Lúc này xương ghép được hấp phụ và được thay... màng xương vào tron 2 xương. - Những sợi Sharpey này chứa nhiều tế bào sợi vừa có khả năng sinh sản vừa có khả năne biến thành tạo cốt bào do đó lớp trong của mans xương còn gọi là lớp sinh xương 8 1.2 Phân ìoại xương Phân loại theo giải phẫu hình thái gồm có xương ngấn, xương dài và xương dẹt Khi quan sát bằng mắt có thể phân biệt 2 loại xương đặc (hay xương Havers đặc) và xương xốp (hoặc xương Havers... khóp giả chặt ở thân xương dài là phương phương pháp bóc vỏ xương (decortication) Ưu điểm nổi bật của kỹ thuật bóc vỏ xương ỉà không phải lấy xương ghép, độ an toàn cao và nhất là có khả năng làm liền xươne nhanh (trích dẫn từ [15]) 1.4.3.6 Ghép xương xốp mỉêhg nhỏ KỸ thuật ghép những mảnh xương xốp nhỏ được sử dụng rộn 2 rãi tron 2 phẫu thuật ghép xương Xương chậu tự thân ỉà nguồn xương xốp tốt nhất . đầu nghiên cứu và sản xuất xương đồng loại bảo quản theo phương pháp đồng ,khô để cung cấp cho lâm sàng [17]. Đề tài Ghép xương đồng ỉoại đỏng khó: thực nghiệm và ứng dụng lảm sàng ” nhằm 2. xương ghép khác như xươns đồng loại, xương dị loại. ỉ .42.2. Xương đồng loại Nguyên liệu phổ biến nhất để thay thế xươns tự thân là xương đồng loại (allograft, homograft). Ghép xương đồng loại. của xương. Những chỉ định cụ thể của xươnơ ghép tự thán và xương ghép đồng loại, những kỹ thuật ghép xương, ưu nhược điểm của từng loại xươns ghép cùng những biến chứng có thể xảy ra trong ghép