BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ QUỐC PHÒNG

HỌC VIỆN QUÂN Y
----0O0-----

NGÔ BÁ TOÀN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GHÉP TẾ BÀO
GỐC TỦY XƯƠNG ĐIỀU TRỊ KHỚP GIẢ
THÂN XƯƠNG DÀI CHI TRÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Y HỌC

HÀ NỘI- 2018



MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt trong luận án
Danh mục các bảng
Danh mục các biểu đồ
Danh mục các ảnh
ĐẶT VẤN ĐỀ

1


1.2.2. Phân loại khớp giả

10

1.2.3. Các phương pháp chẩn đoán hình ảnh thường áp dụng
trong theo dõi diễn biến can xương tại ổ gãy

12

1.2.4. Các phương pháp điều trị khớp giả thân xương dài

14


1.3. Tế bào gốc tuỷ xương và ứng dụng trong điều trị khớp
giả thân xương dài
1.3.1. Tế bào gốc của tuỷ xương

24
24

1.3.2. Kỹ thuật lấy dịch tủy xương và tách chiết,
cô đặc tế bào gốc

28

1.3.3. Ứng dụng ghép tế bào gốc tuỷ xương cô đặc điều trị
khớp giả trên thế giới


38

2.2.4. Đánh giá kết quả

50

2.2.5. Phương pháp thu thập, xử lý số liệu

51

2.2.6. Đạo đức trong nghiên cứu

53

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

54

3.1. Đặc điểm nhóm bệnh nhân nghiên cứu

54

3.1.1. Đặc điểm lâm sàng nhóm bệnh nhân nghiên cứu

54

3.1.2. Đặc điểm dịch tuỷ xương

60


3.3.2. Kết quả liền xương và các yếu tố liên quan

68

3.3.3. Kết quả chung

73

3.3.4. Biến chứng trong quá trình điều trị và theo dõi

74

CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN

76

4.1. Đặc điểm nhóm bệnh nhân nghiên cứu

76

4.1.1. Đặc điểm lâm sàng nhóm bệnh nhân nghiên cứu

76

4.1.2. Đặc điểm dịch tuỷ xương

80

4.2. Bàn luận về xây dựng quy trình ghép tế bào gốc tủy xương qua
các đường hầm khoan xuyên xương qua ổ khớp giả điều trị khớp giả


4.3.2. Đánh giá kết quả liền xương và kết quả liên quan

100

4.3.3. Kết quả chung

112

4.3.4. Biến chứng trong quá trình điều trị và theo dõi

113

KẾT LUẬN

114

KIẾN NGHỊ

116

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
DANH SÁCH BỆNH NHÂN
BỆNH ÁN MINH HOẠ


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

FGF
HAP
IGF
PDGF
TCP
TGF

Phần viết đầy đủ
Bệnh nhân
Khớp giả
Tế bào
Tế bào gốc
Tiền sử
Tuỷ xương
Bone morphogenetic proteins
Colony forming unit fibroblastic
Cluster designation
Demineralized bone matrix
Fibroblast growth factor
Hydroxyapatite
Insulin-like growth factor
Platelet-derived growth factor
Tricalcium phosphate
Transforming growth factor


BẢNG ĐỐI CHIẾU THUẬT NGỮ VIỆT- ANH

STT


7
8
9
10
11

trường xung cao tần tạo ra
Đơn vị tạo cụm nguyên bào sợi
Protein bề mặt tế bào gốc
Tế bào đa năng tạo cụm dòng tủy
Đơn vị tạo cụm lympho bào
Chụp cắt lớp vi tính
Chất nền xương cứng đã khử

Colony forming unit fibroblastic
Cluster designation
CFU-Gemm
Colony forming unit lymphoid
CTscanner
Demineralized cortical bone matrix

12

khoáng
Tế bào tiền thân tạo xương

Determinal osteogenic precursor

Dòng điện một chiều
Yếu tố phát triển nguyên bào sợi


xương
Yếu tố phát triển dạng insulin
Tế bào gốc đa năng
Ghép xương phủ lên bề mặt xương
Nguyên bào xương

Insulin-like growth factor
Multipotent stem cells
Onlay
Osteoprogenitor cell


21
22
23
24
25

Các vật liệu có tính dẫn xương
Các vật liệu có tính cảm ứng xương
Các tế bào quanh mạch
Đặc tính áp điện
Yếu tố phát triển nguồn gốc tiểu

Osteoconduction
Osteoinduction
Pericyte
Piezoelectrique
Platelet-derived growth factor

3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7

Loại gãy xương ban đầu
Các phương pháp điều trị gãy xương ban đầu
Liên quan giữa loại gãy và tình trạng phần mềm tại ổ khớp giả
Thời gian từ khi gãy xương đến khi phẫu thuật ghép
Tình trạng đau đoạn chi có ổ khớp giả trước mổ
Số lượng tế bào dịch tuỷ xương trước khi tách
Một số đặc điểm bệnh nhân liên quan tới tế bào dịch tủy xương

58
58
59
59
60
60

3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14


Kết quả liền xương liên quan với vị trí ổ khớp giả

71

3.17

Kết quả liền xương liên quan với số lượng tế bào tủy xương
72

3.18

sau khi tách
Kết quả liền xương liên quan với số lượng tế bào gốc CD34(+),

3.19
3.20

CD73(+)
Kết quả chung
Biến chứng xa sau ghép

73
73
75


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ

1.4
1.5
1.6
1.7

Tên hình
Khớp giả phì đại
Khớp giả teo đét
Hình ảnh chụp cắt lớp vi tính
Phương pháp dùng xung trường điện từ không xâm lấn
Phương pháp ghép xương onlay
Phương pháp ghép xương inlay
Ghép xương bằng chốt xương mác bên trong để điều trị khớp

1.8
1.9
1.10
1.11
1.12
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

giả xương cánh tay
Kỹ thuật bóc vỏ xương
Ghép TBG tủy xương dưới màn huỳnh quang tăng sáng
Phương pháp khoan tạo đường hầm kiểu Beck

STT
2.7
2.8
3.1
3.2
3.3

Tên hình
Khoan tạo các đường hầm xuyên xương qua ổ khớp giả
xương quay tay trái với C-arm
Vị trí khoan các đường hầm xuyên xương qua ổ khớp giả
Bệnh nhân số 12
Bệnh nhân số 20
Bệnh nhân số 25

Trang
46
47
69
69
70


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Khớp giả là hiện tượng xương gãy không được can hóa trong thời hạn thông
thường. Thời hạn 6 tháng kể từ khi thực hiện điều trị kết xương ban đầu vẫn được
coi là kinh điển với ổ gãy xương chi trên. Nếu quá thời hạn 6 tháng mà xương gãy
vẫn chưa liền thì gọi là “Khớp giả”, thống kê cho thấy biến chứng chậm liền xương

cho kết quả liền xương 88,9% [11]. Tuy nhiên trong thực tế, cách tiêm trực tiếp vào
ổ khớp giả có những điểm hạn chế do tổ chức xơ sợi tại chỗ nên khó có thể bơm
vào ổ khớp giả và phải bơm với áp lực lớn làm cho dịch tế bào gốc tủy xương trào
ra không theo ý muốn việc bơm khối dịch tủy xương vào ổ khớp giả là rất khó
khăn do khe khớp giả bị lấp đầy các tổ chức xơ sợi nên thường phải bơm với áp lực
lớn dễ gây tràn khối dịch ra ngoài da.
Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi kết hợp khoan tạo các đường hầm xuyên
xương qua ổ khớp giả với ghép khối dịch tủy xương cô đặc có chứa tế bào gốc (gọi
tắt là ghép dịch tế bào gốc tủy xương) nhằm phát huy hiệu quả của cả hai phương
pháp là: Tạo khối máu đông tái khởi động quá trình liền xương và bơm khối dịch tế
bào gốc tủy xương, qua những đường hầm này nhằm khuyếch tán tốt hơn dung
dịch có chứa tế bào gốc trong ổ khớp giả và xung quanh để kích thích quá trình
liền xương. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài : “ Nghiên cứu ứng dụng ghép
tế bào gốc tủy xương điều trị khớp giả thân xương dài chi trên ” nhằm hai mục
tiêu:

 Xây dựng quy trình điều trị khớp giả thân xương dài chi trên bằng
phương pháp khoan tạo các đường hầm xuyên xương qua ổ khớp giả và
ghép khối dịch tế bào gốc tủy xương tự thân.

 Đánh giá kết quả điều trị khớp giả thân xương dài chi trên bằng phương
pháp khoan tạo các đường hầm xuyên xương qua ổ khớp giả và ghép
khối dịch tế bào gốc tủy xương tự thân.


3

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

hiệu chưa được biết rõ và bắt đầu ngay sau khi gãy xương, đạt cực đại giữa tháng
thứ 1-2 và kết thúc vào khoảng tháng thứ 6-24 hoặc muộn hơn.
Thu hút tế bào gốc và tế bào tiền thân: Giai đoạn này diễn ra trong 8 giờ
đầu. Theo Nakahara trong dịch tuỷ xương và màng xương có sẵn những tế bào tiền
biệt hoá, khi gãy xương các tế bào này sẽ biệt hoá thành các tế bào sinh xương để
tạo can [69]. Theo Lindholm (1980), các tế bào gốc và tiền thân chỉ là tế bào bình
thường, không có đặc tính tạo xương nhưng khi có những kích thích phù hợp
chúng được cảm ứng và trở thành các tế bào sinh xương [59]. Trueta (1974) lại cho
rằng những tế bào nội mạc của mạch máu bị đứt do gãy xương là tế bào tiền thân
[92]. Theo Friedenstein, trong dịch tuỷ xương có những tế bào tiền thân tạo xương
(DOPC: determinal osteogenic precursor cells) [40]. Theo Meyrueis và Cazenave
(2004), tế bào gốc có nguồn gốc từ dịch tuỷ xương và sau chấn thương có sự nhân
lên của tế bào trung mô đa hình thái trong dịch tuỷ xương tại ổ gãy [101].
Quá trình cảm ứng tạo xương diễn ra tại dịch tuỷ xương và màng xương. Số
lượng tế bào tiền thân ở dịch tuỷ xương khá ít: 1/100.000 tế bào có nhân. Theo
Hernigou, thiếu hụt số lượng tế bào gốc và tế bào tiền thân ở dịch tuỷ xương dường
như có vai trò hình thành nên khớp giả [100]. Do vậy, trong nhiều trường hợp
chậm liền xương, khớp giả một số tác giả đề xuất ghép dịch tuỷ xương tự thân đơn
thuần hoặc phối hợp để kích thích quá trình liền xương.
Di chuyển tế bào: Tế bào tiền thân chưa biệt hoá sẽ di chuyển tới ổ gãy.
Những yếu tố hoá học được giải phóng từ những tế bào hoại tử kích thích sự di
chuyển này.
Sinh sản tế bào: Các tế bào tiền thân không tồn tại đơn lẻ mà tạo thành
những cụm tế bào và bám vào để sinh sản. Mỗi cụm tế bào từ một tế bào ban đầu


5

được gọi là đơn vị tạo cụm nguyên bào sợi (CFU-F: colony forming unit
fibroblastic) [38].

canxi hoá tạm thời, bao gồm các nguyên bào xương và nguyên bào sụn cùng hệ
thống các sợi collagen. Các nguyên bào xương và nguyên bào sụn tổng hợp các
chất gian bào dạng xương và sụn. Sự khoáng hoá can mềm xuất hiện đầu tiên ở chỗ
tiếp giáp giữa các đầu xương gãy, tuần tự từ đầu này sang đầu kia của ổ gãy cho
đến khi hai đầu xương gãy được nối liền nhau. Can ở giai đoạn này rất mềm và dễ
gãy [35].
+ Hình thành can xương cứng: Thường bắt đầu từ tháng thứ 3 sau khi gãy
xương. Can xương mềm tiếp tục phát triển, các tế bào sụn cùng hệ thống sợi
collagen lắng đọng canxi tạo môi trường cho các tế bào gốc đi vào biến đổi thành
các nguyên bào xương, các tế bào này biến đổi sụn đã khoáng hóa thành các bè
xương cứng sắp xếp dọc theo các vi quản. Sự cốt hoá tạo thành các bè xương cứng
đảm bảo nối liền ổ gãy vững chắc.
- Giai đoạn ba là giai đoạn sửa chữa hình thể can: Xương Havers thích
hợp được định hướng thay thế can xương cứng (quá trình này kéo dài từ một đến
vài năm, trả lại cho xương cấu trúc tổ chức học bình thường). Dưới sự tác động của
các lực cơ học tổ chức can xương tại đây có sự thay đổi về hình thể để thích hợp
với chức năng của xương. Sự sửa chữa được thực hiện bởi các đơn vị tái tạo xương
gồm có các huỷ cốt bào và tạo cốt bào và diễn ra theo một trình tự được lặp đi lặp
lại [5], [63].
- Giai đoạn hồi phục hình thể xương như ban đầu: Chỉ có ở trẻ em, kéo
dài từ một đến nhiều năm, hình thể xương phục hồi hoàn toàn. Giai đoạn này liên
quan đến sự chỉnh sửa hình thể chung của xương, giúp cho xương trở lại hình thể
ban đầu của nó, ống tuỷ được tái lập, những chỗ lồi lõm trên bề mặt của xương
được sửa chữa.
Các biến đổi về mặt sinh hoá học cũng đồng thời diễn ra. Tại vùng ổ gãy
xuất hiện các chất trung gian hoá học như histamine, acetylcholine làm giãn mạch,


7


như là những ống dẫn tạo thuận lợi cho mô hạt xâm nhập và phát triển vào. Tiếp
đó, trên nền mô mới thay thế xương ghép, sự cốt hóa diễn ra nhanh chóng [5].
Năm 1914, Gallie W.E. nghiên cứu trên thực nghiệm cho thấy mảnh xương
ghép tự thân đạt liền xương phải qua ba giai đoạn tuần tự (trích theo [12]):
1. Thành mảnh xương hoại tử vô khuẩn.
2. Hình thành mạch tân tạo trong mảnh ghép.
3. Xương hoại tử tiêu đi, xương mới hình thành nhờ có sự xâm nhập tế bào
xương vào mảnh ghép theo các mạch máu tân tạo.
Năm 1914, Phemister đã mô tả sự xâm nhập hình thành xương mới trực tiếp
vào trong xương ghép. Các dải bè xương của xương ghép bị hoại tử do mất mạch
nuôi, tiếp sau đó là sự lắng đọng xương mới. Quá trình này được tác giả gọi là quá
trình “thay thế dần dần” (trích theo [12]).
1.1.3. Quá trình liền xương sau ghép tế bào gốc tủy xương qua các đường hầm
khoan xuyên xương qua ổ khớp giả
Phương pháp ghép xương được áp dụng trong điều trị khớp giả thân xương
dài từ những năm cuối thế kỷ XIX, Mckibbin (1978) cho rằng tổ chức khớp giả là
một tổ chức bệnh lý vì vậy việc điều trị phải đảm bảo lấy bỏ hết tổ chức xơ, khoan
thông ống tủy và kích thích tạo xương bằng ghép xương tự thân [63]. Ngày nay
quá trình liền xương đã được chia thành bốn giai đoạn: Giai đoạn đầu (pha viêm),
giai đoạn tạo can xương, giai đoạn sửa chữa hình thể can và giai đoạn phục hồi
hình thể xương. Khớp giả sẽ hình thành trong giai đoạn tạo can xương nếu như ổ
gãy không được cố định vững chắc, liên tục và đủ thời gian dẫn đến không biệt hóa
được tổ chức xơ sụn bắc cầu qua ổ gãy để biến thành can xương cứng. Theo
Lindholm và cộng sự thì khớp giả là kết quả của quá trình thoái hóa lớp sụn hyalin
giữa hai đầu xương gãy [59]. Như vậy tổ chức xơ sợi và sụn vùng khớp giả được
hình thành trong giai đoạn tạo can xương mềm (tạo mô xơ và sụn, biệt hóa các tế
bào tiền thân thành các tạo cốt bào và nguyên bào sụn) của ổ gãy nhưng vì một lý


9

+ Khớp giả chặt: là khớp giả nhưng hai đầu gãy sít lại gần nhau (khoảng
cách giữa hai đầu xương < 0,5 cm). Đối với loại này thường không tìm thấy dấu
hiệu cử động bất thường hoặc cử động bất thường rất kín đáo tại ổ gãy.
+ Khớp giả thực thụ: Là tình trạng ổ khớp giả có cử động bất thường rõ vì
được nối với nhau bằng tổ chức sụn xơ và một khoảng giãn cách.
+ Khớp giả mất đoạn xương: Có thể do mất xương ngay từ khi chấn thương
hoặc khi xử trí kỳ đầu phẫu thuật viên đã lấy bỏ các mảnh xương rời lớn hoặc do
cắt đoạn xương viêm hoại tử trong xử trí ổ gãy bị viêm xương tuỷ xương hoặc do
quá trình viêm làm tiêu đi một đoạn xương...
- Phân loại theo vi khuẩn học:
+ Khớp giả vô khuẩn.
+ Khớp giả nhiễm khuẩn.
+ Khớp giả nhiễm khuẩn đã ổn định: Hết viêm rò trên 6 tháng.
- Phân loại theo tình trạng phần mềm:
+ Khớp giả có phần mềm tốt
+ Khớp giả có phần mềm xấu: Viêm rò, sẹo xấu, sẹo loét, sẹo dính xương...
- Phân loại khớp giả thân xương dài của Weber và Cech (1976): Là phân
loại khớp giả được đề cập nhiều nhất trong y văn. Theo tác giả, tùy theo mức độ
phát triển của đầu xương trên phim X quang, có thể chia thành hai loại: loại phì đại
và loại teo đét [56].
- Khớp giả phì đại: Do phản ứng sinh học, nghiên cứu bằng strontium 85 cho
thấy rất giàu mạch nuôi dưỡng ở đầu xương gãy.
+ Khớp giả kiểu “chân voi” – C1: Hai đầu xương quá phát nhiều tổ chức
sụn, xương phì đại, thường do cố định không vững chắc hoặc tỳ quá sớm. Đây là
loại gãy xương được nắn tốt và đủ máu nuôi.


11

+ Khớp giả kiểu “móng ngựa” – C2: Hình thể đầu gãy xương vừa và phì đại