Kết quả bước đầu điều trị thoái hóa khớp gối bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn và ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân

122 TCNCYH 83 (3) - 2013 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU ĐIỀU TRỊ THOÁI HÓA KHỚP GỐI BẰNG NỘI SOI TẠO TỔN THƯƠNG DƯỚI SỤN VÀ GHÉP KHỐI TẾ BÀO GỐC TỦY XƯƠNG TỰ THÂN Dương Đình Toàn1, Đào Xuân Tích1, Nguyễn Xuân Thùy1, Nguyễn Thị Thu Hà2, Lý Tuấn Khải2, Nguyễn Thanh Bình2 1Trường Đại học Y Hà Nội; 2Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 Từ tháng 1 năm 2012 chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều trị thoái hóa khớp gối (THKG) bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn và ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân. Mục tiêu của đề tài nhằm nghiên cứu một số chỉ số của khối tế bào gốc tủy xương tự thân của bệnh nhân thoái hóa khớp gối và đánh giá kết quả bước đầu điều trị thoái hóa khớp gối bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn và ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân. Kết quả cho thấy số lượng tế bào gốc CD34(+) trung bình là 5,5 x 106, số lượng tế bào tạo cụm CFU - F trung bình là 21x103. Triệu chứng đau khớp được cải thiện sau điều trị 6 tuần. Sau 6 tháng chức năng khớp gối được cải thiện rõ rệt, không có biến chứng. Điều trị thoái hóa khớp gối bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn và ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân cho kết quả bước đầu khả quan và không có biến chứng. Từ khóa: thoái hóa khớp gối, nội soi khớp gối, tế bào gốc I. ĐẶT VẤN ĐỀ Thoái hóa khớp gối (THKG) là bệnh thường gặp trong nhóm bệnh lý mãn tính của khớp. 80% những người trên 55 tuổi có triệu chứng của thoái hóa khớp [1]. Bệnh thường xuất hiện sớm hơn, tiến triển nhanh hơn ở những người lao động nặng, người thừa cân, béo phì. Cơ chế bệnh sinh của thoái hóa khớp gối (tiên phát) là do quá trình lão hóa của lớp sụn khớp làm cho sụn khớp mất dần tính bền vững, dẫn đến mòn và bong khỏi lớp xương dưới sụn. Điều trị thoái hóa khớp gối thường dai dẳng, tùy thuộc từng giai đoạn bệnh, chủ yếu là điều trị triệu chứng bằng các thuốc giảm đau, chống viêm, giảm cân, vật lý trị liệu. Tuy vậy, điều trị nội khoa mặc dù giúp người bệnh giảm được triệu chứng, nhưng tình trạng thoái hóa khớp ngày càng tăng, tổn thương sụn ngày càng nặng, trong khi đó biến chứng do dùng thuốc lâu ngày thường gây tổn thương đường tiêu hóa, tim mạch.v.v.. Phẫu thuật thay khớp gối là phương pháp tối ưu nhằm thay thế một phần hoặc toàn bộ khớp gối bằng khớp nhân tạo khi bệnh ở mức độ vừa và nặng. Tuy nhiên thay khớp là một phẫu thuật lớn, dễ gặp tai biến, biến chứng, chi phí cao, không phải phần lớn bệnh nhân thoái hóa khớp gối đều có khả năng thay khớp. Trước những lý do đó, chấp nhận tàn phế hoặc “sống chung” với thuốc vẫn là sự lựa chọn của nhiều người bệnh. Trong những năm gần đây, trước những thành tựu mang tính đột phá của nền y học về phát hiện, nghiên cứu và ứng dụng tế bào gốc (TBG) trong điều trị tái tạo đã mở ra nhiều triển vọng to lớn . Nhiều bệnh lý thuộc nhiều Địa chỉ liên hệ: Dương Đình Toàn, bộ môn Ngoại, trường Đại học Y Hà Nội Email: toanduongdinh@gmail.com Ngày nhận: 07/03/2013 Ngày được chấp thuận: 20/6/2013 TCNCYH 83 (3) - 2013 123 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC chuyên nghành khác nhau đã được điều trị bằng tế bào gốc với kết quả rất khả quan, trong đó có bệnh thoái hóa khớp gối. Với đặc tính có khả năng tự tái tạo và biệt hóa thành những tế bào chuyên biệt, đa dòng trong những điều kiện nhất định, tế bào gốc được xem như là nguồn “nguyên liệu” dự trữ, giúp cơ thể sửa chữa, tái tạo, thay thế những mô, tổ chức bị tổn thương hay già hóa, trong đó có sụn khớp. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng thành công tế bào gốc trong điều trị thoái hóa khớp gối, giúp người bệnh đẩy lùi được thời gian phải thay khớp hoặc tránh được cuộc phẫu thuật thay khớp [2; 3]. Lần đầu tiên tại bệnh viện Việt Đức, với sự phối hợp của khoa Huyết học Bệnh viện Trung ương Quân đội 108, từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2012, chúng tôi đã điều trị cho 20 bệnh nhân thoái hóa khớp gối tiên phát ở giai đoạn 2 và 3 bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn (microfracture), kết hợp ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu: 1. Nghiên cứu một số chỉ số của khối tế bào gốc tủy xương tự thân của bệnh nhân thoái hóa khớp gối sử dụng trong điều trị 2. Đánh giá kết quả bước đầu điều trị thoái hóa khớp gối bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn kết hợp với ghép khối tế bào gốc tủy xương tự thân. II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 1. Đối tượng 20 bệnh nhân thoái hóa khớp gối tiên phát, giai đoạn 2-3 dựa theo phân độ của Kellgren và Lawrence trên phim X-quang chụp thường quy, tuổi từ 40 đến 70, đau gối mức độ vừa phải (≤ 50 theo VAS) [4], không mắc các bệnh: viêm nhiễm cấp và mạn tính, bệnh của máu và cơ quan tạo máu, rối loạn cầm - đông máu. 2. Phương pháp Thiết kế nghiên cứu: nghiên cứu mô tả tiến cứu. Cụ thể: - Tất cả bệnh nhân đều được chụp cộng hưởng từ (CHT) khớp gối trước mổ bằng máy 1.5 và 3.0 Tesla, khối lượng sụn bị tổn thương do thoái hóa được lượng hóa bằng phần mềm đo thể tích khuyết sụn tương thích trên máy cộng hưởng từ 3.0 Tesla [5]. - Phân độ thoái hóa khớp theo Outerbridge [6]. - Tiến hành phương pháp điều trị, gồm các bước: 1) lấy dịch tủy xương và tách khối tế bào gốc, xác định số lượng tế bào gốc thu được. 2) nội soi khớp làm sạch, tạo tổn thương dưới sụn (microfracture), 3) bơm khối tế bào gốc vào khớp và luyện tập sau phẫu thuật . - Theo dõi, đánh giá kết quả điều trị. Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu - Xét nghiệm tế bào máu và tủy xương: sử dụng máy đếm tế bào tự động CD1800 (Abbott- Hoa Kỳ) và phương pháp tế bào học kinh điển. - Tách khối tế bào gốc từ dịch hút tủy xương: mỗi bệnh nhân được chọc hút thu gom 100 ml dịch tủy xương từ xương chậu ở vị trí gai chậu sau trên. Tách khối tế bào gốc bằng phương pháp ly tâm theo gradient tỷ trọng theo qui trình của khoa Huyết học, bệnh viện Trung ương Quân đội 108 thuộc đề tài độc lập cấp Nhà nước đã được nghiệm thu năm 2011 [7]. - Xác định thành phần tế bào gốc tạo máu CD34+: sử dụng phương pháp tế bào dòng chảy theo hướng dẫn của ISHAGE [8]. - Xác định tế bào gốc trung mô bằng kỹ thuật nuôi cấy cụm nguyên bào sợi CFU-F (Colony forming unit - Fibroblast) với môi trường nuôi cấy của Stem cell technologies (Canada) [9]. 124 TCNCYH 83 (3) - 2013 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC - Kỹ thuật nội soi khớp gối, tạo tổn thương dưới sụn kết hợp tiêm khối tế bào gốc tủy xương tự than [10]. - Điều trị và tập luyện sau mổ theo một chương trình thống nhất [10]. Tất cả bệnh nhân đều được khám lại theo hẹn. - Phương pháp đánh giá kết quả: Kết quả lâm sàng được đánh giá theo thang điểm KOOS [11]. Sau mổ 6 tuần và 3 tháng, dự kiến theo dõi tiếp sau 6, 12 và 24 tháng . Dự kiến sau mổ 24 tháng chúng tôi sẽ chụp lại cộng hưởng từ đánh giá tình trạng thay đổi sụn khớp sau điều trị bằng cách đo lại thể tích sụn. Kết quả được so sánh với thể tích sụn trước mổ. 3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu Nghiên cứu được tiến hành tại bệnh viện Việt Đức và khoa Huyết học, bệnh viện Trung ương Quân đội 108 từ tháng 1 đến tháng 8 năm 2012. 4. Đạo đức nghiên cứu Đây là đề tài nghiên cứu ứng dụng tại Việt Nam trên cơ sở những kết quả nghiên cứu cơ bản và đã ứng dụng thành công, hiệu quả và an toàn trên người bệnh tại nhiều nước trên thế giới. Tại Việt Nam, đề tài này tiếp tục phát triển từ đề tài cấp nhà nước đã được nghiệm thu. Tuy nhiên, để thực hiện một đề tài nghiên cứu trên người bệnh dù đã được chứng minh tính an toàn và hiệu quả, chúng tôi luôn tuân thủ các yêu cầu về đảm bảo đạo đức trong nghiên cứu: Lựa chọn bệnh nhân là những đối tượng hoàn toàn tỉnh táo về tinh thần, nhận thức được ý nghĩa của biện pháp điều trị cũng như chấp nhận những rủi ro có thể xẩy ra. Bệnh nhân được giải thích rõ về mục đích của nghiên cứu, những lợi ích, rủi ro có thể có và những đóng góp cho khoa học của biện pháp điều trị. Bệnh nhân hoàn toàn tình nguyện tham gia nghiên cứu và có ký giấy cam kết, cũng như có quyền rút khỏi nghiên cứu bất cứ lúc nào. III. KẾT QUẢ 1. Đặc điểm của đối tượng nghiên cứu Tuổi: từ 40 - 69, trung bình 54,3. Tuổi chủ yếu trên 55. Bảng 1. Liên quan giữa chỉ BMI với mức độ thoái hóa khớp Mức độ tổn thương sụn Tổng số Độ II Độ III n % Bình thường 0 1 1 5 Tiền béo phì 4 6 10 50 Béo phì độ 1 1 7 8 40 Béo phì độ 2 0 1 1 5 Tổng số 5 15 20 100% Mức độ béo phì Thoái hóa khớp gối trong lô nghiên cứu gặp chủ yếu ở giai đoạn III (75%), và thuộc nhóm đối tượng tiền béo phì và béo phì độ 1 (90%). TCNCYH 83 (3) - 2013 125 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC 2. Một số chỉ số của khối tế bào gốc tủy xương Bảng 2. Số lượng các loại tế bào trong khối dịch tủy xương của các bệnh nhân trước khi tách tế bào gốc (n = 20) Chỉ số Đơn vị Giá trị trung bình Tế bào có nhân tủy xương G/L 21,5 ± 10,35 Tế bào đơn nhân G/L 19,6 ± 6,01 % 40,3 ± 5,83 Tế bào đa nhân G/L 31,5 ± 14,57 % 59,5 ± 6,55 Tế bào CD34 (+) tủy xương % 0,38 ± 0,049 Trước khi tách, số lượng tế bào gốc tạo máu (CD34(+)) trong 100ml dịch tủy xương chỉ chiếm tỷ lệ thấp, trung bình là 0,38 ± 0,049%. Bảng 3. Số lượng các loại tế bào trong khối tế bào gốc của tủy xương thu được sau chiết tách (n = 20) Tế bào tủy xương n (G/L) % Tổng số tế bào trong khối tế bào gốc được bơm vào khớp Tế bào có nhân 42,9 ± 19,65 Tế bào đơn nhân 27,1 ± 11,56 65,0 ± 11,29 270,6 ± 115,64 x 106 Tế bào CD34(+) 1,3 ± 0,49 5,5 ± 3,09 x 10 6 (1,37 - 14,27 x106) Sau khi tách, số lượng tế bào gốc tạo máu (CD34(+)) tăng lên gấp 3,4 lần so với trước tách. Số lượng tế bào gốc tạo máu được bơm vào khớp gối trung bình là 5,5 ± 3,09 x 106 tế bào. Bảng 4. Số lượng cụm tế bào CFU-F (n = 19) Cụm tế bào Số lượng Cụm CFU-F/106 tế bào 38,3 ± 21,46 (10 - 96) Cụm CFU-F/ml khối tế bào gốc tủy xương 2,1 ± 2,20 x 103 (0,2 - 9,6 x 103) Tế bào tạo cụm CFU-F được bơm vào khớp gối 21 ± 21,8 x103 (0,28 - 95,8 x 103) Số lượng tế bào gốc trung mô (tế bào tạo cụm CFU-F) được bơm vào khớp gối trung bình là 21 ± 21,8 x103 tế bào. 126 TCNCYH 83 (3) - 2013 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC 3. Kết quả lâm sàng Biểu đồ 1. Sự thay đổi lâm sàng sau mổ So với trước mổ, sau mổ 6 tuần, 3 tháng, 6 tháng, các triệu chứng lâm sàng đều được cải thiện một cách rõ rệt, trong đó triệu chứng đau cải thiện ngay sau mổ 6 tuần (p < 0,05). Tuy nhiên khả năng chơi thể thao (chạy nhảy) cải thiện còn chậm. Tuy vậy chất lượng cuộc sống của bệnh nhân khá lên rất nhiều. IV. BÀN LUẬN Bệnh nhân thoái hóa khớp gối trong lô nghiên cứu của chúng tôi có tuổi từ 40 - 69, tuổi trung bình là 54,3 (chủ yếu trên 55), nữ chiếm 2/3. Cũng như kết quả của những nghiên cứu về thoái hóa khớp, lứa tuổi này chủ yếu nằm trong nhóm đối tượng tiền mãn kinh và mãn kinh, sự rối loạn về nội tiết của lứa tuổi này là một trong những yếu tố thúc đẩy quá trình thoái hóa khớp diễn ra nhanh hơn [1; 4]. Cân nặng cũng được xem là một trong những yếu tố thúc đẩy quá trình thoái hóa khớp diễn ra nhanh hơn [1]. Kết quả ở bảng 1 cho thấy, trong nhóm tiền béo phì có 6 bệnh nhân thoái hóa độ III, 4 bệnh nhân thoái hóa độ II. Trong nhóm béo phì độ 1 có 7 bệnh nhân thoái hóa độ III và 1 bệnh nhân thoái hóa độ II. Qua đó ta thấy có sự tương quan tỷ lệ thuận giữa cân nặng và mức độ thoái hóa khớp, nghĩa là bệnh nhân có chỉ số BMI càng cao thì mức độ thoái hóa khớp càng nặng. Tuy nhiên mối tương quan này không có ý nghĩa với p > 0,05. Về đặc điểm tế bào của dịch tủy xương trên bệnh nhân thoái hóa khớp gối ta thấy, trước khi tách, tỷ lệ tế bào CD34(+) (tế bào gốc tạo máu) của 100ml dịch tủy xương trung bình chiếm 0,38 ± 0,049% (bảng 2). Sau khi tách, tỷ lệ tế bào CD34(+) tăng lên là 1,3 ± 0,49% (bảng 3). Số lượng tế bào có nhân trong khối tế bào gốc tủy xương và số lượng 43% 46% 33% 0.12 30% 60% 52% 48% 13% 37% 75% 73% 65% 22% 65% 82% 81% 78% 30% 80% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Tru? c m? SM 6 tu?n SM 3 tháng SM 6 tháng TCNCYH 83 (3) - 2013 127 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC cụm CFU-F (tế bào gốc trung mô) có mối liên quan tỷ lệ thuận với p < 0,05 (bảng 4). Tỷ lệ % tế bào CD34(+) trong khối tế bào gốc tủy xương sau khi tách và số lượng cụm CFU-F có mối liên quan tỷ lệ thuận với p < 0,05. Kết quả lâm sàng cho thấy: sau mổ 6 tuần triệu chứng đau được cải thiện với sự khác biệt so với trước mổ (p < 0,05), còn các triệu chứng khác có khá lên nhưng không có sự khác biệt (biểu đồ 1). Sau mổ 3 tháng và 6 tháng tình trạng gối được cải thiện rất rõ rệt so với trước mổ, đặc biệt là triệu chứng đau gối, tiếng lục cục khớp và kẹt khớp gần như hết, bệnh nhân có thể bước đi trên mặt phẳng bình thường, lên xuống cầu thang nhẹ nhàng hơn, chất lượng cuộc sống tăng lên nhiều, bệnh nhân lạc quan hơn nhiều so với trước mổ. Tuy nhiên một số động tác cải thiện chậm như ngồi xổm, lên xuống cầu thang, chạy nhảy Khả năng chơi thể thao có cải thiện nhưng không đáng kể. Trong lô nghiên cứu, không có trường hợp nào gặp tai biến hay biến chứng. V. KẾT LUẬN Thoái hóa khớp gối gặp ở nữ nhiều hơn nam, tuổi trung bình 54,3. Cân nặng có xu hướng tương quan tỷ lệ thuận với mức độ của thoái hóa khớp gối. Khối tế bào gốc tủy xương thu được sau khi tách từ 100 ml dịch tủy xương tự thân có tỷ lệ tế bào CD34 (+) là 1,3 (± 0,49)%. Tổng số tế bào CD34(+) được bơm vào khớp gối trung bình là 5,5 (± 3,09) x 106 (1,37 - 14,27 x 106). Số lượng tế bào tạo cụm CFU-F trung bình 21 x 103 tế bào (0,28 - 95,8 x 103). Có mối tương quan tỷ lệ thuận giữa số lượng tế bào có nhân và số lượng tế bào tạo cụm CFU-F cũng như giữa tỷ lệ % tế bào CD34(+) và số lượng tế bào tạo cụm CFU -F (p < 0,05). Phương pháp điều trị thoái hóa khớp gối bằng nội soi tạo tổn thương dưới sụn và ghép khối tế bào gốc tủy xương thu được từ 100 ml dịch tủy xương tự thân cho kết quả bước đầu khả quan và không có biến chứng. Triệu chứng đau gối được cải thiện ngay sau mổ 6 tuần, chức năng khớp gối được cải thiện rõ rệt sau mổ 3 và 6 tháng. Lời cảm ơn Thay mặt nhóm nghiên cứu, tôi chân thành cảm ơn Ban giám đốc bệnh viện Việt Đức, Ban lãnh đạo viện Chấn thương Chỉnh hình bệnh viện Việt Đức, ban lãnh đạo các khoa phòng thuộc viện Chấn thương Chỉnh hình, các bác sỹ, kỹ thuật viên khoa Huyết Học, khoa Chẩn đoán hình ảnh bệnh viện Trung ương Quân đôi 108, đã ủng hộ, tạo điều kiện và phối hợp giúp đỡ chúng tôi để thực hiện được đề tài này. Chúng tôi cam kết không có xung đột lợi ích từ kết quả nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Ngọc Ân (1995). Hư khớp và hư cột sống, bệnh thấp khớp. Nhà xuất bản y học. 193 - 209. 2. Lim Wey Wen (2010). A clinical study shows that it is possible to regenerate carti- lage in damaged joints using patients’ own blood stem cells. Arthroscopy Journal of Ar- throsopic and Related Surgery. 26(12), 1 - 15. 3. Wakitani S., Okabe, S (2009). Safety of autologous bone marrow-derived mesenchy- mal stem cell transplantation for cartilage re- pair in 41 patients with 45 joints followed for up to 11 years and 5 months. J Tissue Eng Regen Med. 5(2), 146 - 150. 4. Gillian A. Hawker et al (2011). Measures of adult pain. Arthritis Care & Research: 63(11), S240 - S252. 5. Garry E. Gold,MD (2006). Articular Car- tilage of the Knee: Rapid Three-dimensional MR Imaging at 3.0 T with IDEAL Balanced 128 TCNCYH 83 (3) - 2013 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Steady- State Free Precession—Initial Experi- ence. Radiology: 240(2). 6. Radrigo Campos (2011). Assessment of reproducibility of the Outerbridge and FSA classifications for chondral lesions of the knee. Rev Bras Ortop. 46(3), 266 - 69 7. Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Thị Thu Hà và cộng sự (2011). Điều trị hoại tử vô khuẩn chỏm xương đùi bằng ghép tế bào gốc tủy xương tự than. Tạp chí nghiên cứu Y học, 73(2), 12 - 18. 8. Sutherland D. et al (1996). The ISHAGE guidelines for CD 34+ cell determina- tion by flow cytometry. J.Hematotherapy. 5, 213 - 236. 9. Emer Clarke (2005). Culture of Human and Mouse Mesenchymal Cells. Methods in Molecular Biology, vol. 290: Basic Cell Culture Protocols, Third Edition. 10. Lisa A. Fortier (2010). Concentrated Bone Marrow Aspirate Improves Full- Thickness Cartilage Repair Compared with Microfracture in the Equine Model. J Bone Joint Surg Am. (92), 1927 - 1937. 11. Lohmander LS, Ekdahl C (1998). Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS). J Orthop Sports Phys Ther. 1998 Aug. 28(2), 88 - 96. Summary TREATMENT OF OSTEOARTHRITIS OF THE KNEE (KOA) BY ARTHROSCOPIC SUBCHONDRAL DRILLING AND AUTOLOGOUS BONE MARROW STEM CELLS INJECTION Twenty patients with twenty primary osteoarthritic knees underwent Arthroscopic Subchondral Drilling (ASD) in combination with Autologous Bone Marrow Stem cells (ABMSCs) injection from the pelvis. The objectives of the study were 1) to investigate some indexes of ABMSCs block of patients with KOA and 2) Evaluate the initial results of KOA’s treatment by ASD and ABMSCs injection. The results showed that the number of CD34 (+) cells obtained in Autologous Bone Marrow blocks average 5.5 x106. The number of cells that create clusters of CFU-F average 21x103. In the follow-up time after surgery as early as 6 weeks, the longest was 24 weeks, all twenty patients started showing signs of clinical improvement, there were no case of post operative complication such as infection or adhesive knee.. In conclusion, this is a new method of treating KOA, safe, minimally invasive and effectively long-term, due to stem cell regeneration and differentiation into chondrocyte to repair damaged cartilage. The success of this method has opened a new perspective in the treatment of KOA and help prolong or avoid knee replacement surgery. Keyword: Osteoarthritis, bone marrow stem cell, arthroscopy, microfracture