Ứng dụng phương pháp ghép tế bào gốc tủy xương tự thân qua các đường hầm trong điều trị khớp giả thân xương dài tại bệnh viện Việt Đức

Bài viết đánh giá hiệu quả liền xương của ghép khối dịch tế bào gốc tủy xương qua các đường hầm trong điều trị khớp giả thân xương dài.

TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ 3/2013 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP GHÉP TẾ BÀO GỐC TUỶ XƯƠNG TỰ THÂN QUA CÁC ĐƯỜNG HẦM TRONG ĐIỀU TRỊ KHỚP GIẢ THÂN XƯƠNG DÀI TẠI BỆNH VIỆN VIỆT ĐỨC Ngơ Bá Tồn1, Nguyễn Mạnh Khánh1 Trần Đình Chiến2, Nguyễn Đắc Nghĩa3 , Lê Xuân Hải4, Nguyễn Anh Trí4 1-Bệnh viện Việt Đức, 2-Học viện quân y, 3-Bệnh viện Vimex, 4-Viện HHTM TƯ Email: nbtoan@yahoo.com Ngày nhận: 26 - - 2013 Ngày phản biện: 20 - -2013 Ngày in: 06 - - 2013 TĨM TẮT Mục tiêu: Đánh giá hiệu ghép khối tế bào gốc tuỷ xương tự thân tới trình liền xương điều trị khớp giả thân xương dài Đối tượng phương pháp: Từ tháng 1/2009 đến tháng 11/2011, Viện Chấn thương Chỉnh hình, BV Việt Đức Khoa Miễn dịch-di truyền & sinh học phân tử, Viện Huyết học truyền máu TƯ, 41 bệnh nhân khớp giả thân xương dài ghép khối tế bào gốc tuỷ xương tự thân vào ổ gãy qua đường hầm khoan xuyên ổ khớp giả; đánh giá kết liền xương mối liên quan với số lượng tế bào tuỷ xương, tế bào gốc CD34+, CD73+ Kết quả: Không có biến chứng nơi lấy ghép tuỷ xương Tỷ lệ liền xương 90,24% (37/41 bệnh nhân) với thời gian theo dõi trung bình 24 tháng Trung bình dịch tủy xương sau tách có 12,52 ± 8,17 x106 tế bào gốc CD34+ 9,73 ± 3,21 x106 tế bào gốc CD73+ ,được ghép cho bệnh nhân Có mối liên quan số lượng tế bào gốc với mức độ can xương Kết luận: Ghép tế bào gốc tuỷ xương tự thân qua đường hầm điều trị khớp giả thân xương chày phương pháp xâm lấn, đơn giản, an toàn hiệu với tỷ lệ liền xương cao Từ khóa: khớp giả, tế bào gốc, khoan đường hầm PERCUTANEOUS AUTOLOGOUS BONE MARROW DERIVED TEM CELLS GRAFTING TO TREAT THE LONG BONE IAPHYSEAL NONUNIONS AT VIET DUC UNIVERSITY HOSPITAL Ngo Ba Toan, Nguyen Manh Khanh, Tran Dinh Chien, Nguyen Dac Nghia, Le Xuan Hai, Nguyen Anh Tri Abstract Objectives: To evaluate the effect of percutaneous autologous bone marrow derived stem cells grafting to treat the long bone diaphyseal nonunions Materials and methods: From January 2009 to November 2011, 41 patients with nonunions of long bone were treated with percutaneous drilling and autologous bone marrow derived stem cells grafting They were evaluated the healing result and the relation with the number of bone marrow cells: CD34+, CD 73+ stem cells in Institute of OrthopaedicTraumatology, VietDuc Hospital and Department of Immunology-Cytogenetic & Molecular Biology National Institute of Hematology and Blood Transfusion of Vietnam Results: None of the patients had post-operative complications Bone union was obtained in 37 patients (90,2%) at an average of 24 months follow-up The bone marrow grafts used for these patients contained a mean of 12,5±8,17 x106 CD34(+) stem cells and 9,7 ± 3,21 x106 CD73(+) There was a positive correlation between the time healing and callus level and the number of stem cells in the graft Conclusions: Percutaneous autologous bone marrow derived stem cells grafting is a minimally invasive alternative, effective and safe method for the treatment of the long bone diaphyseal nonunions with the comparative bone healing rate Key words: nonunions, stem cells, drilling Phản biện khoa học: GS TS Đỗ Đức Vân, PGS TS Nguyễn Văn Thạch ĐẶT VẤN ĐỀ Khớp giả thân xương dài biến chứng gặp sau gãy xương nguyên nhân học, sinh học khác gây nên Việc điều trị khơng đơn giản, để lại nhiều di chứng nặng nề, chí cắt cụt chi, đặc biệt với trường hợp có phần mềm xấu, tiền sử nhiễm trùng, khuyết xương diện gãy teo đét Có nhiều phương pháp can thiệp đưa để điều trị ổ khớp giả xương dài với mục tiêu cuối đem lại liền xương cho ổ khớp giả, phương pháp tiên phong khoan tạo đường hầm qua ổ khớp giả xâm lấn Beck với mục đích tăng cấp máu tủy xương vào ổ khớp giả nhằm phát động trình liền xương [1] Dù ghi nhận thành công định phương pháp khoan tạo đường hầm Beck có tỉ lệ liền xương thấp nên khơng cịn sử dụng đơn lâm sàng Nhiều nghiên cứu gần cho thấy tế bào gốc tuỷ xương (TBGTX) có khả tạo xương Friedenstein ghép khối tế bào tuỷ xương tuỷ xương invitro khoang khuếch tán thấy hình thành xương sụn [2] Năm 1991, Connolly lần ghép trực tiếp tuỷ xương tự thân để điều trị khớp giả thân xương chày cho kết liền xương tốt [3] Hernigou (2005) báo cáo 60 trường hợp khớp giả thân xương chày ghép tuỷ xương tự thân qua xử lý có sử dụng máy tách tế bào để tăng số lượng độ tập trung tế bào gốc (TBG) ghép, tỷ lệ liền xương đạt 88,30%, cho thấy phương pháp xâm lấn, đơn giản hiệu [4] Tại Việt Nam nghiên cứu ứng dụng TBG điều trị khớp giả hạn chế Năm 2007, Cao Thỉ tiến hành ghép tủy xương tự thân nhằm tăng cường liền xương cho ổ gãy chậm liền thân xương chày [5] Năm 2010, Nguyễn Mạnh Khánh, Nguyễn Tiến Bình cộng báo cáo 59 bệnh nhân chậm liền xương, khớp giả thân xương chày ghép tủy xương tự thân qua xử lý tăng số lượng mật độ TBG đem lại tỷ lệ liền xương cao 91,50% với thời gian theo dõi trung bình 24,2 tuần [6] Tuy nhiên việc tiêm khối lượng lớn dịch tủy xương cô đặc vào vùng xơ ổ khớp giả theo phương pháp thông thường khó khăn, tạo phân bố khơng chí gây vỡ tế bào trào da, nghiên cứu ứng dụng ghép tuỷ xương điều trị khớp giả, chậm liền thân xương dài Việt Nam giới chưa đề cập tới vấn đề Do vậy, tiến hành nghiên cứu với mục tiêu : đánh giá hiệu liền xương ghép khối dịch TBGTX qua đường hầm điều trị khớp giả thân xương dài ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP Đối tượng nghiên cứu Tiêu chuẩn lựa chọn bệnh nhân: Người trưởng thành tuổi từ 16 đến 60 tuổi chẩn đoán khớp giả chặt thân xương dài sau kết hợp xương điều trị bảo tồn bột Viện Chấn thương Chỉnh hình, Bệnh viện Việt Đức từ tháng 9/2009 tới tháng 11/2011, không bị bệnh máu, quan tạo máu bệnh cấp tính Bệnh nhân tự nguyện ký giấy đồng ý tham gia nghiên cứu sau giải thích rõ lợi ích nguy phương pháp điều trị Không đưa vào nghiên cứu bệnh nhân khớp giả lỏng, khớp giả có dấu hiệu nhiễm trùng không ký giấy tham gia nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Phương pháp lấy khối dịch TBGTX: Tuỷ xương lấy từ gai chậu sau mào chậu sau hai bên kim lấy tuỷ có đường kính mm, chống đơng heparin Khối tế bào đơn nhân có chứa TBGTX tách phương pháp ly tâm tỷ trọng, huyền dịch nước muối sinh lý với thể tích cuối 20 ml xét nghiệm xác định số lượng tế bào tuỷ xương, tế bào đơn nhân, TBG CD34(+) CD73(+) Khoa Miễn dịch-Di truyền Sinh học phân tử, Viện Huyết học truyền máu TW Kỹ thuật ghép: Khối dịch TBGTX ghép cho bệnh nhân vòng kể từ lấy tuỷ Xác định ổ khớp giả thân xương dài dựa huỳnh quang tăng sáng (C-arm), dùng khoan y tế tạo đường hầm xuyên ổ khớp giả từ hai vị trí phía thân xương, 20 ml huyền dịch TBGTX tiêm vào vùng khớp giả xung quanh kim 18G qua hai vị trí khoan Theo dõi sau ghép: Giữ nguyên phương tiện kết hợp xương bó bột tăng cường khơng đủ vững Với bệnh nhân khớp giả chi phép tỳ phần với nạng có can xương, can xương tiến triển tốt, tăng dần độ tỳ đến tỳ hoàn toàn Với bệnh nhân khớp giả chi phép hoạt động nhẹ với động tác không chịu lực, có liền xương chịu lực tăng dần Nếu xương liền tốt, bột phương tiện kết hợp xương tháo bỏ Bệnh nhân khám lại chụp X quang định kỳ sau ghép tháng hàng tháng đến xương liền để đánh giá tiến triển can xương Ứng dụng phương pháp ghép tế bào gốc tuỷ xương tự thân qua đường hầm điều trị khớp giả thân xương dài Bệnh viện Việt Đức TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ 3/2013 Đánh giá kết quả: kết liền xương đánh giá dựa dấu hiệu lâm sàng X quang (mức độ can xương đánh giá theo thang điểm Lieberman tuỳ theo hình thành xương qua ổ gãy: = 0-25%, = 26-50%, = 51-75% hay can 1/2 thành xương, = 76-99% hay can 3/4 thành xương, = 100% hay can toàn thành xương), liền xương có hình ảnh can xương phim thẳng nghiêng (độ 3,4 5) Kết quả, thời gian liền xương mức độ can xương xác định xem có mối liên quan với số lượng tế bào tuỷ xương, tế bào CD34(+), CD73(+) hay không đánh giá kết bao gồm 29 nam (70.7%) 12 nữ (29.6%) Tuổi: trung bình 32,20 tuổi KẾT QUẢ Hình ảnh X quang: 27 bệnh nhân có khớp giả phì đại (65,9%), 14 bệnh nhân có khớp giả teo đét (34,2%) Đặc điểm chung bệnh nhân 41 bệnh nhân ghép khối dịch TBGTX tự thân Vị trí gãy: 15 bệnh nhân (36.6%) khớp giả vùng cẳng tay, bệnh nhân (9,7%) khớp giả vùng cánh tay, 22 bệnh nhân (53,7%) khớp giả vùng cẳng chân Điều trị trước ghép: Bó bột có BN (19,5%), kết hợp xương bên 25 BN (60,8%), cố định ngồi có BN (19,5%) Có BN (21,9%) có sẹo mổ cũ xấu, xơ sẹo nhiều sau vá da, chuyển vạt che xương với nguy lộ xương nhiễm trùng cao phải mổ lại Thời gian nằm viện trung bình: 2,1 ngày (2-5 ngày) Đặc điểm khối TBGTX: Bảng 1: Số lượng tế bào tuỷ xương khối dịch TBGTX (n=41) TB tuỷ xương Số lượng Tỷ lệ % Ng Mạnh Khánh [6] 13,8 ± 5,1 x106 TB hồng cầu 1,23 ± 0,63 x106 TB bạch cầu 63,11 ± 21,23 x103 TB tiểu cầu 186,28 ± 106,24 x103 TB CD34(+) 12,45 ± 8,17 x106 1,15 ± 0,31 TB CD73(+) 9,73 ± 3,21 x106 1,07 ± 0,29 Kết ghép khối dịch TBGTX: - Thời gian theo dõi sau ghép: trung bình 24 tháng (12-46 tháng) - Mức độ can xương (bảng 2): Bảng Mức độ can xương sau ghép ≥ 12 tháng tổng số lượng TBG ghép (n=41) Mức độ can xương Chúng n SLTB CD34(+) SLTB CD73(+) n SLTB CD34(+) 0-25% 9,31 ± 0,50 x106 8,70 ± 0,62 x106 11,2 ± 2,7 x106 26-50% 10,76 ± x106 8,34 ± x106 14,3 ± 2,3 x106 51-75% 10,78 ± 1,33 x106 9,06 ± 1,15 x106 76-99% 12 10,15 ± 2,42 x10 9,09 ± 2,01 x10 51 13,8 ± 5,4 x106 100% 21 14,06 ± 10,94 x106 10,44 ± 4,12 x106 14,9 ± 2,0 x106 TS 41 12,45 ± 8,17 x106 9,73 ± 3,21 x106 59 13,8 ± 5,1 x106 Tại thời điểm theo dõi xa ≥ 12 tháng khơng có mối liên quan có ý nghĩa thống kê mức độ can xương tổng số lượng tế bào CD34(+), CD73(+) ghép cho bệnh nhân (p>0,05) Ng Mạnh Khánh [6] Kết liền xương số lượng TBG tủy xương ghép: 37/41 BN liền xương (90,2%) Bảng 3: Kết can xương số lượng TBG ghép (n=41) Kết Số BN Tổng SL TB CD73(+) Tổng SL TB CD34(+) Có can xương 38 9,82 ± 3,31 x106 12,69 ± 8,45 x106 Khoâng có can xương 8,70 ± 0,62 x106 9,31 ± 0,50 x106 Thời gian liền xương: trung bình 8,7 tháng (6-14 tháng) BÀN LUẬN Qua nghiên cứu 41 bệnh nhân khớp giả thân xương dài phẫu thuật ghép khối dịch TBGTX tự thân qua đường hầm xuyên ổ khớp giả thấy : Đặc điểm bệnh nhân: Đa số bệnh nhân nam chiếm 70.7% nữ chiếm 29.3% với độ tuổi trung bình trẻ hầu hết độ tuổi lao động : 32,2 tuổi, nên cần nhanh chóng trả lại khả lao động cho bệnh nhân Có bệnh nhân (21,9%) có sẹo mổ cũ xấu, xơ sẹo nhiều sau vá da, chuyển vạt che xương với nguy lộ xương nhiễm trùng cao phải mổ mở ghép xương Phương pháp ghép khối dịch TBGTX qua đường hầm tác động cho tổ chức phần mềm xung quanh, giữ nguyên phương tiện cố định xương, khoan tạo đường hầm bơm dịch chứa TBGTX nên sau mổ bệnh nhân dùng thuốc giảm đau, có lỗ chọc kim Kirschner nên giảm thiểu nguy nhiễm trùng, thời gian nằm viện trung bình 2,1 ngày Đây ưu điểm phương pháp Đặc điểm khối dịch TBGTX : Số lượng CD34(+) 12,5 ± 8,17 x106, CD73(+) 9,7 ± 3,21 x106 Con số tương đồng với nghiên cứu Nguyễn Mạnh Khánh 59 bệnh nhân 13,8 ± 5,1 x106 [6], mặt khác số lượng tiểu cầu dịch ghép cao : 186,3 ± 106,24 x103 điều giúp thúc đẩy q trình biệt hóa sinh sản TBG trình liền xương với yếu tố phát triển nguồn gốc tiểu cầu [4] Kết ghép khối dịch TBGTX: Qua nghiên cứu thu tỉ lệ liền xương 90,2% (37/41 BN) Theo nghiên cứu Hernigou cộng (2005) ghép tủy xương tự thân qua da 60 bệnh nhân tỉ lệ liền xương 88,3% [4], gần Việt Nam Nguyễn Mạnh Khánh (2010) nghiên cứu cho thấy tỉ lệ liền xương 91,5% [6] Có thể thấy kết tác giả Nguyễn Mạnh Khánh tương đối đồng số lượng TBG ghép tỉ lệ liền xương lâm sàng Tuy nhiên q trình ghép chúng tơi nhận thấy việc bơm khối dịch TBGTX qua da sở đường hầm khoan xuyên ổ khớp giả dễ dàng tránh bị thất thoát dịch ghép da, giúp làm tăng khả phân tán, độ tập trung TBGTX vào ổ khớp giả, mặt khác đường hầm làm tăng cấp máu tủy xương vào ổ khớp giả [1], đưa tới kết tốt với tỉ lệ liền xương đạt 90,2% Chúng gặp bệnh nhân khơng có can xương (7,3%) Theo bảng ta thấy số lượng tế bào CD34(+), CD73(+) tổng số lượng tế bào CD34(+), CD73(+) khối TBGTX bệnh nhân thấp so với 38 bệnh nhân có can xương Theo Hernigou, số lượng TBG tuỷ xương ghép cho bệnh nhân ảnh hưởng tới kết liền xương [4] Cả bệnh nhân ghép TBGTX vào ổ khớp giả có hình thành xương yếu tố liên quan trực tiếp đến liền xương diện gãy khuyết xương nhiều, cong, gãy phương tiện kết xương ổ gãy không cố định vững nên xương khơng có hình ảnh can xương Xquang Theo Healey lỏng lẻo ổ gãy ảnh hưởng đến kết ghép tuỷ xương [7] Trong nghiên cứu thời gian liền xương trung bình 8,7 tháng (6-14) theo chúng tơi, dường TBGTX với tủy xương tái phát động lại trình liền xương nên tỉ lệ can xương cao không đẩy nhanh trình Cao Thỉ (2007) ghép trực tiếp tuỷ xương không qua xử lý vào ổ gãy hở thân hai xương cẳng chân cố định thấy thời gian liền xương ngắn nhóm bệnh nhân không ghép tuỷ xương 3,3 tuần [5] Gần đây, nghiên cứu Nguyễn Mạnh Khánh cộng cho thấy thời gian liền xương trung bình nhóm bệnh nhân khớp giả xương chày 24,6 tuần [6] Kết cho thấy khơng có mối liên quan có ý nghĩa thống kê mức độ can xương tổng số lượng tế bào CD34(+), CD73(+) khối dịch TBGTX ghép cho bệnh nhân thời điểm 12 tháng sau ghép (bảng 3) Điều phù hợp với kết Nguyễn Mạnh Khánh cộng [6] Tuy nhiên tỉ lệ bệnh nhân có liền xương độ (thang điểm Lieberman) nghiên cứu cao chiếm 51,2% (21/41 BN) cho thấy ưu điểm phương pháp ghép dịch TBGTX qua đường hầm xuyên ổ khớp giả Để xác định loại TBG khác tuỷ xương kháng nguyên CD34 đặc trưng cho TBG tạo Ứng dụng phương pháp ghép tế bào gốc tuỷ xương tự thân qua đường hầm điều trị khớp giả thân xương dài Bệnh viện Việt Đức TẠP CHÍ CHẤN THƯƠNG CHỈNH HÌNH VIỆT NAM - SỐ 3/2013 máu tiến hành định lượng thêm kháng nguyên CD73 đặc trưng cho TBG tạo xương (nguồn gốc trung mô), kết bảng cho thấy số lượng tế bào CD73(+) cao: 9,7 ± 3,21 x106 Với mục đích xác định gián tiếp số lượng TBG trung mơ (hệ tạo xương) Hernigou nuôi cấy tuỷ xương 60 ca khớp giả thân xương chày thu trung bình 33 cụm CFU-F/ 106 tế bào có nhân [4] Các tác giả nhận thấy có mối liên quan tỷ lệ thuận: số lượng tế bào có nhân, tế bào CD34(+) nhiều số lượng TBG trung mơ cao (p