关节软骨缺损生物性修复与再生的研究现状

+$, 软 骨 下 骨 钻 孔 # 摩 擦 或 微 骨 折
-.//01 234 等 通 过 软 骨 下 骨
钻 孔 术 结 合 高 位 胫 骨 外 翻 截 骨 术 治 疗 %$# 例 " 平 均 随 访 5! 个 月 " 疗效优良率为 356!7 " 效果优于单纯截骨术 ! 认为软骨下骨钻 孔术后局部形成的血凝块较好地促进了软骨修复 !
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增强关节软骨内在愈合能力的方法
m<n 关 节 镜 灌 洗 术 和 关 节 清 理 术
"FHHDXR 等 g@h对 ?@ 例 膝 关
质 的内 部 分 子和 微 细 结构 直 接 影响 其 力 学 性 能 " 关 节 应 力 的 过 度 集 中 可直 接 造 成软 骨 损 伤 " 周 而 复 始的 反 复 形 变 可 发 生 软 骨 的 疲劳 性 磨 损 " 软 骨 的 浅表 层 形 成微 裂 纹 " 而 关 节 软 骨 的 修 复 和 再 生 能 力有 限 " 致 使这 些 微 裂纹 增 加 了表 面 渗 透 性 和 孔 隙 率 " 使 软 骨软 化 " 随 之蛋 白 多 糖的 损 失 使软 骨 拉 伸刚 度 降 低 " 引 起 反 常 的应力 ; 应变 " 变形增大 " 进一步使软骨内部胶原结构 破 坏 " 使其 发 生 蠕变 & 松 弛 等粘 弹 性 改变 " 抗 磨 损 & 抗 震 荡 功 能 降 低 " 持 续 发
+#, 药物疗法
包括全身 # 关节腔内或局部用药 ! 到目前为止
尚未 发 现某 种 药 物通 过 全 身应 用 后 可以 达 到 治 疗 广 泛 性 骨 关 节 炎的 目 的 $ 关节 腔 内 注射 的 药 物包 括 固 醇类 # 透 明 质 酸 和 生 长 因 子 $ 种 基本 类 型 " 现公 认 固 醇类 激 素 能影 响 软 骨 的 正 常 生 理 功 能 而导 致 软 骨萎 缩 ! 透 明质 酸 的 作用 机 理 不 仅 限 于 简 短 的 润 滑 作用 " 可能与其直接的生物化学作用有关 2%%4! 大量的研 究 发 现生 长 因 子具 有 促 进软 骨 形 成的 作 用 " 但关 节 内 注 射 生 长 因 子 所 引 起的副作用如骨赘的形成可能会限制该技术的应用 2%!4!
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组织工程技术修复关节软骨缺损 组 织 工 程 学 是 应 用 工 程 科 学 和 生 命 科 学 的 原 理 及 方 法 "认
识哺乳动物正常和病理组织与器官的结构 B 功能关系 " 并 开发 具 有 生 物 活 性 的 人 工 替 代 物 "以 恢 复 #维 持 或 改 善 组 织 #器 官 功 能 的一门学科 2!%4! 自 %<3W 年 jCRCE1. 等提出组织工程的概念以来 " 由于 关 节软 骨 损 伤在 临 床 上的 常 见 性和 治 疗 上 的 迫 切 性 " 以 及 软骨组成结构上的相对单一性 " 促使软骨组织工程迅速发展 ! 迄 今为 止 " 研究 人 员 已成 功 的 在动 物 体 内培 养 出 了 组 织 工 程 化 气 管软骨 # 耳软骨和鼻翼软骨等 ! 目前 软 骨组 织 工 程的 种 子 细胞 主 要 是 软 骨 细 胞 " 自 体 软 骨 细 胞 是 最 常 用 的 种 子 细 胞 "它 的 分 离 和 培 养 简 单 "同 源 性 好 "无 免 疫 排斥 问 题 " 原代 单 层 培养 的 软 骨细 胞 能 够 表 达 k 型 胶 原 和 蛋白 多 糖 等特 异 性 细胞 外 基 质达 数 日 至数 周 " 在 严 格 的 三 维 条 件下可以维持表型稳定达 3 个月之久 2!!4! 但自体软骨细胞来源受 限 " 体 外 多次 传 代 培养 容 易 使软 骨 细 胞向 成 纤 维 细 胞 转 化 " 表 达
节镜 灌 洗术 和 清 理术 进 行 了随 机 前 瞻性 研 究 " 软 骨 缺 损 均 为 单 极 )FZAXHXERSAOopq 级 + 影 像 学 无 异 常 表 现 #" 平 均 随 访 :67 年 " 通 过 改 良 -JTKLBC 评 分 法 " 清 理 术 组 4= 例 症 状 缓 解 达 < 年 "4< 例达 7 年 * 而灌洗术组有 7 例症状缓解达 < 年 ": 例达 7 年 ( 清理 术组 疗 效明 显 占 优 " 维 持 时 间更 长 " 而 灌洗 术 只 能 暂 时 缓 解 局 部 压痛及夜间痛 ( "FHHDXR 认为清理术组之所以有效是因为清理掉 了病变关节内滑膜产生的炎性介质及关节腔内疏松的软骨碎 片(
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在 部 位 可表 现 为 圆形 & 梭 形 或扁 平 状 " 被细 胞 外 基 质 包 绕 在 陷 窝 内 " 含量 不 到 组织 成 分 的 <9e ( 软 骨 组 织总 代 谢 率很 低 " 但 成 熟 软 骨 细胞 本 身 的代 谢 非 常活 跃 ( 细 胞外 基 质 是 充 填 于 细 胞 之 间 的 物 质 "除 水 &电 解 质 和 少 量 液 相 成 分 外 "还 有 胶 原 和 蛋 白 多 糖 等 " 共同构成细胞生长的微环境 ( 细胞外基质对细胞除具有支持 作用 外 " 还可 以 影 响细 胞 的 形态 " 调 节 细胞 的 正 常 代 谢 & 迁 移 & 增 殖和分化以及细胞间信息传递 ( 软骨的胶原纤维 i 蛋白 多糖 基
展直至出现碎裂 & 剥脱 " 形成骨关节炎 g5h( 关节软骨的损伤类型和自身修复反应 软 骨 损 伤 可 以 分 为 5 类 ) ! 68 软 骨 浅 层 的 损 伤 " 是 指 软 骨 浅 层的损伤范围不超过 <9jk<7l " 损伤早期形成绒毛样改变 ( 如 果损 伤 进一 步 加 重 " 就 会 造 成软 骨 碎 片的 剥 脱 " 暴 露 的 软 骨 下 骨 出 现硬 化 " 这 类损 伤 是 无法 自 行 修复 的 ( " 68 软 骨 对 钝 性 损 伤 的 反应 " 关 节 软骨 可 接 受单 次 或 多次 中 重 度冲 击 " 但 多 次 低 阈 值 的 反 复 损 伤 可 造 成 软 骨 的 损 坏 "软 骨 细 胞 死 亡 "基 质 裂 开 "软 骨 下 骨 增厚 ( 由 于 潮线 增 多 造成 软 骨 受力 的 改 变 " 软 骨 下 骨 发 生 硬 化 " 软骨变薄 " 软骨应力及应变方面的改变导致骨关节炎 ( #68 软 骨损 伤 与同 时 合 并软 骨 下 骨损 伤 的 修复 有 很 大 不 同 ( 软 骨 下 骨 的 损伤 有 血 凝块 和 炎 性细 胞 的 浸润 " 诱 导 生长 因 子 " 同 时 有 间 充 质 细 胞 的迁 移 " 产 生细 胞 外 基质 而 形 成新 生 骨 或 纤 维 软 骨 组 织 ( 而 软骨 的 损 伤部 位 " 因 生长 因 子 刺激 间 充 质 细 胞 分 化 为 类 软 骨 细 胞 "并 产 生 含 有 "型 胶 原 的 基 质V可 使 损 伤 区 大 量 的 类 透 明 软 骨组织并不退变而形成近似正常的软骨组织 g:h( 软骨不易修复的原因是由于其代谢活跃而修复能力有限( 其 一 " 软 骨缺 乏 直 接血 供 " 损 伤之 后 不 能形 成 血 凝 块 和 炎 性 细 胞 的迁移 g7h( 其二 " 软骨本身在损伤部位缺乏间充质细胞 * 另外软骨 细胞属于高分化的细胞 " 不能够迁移到损伤的软骨之中 g4h( 关节软骨损伤的修复方法
46 北京积水潭医院骨科 V88 北京 <999=7#
1% QEGS;MKAGV \",$] 1F;[FV \",$] QEDL;RLGS6 ^AYDXZCAGZ L[ ,GDZLCJU "ETZLBLSJ DGR %CHXJLBLSJU #GTZEZFZA L[ _DTEM 0AREMDB &MEAGMATU !KEGATA ,MDRACJ L[ 0AREMDB &MEAGMATU ‘AaEGS *GELG 0AREMDB !LBBASAU _AEbEGS <99997U !KEGD
$ 中图分类号% +5<=67OOOOO $ 文献标识码% ,OOOOO $ 文章编号% <99<;<@7Qc4997d97;977@;95
关节 软 骨绝 大 多 数属 透 明 软骨 " 具 有 低 摩 擦 & 富 弹 性 和 高 渗 透性的特性 " 对维持关节运动具有重要意义 ’ 但外伤或骨性关节 炎等 原 因经 常 造 成关 节 表 面缺 损 " 而 关节 软 骨 因 本 身 缺 乏 再 生 能 力而 难 以 修复 " 所 以 最终 常 常 导致 关 节 面不 完 整 " 需 要 进 行 关 节 融 合 术或 关 节 置换 术 " 但 其寿 命 有 限 " 不 太 适 宜 于 青 壮 年 患 者( 随着医学的发展 " 关于关节软 骨 损伤 后 的 再生 和 生 物学 愈 合 " 在基 础 研 究和 临 床 探索 方 面 都取 得 了 丰硕 的 成 果 " 本 文 着 重 介 绍 国 内外 有 关 关节 软 骨 缺损 的 生 物性 修 复 及 治 疗 方 法 在 基 础 和临床研究方面的现状和进展 (
+8, 电 刺 激 和 激 光 疗 法
9.//.0::; 等 报 道 兔 膝 关 节 软 骨 缺
2<4
损 后 选 用 的 脉 冲 直 流 电 治 疗 发 现 => 脉 冲 直 流 电 治 疗 每 天 只 有 在 8? 以上才对软骨缺损有很小的促进愈合作用 ! @00A 等 2%"4发现 成年兔机械诱发骨性关节炎的 %3 个膝关节 " 采 用 氙 B 氯 激 光 治 疗与关节镜灌洗术和关节清理术比较疗效不佳 ! 可见 " 激光治疗 是否有助于关节软骨愈合还有待证实 !
收稿日期"499:;<9;<= ! 作者简介"#$% ! & <>?@;’()(*+,-.(/012( 34567 8 9 : ; < = > ? @ A B (/ABC & 9<9’@74>@>?:(%;CDEBCFGEHABB499=I8 JDKLL6MLC6MGD 通 讯 作 者"EF+(GH(I2JKL N/ABC & 9<9’@74>@:>5NO%;CDEBP ! QEDLRLGS7=9@ITEGD6MLC
和 ::t * 而 石 膏 制 动 和 任 意 活 动 组 软 骨 缺 损 的 愈 合 率 不
万方数据
中 国 临 床 解 剖 学 杂 志 !""# 年 第 !$ 卷 第 # 期
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足 %"& ! 另外 "’() 有利于骨膜移植后的软骨再生 ! 虽然 ’() 作为 一 种促 进 软 骨愈 合 的 辅助 手 段 已被 普 遍 接 受 " 但 缺 损 范 围 大于 $** 时效果不明显 !
, , 77@
!"#$%&%’()*+$,-’).’!-#$#!,-’,$,/)01’’2)-3’45’’$)678’4997
Hale Waihona Puke , 综述 ,关节软骨缺损生物性修复与再生的研究现状
叶星沈 <U 张玉富 4 综述V 张晓东 < 审校
!<6 中国医学科学院基础医学研究所 中国协和医科大学解剖与组织胚胎学系 " 北京 <99997W8
m4n 持续被动运动 m!LGZEGFLFTOYDTTErAOCLZELG"!‘0nOOO&DBZAg?h最
早 应 用 !‘0 来 促 进 损 伤 关 节 软 骨 的 恢 复 ( 他 最 初 的 研 究 表 明
!‘0 促 进 青 春 期 和 成 年 期 软 骨 缺 损 的 愈 合 率 分 别 为 @@s
果与之相似 " 总有效率达 W8fgWWh " 其 中 股骨 髁 软 骨缺 损 效 果 最 好 " 有 效率 达 3#i2!"4! 两份 研 究 均强 调 ^’- 的 疗 效 与 软 骨 缺 损 的 部位 有 关 % 股骨 髁 软 骨缺 损 疗 效较 好 " 髌 骨 和 股 骨 髌 面 软 骨 损伤疗效较差 " 故应严格掌握适应证 !
’’’’ 关节软骨的生物学特征
关 节 软 骨 的 成 分 包 括 占 组 织 湿 重 ?7ef=9e 的 组 织 液 和 软 骨细胞及细胞外基质 ( 关节活动时 " 软骨承受的负荷和压力梯度 可使 水 分自 由 活 动 " 为 软 骨 组织 提 供 抗压 和 恢 复 形 变 的 能 力 " 组 织 液与 关 节 滑液 之 间 的物 质 交 换为 无 血 管的 软 骨 提 供 营 养 和 氧 气 以 及弥 散 代 谢产 物 " 这 对软 骨 正 常代 谢 的 维 持 和 关 节 润 滑 具 有重 要 意 义 ( 关 节 软 骨细 胞 起 源于 间 充 质细 胞 " 其 形态 根 据 所