耶魯大學開發的新型干細胞療法有助于預防髖關節置換術

耶魯大學的一名外科醫生正在開發一種新的手術療法，該療法使用患者自身的干細胞在髖部塌陷之前修復垂死的骨骼。

耶魯大學醫學院骨外科助理教授 Daniel Wiznia 正在開發一種新的基于干細胞的預防性治療方法，用于治療有髖部塌陷風險的患者。

根據 Wiznia 的說法，某些患者患有骨壞死，這種情況下骨骼的血液供應被切斷，通常可以修復正常磨損的細胞開始死亡。隨著患者繼續鍛煉、四處走動和行走，他們的骨骼中會出現微骨折，這些骨折會隨著時間的推移而增長。

與 Wiznia 合作的生物醫學工程研究生 Alborz Feizi GRD 解釋說，這種情況通常發生在三四十歲的患者身上，服用類固醇或患有鐮狀細胞病的人風險更高。Wiznia 和 Feizi 正在研究一種使用患者自身干細胞治療骨骼壞死區域的手術技術。

“我們的骨頭是活的，并且有維持骨頭的細胞，”Wiznia 說。“骨頭每天都在不斷地自我重建。這些骨細胞需要得到滋養，需要從血液中獲取營養。骨壞死發生的情況是骨骼的血液供應受損。”

在手術過程中，Wiznia 從患者的骨髓中吸取干細胞。然后，在手術室中，他處理抽吸物以分離干細胞并制備濃縮物，將其注入受傷部位。

這種方法中使用的干細胞是最終會變成骨軟骨、肌肉或血管的細胞。因此，它們非常適合用于修復骨骼供血不足導致壞死的情況。

要將干細胞注射到正確的位置，外科醫生必須使用圖像引導技術。

“我正在專門研究的是使用定制的 3D 打印設備來解決手術帶來的導航挑戰，”Feizi 說。“這些是圖像引導程序，因此我們正試圖找出侵入性最小的方法來到達壞死區域，進行減壓并用干細胞治療。”

Wiznia 解釋說，這項新技術的部分新穎之處在于使用了 3D 建模。手術前，他創建了患者臀部的虛擬 3D 模型，以識別他在手術期間將瞄準的最嚴重的壞死區域。

他補充說，其他外科醫生試圖利用干細胞的力量來修復骨壞死。然而，Wiznia 是唯一一位在手術前進行虛擬 3D 建模以幫助靶向壞死區域的外科醫生。

“過去所做的是，我們試圖通過從髖部取出死骨的核心，讓新血管在血管死亡的區域生長，”Wiznia 說。“這會造成傷害并導致干細胞移動到受傷部位并進入它進行修復。不同之處在于這種技術有助于指導核心減壓和干細胞。”

Feizi補充說，早期治療骨壞死很重要，因為它通常會導致髖骨完全塌陷。Feizi 解釋說，大約 50% 不選擇干細胞治療的骨壞死患者會出現髖部塌陷，而選擇治療的骨壞死患者中有 75% 可以防止髖部塌陷并且不需要髖關節置換術。

目前，對于患有骨壞死的年輕患者來說，可供選擇的臨床選擇并不多，大多數患者將不得不等到他們的情況惡化——屆時他們將需要完全的髖關節置換術。據 Wiznia 稱，干細胞治療是一種預防性護理，可幫助這些年輕患者避免此類侵入性手術。

目前，Wiznia 是耶魯紐黑文醫療系統中唯一一位進行此手術的外科醫生。他解釋說，雖然人們對開發微創、預防性治療很感興趣，但很難找到早期壞死的患者。機會之窗非常小，因為許多患者直到他們的臀部塌陷才意識到他們患有骨壞死。

每年有超過 20,000 名美國人患有骨壞死。