关节软骨的修复与修复失败

合集下载

prp失败案例

PRP失败案例分析PRP（Platelet-Rich Plasma）技术是一种通过抽取患者自身血液，经过离心分离得到富含血小板的血浆，然后将这种血浆注入到受损关节腔内，从而促进软骨再生和修复的技术。

然而，在某些情况下，PRP治疗也会失败。

本文将通过一个具体案例，分析PRP失败的原因，并探讨其相关因素。

一、案例介绍患者李先生，45岁，因长期从事重体力劳动，导致膝关节疼痛、肿胀、活动受限。

经过多次保守治疗无效后，李先生决定接受PRP治疗。

在经过一系列检查和评估后，医生决定为李先生进行PRP治疗。

然而，在治疗过程中，李先生出现了严重的过敏反应，导致治疗失败。

二、原因分析1.个体差异：每个人的体质和免疫系统都存在差异，对于同一种治疗方法，不同人可能会有不同的反应。

李先生可能对PRP中的某些成分过敏，导致过敏反应。

2.操作不当：在PRP治疗过程中，如果操作不当，如血液采集、离心分离、注射等环节出现问题，也可能导致治疗失败。

例如，如果血液采集不规范或离心分离不充分，就无法得到足够的血小板血浆；如果注射不准确或注射量不足，就无法达到预期的治疗效果。

3.疾病本身因素：PRP治疗主要用于修复关节软骨损伤，但对于一些严重的关节疾病，如骨关节炎、类风湿性关节炎等，PRP治疗效果可能不佳。

此外，如果患者的疼痛和肿胀等症状是由其他疾病引起的，如腰椎间盘突出、颈椎病等，PRP治疗也难以取得理想效果。

三、相关因素探讨1.过敏体质：对于过敏体质的患者，应在使用任何药物或治疗方法前进行过敏测试。

在PRP治疗前，应对患者进行详细的病史询问和过敏测试，以避免过敏反应的发生。

2.操作规范：在PRP治疗过程中，应严格遵守操作规范。

医生应熟练掌握PRP技术，确保血液采集、离心分离、注射等环节的准确性和安全性。

同时，应对患者进行充分的沟通和解释，告知治疗过程中的注意事项和可能出现的风险。

3.疾病诊断：对于关节疼痛、肿胀、活动受限等症状的患者，应首先明确病因。

关节软骨损伤

关节软骨损伤TAMARAK.PYLAWKARICHARD W.KANGBRIAN J.COLE关节软骨在关节活动中起着非常重要的作用，主要有润滑、缓解压力并提供光滑关节面的功能。

急性、反复性外力和关节扭力均能够造成膝关节软骨面损伤。

关节软骨损伤可导致关节疼痛、肿胀及功能障碍，并可加速关节退行性病变。

保守治疗包括口服药物、佩戴支具和物理治疗等。

手术治疗包括从简单的关节镜下清创到复杂的组织修复，以及自体软骨细胞种植等多种方法。

医师在选择治疗方法时应充分考虑患者的年龄、症状严重程度、关节活动度和损伤特点。

本章节概述了关节软骨损伤的病因、诊断和治疗。

流行病学调查在美国每年约有900，000人出现软骨损伤，其中大约200，000名患者为重度损伤（Ⅲ级或Ⅳ级）需接受手术治疗。

Curl等人对31，516名接受关节镜检查的患者进行了回顾性研究，结果显示63％的患者确诊存在关节软骨损伤，其中41％的患者为3级，19％为4级。

Hjelle等人在一项前瞻性研究中对1，000名接受膝关节镜检查的患者进行了评估，结果显示61％的患者确诊有软骨或骨软骨损伤，其中55％为3级，5％为4级。

研究同时显示不同程度的软骨和骨软骨的损伤，在单个关节内可表现为简单损伤也可表现为复杂损伤；膝关节软骨损伤的最常见部位在股骨髁内侧的承重区域（58％的软骨损伤发生在膝关节）；股骨髁外侧和髌股关节处亦可发生软骨损伤。

组织结构关节软骨由大量细胞外基质（ECM）和唯一的细胞类型---软骨细胞组成，其中软骨细胞稀疏地分布于组织间，占整个组织重量的10％左右（见图30－1）。

软骨细胞对关节软骨内环境稳定有着重要的意义，包括合成、分泌和维持细胞外基质（ECM）稳定等作用。

软骨细胞在代谢过程中维持关节软骨内环境的动态平衡与各种因素有关，包括细胞因子和生长因子，以及流体静力和化学压力感受等作用。

细胞外基质的主要由水（占总重的65％－80%）、蛋白多糖（聚蛋白聚糖，占总重的4％－7％）、胶原蛋白（主要是2型胶原蛋白，占总重的10％－20％）和其他一些寡蛋白、糖蛋白组成。

关节软骨组织再生修复技术新进展

关节软骨组织再生修复技术新进展关节软骨损伤的修复是一个长期困扰的医学难题，生物移植和组织工程技术的发展为软骨再生修复带来新的希望，利用负载生长因子的特殊可降解软骨支架材料调动内源干细胞来实现软骨组织再生修复的新技术，易于实现产业化操作，也预示着软骨缺损的再生修复治疗一个全新时代的到来。

标签：关节软骨修复；软骨组织工程；滑膜间充质干细胞；可降解生物材料支架软骨组织内无血管，软骨细胞在无血运环境中缺乏迁徙能力。

因此，关节软骨一旦遭到破坏，便很难得到修复。

目前，关节软骨缺损的修复仍缺乏理想有效的方法。

临床上关节病变患者的巨大需求，促使研究者不断探索可行的方法。

1 传统刺激方法促进再生修复1.1 软骨下骨钻孔、软骨磨蚀和微骨折这类方法可使骨髓中的软骨源性、骨源性细胞及细胞因子渗透到软骨损伤区域，促进软骨细胞的分化，产生纤维软骨。

这类方法操作简单，对于小面积软骨损伤的治疗结果在某种意义上相对比较满意，在临床上被广泛应用。

但研究同时表明，软骨磨蚀、骨髓刺激等软骨愈合形成的纤维软骨组织与透明软骨是不同的，不仅机械性能逊色于关节软骨，而且容易退化[1]。

1.2 持续被动运动持续被动运动作为一种促进软骨愈合的辅助手段在临床上广泛运用。

大量的动物实验和临床研究证实，持续被动运动（CPM）能促进较小的软骨全层缺损修复，产生一种在形态上、组织化学上类似透明软骨的组织，但对关节软骨表浅缺损没有明显的修复作用[2]。

1.3 玻璃酸钠注射关节腔内局部注射关节黏弹性补充剂——玻璃酸钠已在临床上得到广泛认可。

其不仅可以提供关节黏弹润滑作用，恢复关节滑液流变学特性，还能产生一系列有益的生物学效应，有助于关节软骨组织的修复。

宋一平等[3]使用关节腔内注射几丁糖治疗骨关节炎近期疗效满意，远期疗效尚待进一步随访，作用机制尚待进一步研究，但从临床上看确有治疗价值。

目前尚未发现治疗修复广泛性关节软骨损伤的有效药物。

2 组织和细胞移植2.1 软骨组织移植软骨组织移植是最直接的软骨修复方法，即取自体健康软骨修剪成合适的形状后再重新植回体内，或以自体软骨膜、异体骨膜移植，或异体骨软骨片移植等，都取得了一定疗效。

关节软骨缺损修复策略的研究进展

２５
关节软骨缺损修复策略的研究进展
赵斌
关节软骨包含有高度发达的细胞外基质，要含有Ｉ主Ｉ型胶原和蛋白多糖（括软骨素和硫酸素糖胺多糖）包以及
相对稀疏、化的细胞群（节软骨细胞）细胞占总软骨特关；
有两个问题需要解决，首先是修复后的组织应与关节软骨
在家兔的模型中，这种修复机制显示在深达软骨下的全层
缺损中，在有些样本中，即有透明样软骨形成。是这立但些修复组织对关节软骨来说太差，随着时间延长，些修这复组织伴随正常软骨组织一起出现明显的退变。在这个过程中，了偶尔的软骨细胞株的形成，近缺损的边缘除靠开始出现坏死。光镜下还可以观察到，正常组织与修在在复组织之间没有明显界限，两种基质并没有真正连续。但尽管对全层缺损的自然修复结果很差，是基于这种修复但机制，多手术方法可以减缓关节疼痛。许
全层缺损从关节软骨一直到软骨下骨质。这样的缺
损可以接触到来自于骨髓的细胞，如，例骨髓基质干细胞。缺损诱发的修复机制是在缺损区域形成纤维软骨组织ｎ。

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展作者：刘剑伟蒋卫平来源：《中国医学创新》2020年第17期【摘要】关节软骨缺损的再生修复是现代骨科临床面临的巨大挑战之一。

由于软骨组织的无血管性质，其再生或修复能力有限，因此需要适当的材料系统，在物理、机械、组织学和生物学方面重新调整天然软骨组织的功能，促进软骨再生。

目前包括基因治疗在内的组织工程技术正在成为软骨治疗的关键方法之一，并且为许多软骨创伤和疾病的治疗带来了新的曙光和更好的结果。

本文综述和总结了组织工程技术在治疗关节软骨缺损方面的研究进展。

【关键词】组织工程修复关节软骨缺损[Abstract] The regeneration and repair of articular cartilage defects is one of the great challenges faced by clinicians. Due to the vaseless nature of cartilage tissue， its ability to regenerate or repair is limited， and appropriate material systems are needed to facilitate cartilage regeneration by physically， mechanically， histologically， and biologically readjusting the function of natural cartilage tissue. At present， tissue engineering techniques including gene therapy are becoming one of the key methods of cartilage therapy and bringing new light and better results to the treatment of many cartilage injuries and diseases. This paper reviews the progress of tissue engineering in the treatment of articular cartilage defects.[Key words] Tissue engineering Repair Articular cartilage defectFirst-author’s address：Nanning Second People’s Hospital， Nanning 530031， Chinadoi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.041關节炎及外伤所致的软骨缺损常常导致关节疼痛，由于软骨组织本身的无血管特性，软骨缺损后常常难以自身修复，因此软骨缺损目前已成为临床治疗的难题之一[1]。

关节软骨名词解释

关节软骨名词解释关节软骨是连接两个骨头的组织，位于关节的末端，作为骨骼之间的缓冲剂，防止产生磨损和损伤。

关节软骨同时能够使骨头彼此之间更加稳定，减少摩擦的产生，从而使关节运动更加流畅。

本篇文章将会对关节软骨进行详细解释，并按照以下列表划分好。

一、定义关节软骨或称关节软骨板，是一种垫层，并且是连接两个骨头的组织，经常接触摩擦和高压力。

二、组成1.基质关节软骨的基质主要由胶原蛋白、半乳糖胺以及葡萄糖胺等物质组成。

2.软骨细胞软骨细胞是关节软骨中的主要细胞类型。

它们有能力产生新的基质和对关节组织进行修复。

三、功能1.缓冲剂关节软骨作为骨骼之间的缓冲剂，使得骨头在运动时能够更加平稳。

2.保护关节软骨能够保护骨头不受高压力和摩擦的伤害。

3.防止磨损关节软骨防止骨头间磨损，减少因运动而产生的磨损和损伤。

4.稳定性关节软骨同时使骨头彼此之间更加稳定，减少摩擦的产生，从而使关节运动更加流畅。

四、形态关节软骨呈现出三种类型的形态，包括：1.成形的软骨成形的软骨是能够负担起体重的硬质软骨组织，位于关节面上。

2.稠厚的软骨稠厚的软骨位于成形的软骨下方，负责缓冲和吸收压力。

3.纤维软骨纤维软骨出现在关节软骨与骨头相接触的处所，并为软骨提供缓冲和保护。

五、损伤和修复关节软骨损伤和修复有以下几种方式：1.自然修复超小范围的软骨损伤可以自然修复，但这种恢复可能会导致关节面表面的不平整。

2.骨软骨移植骨软骨移植是关节软骨损伤修复的常用方法之一，它将损伤的软骨组织通过手术切除并移植到原来的位置。

3.人工软骨一些研究人员试图通过人工软骨构建关节软骨来达到修复的效果。

六、疾病1.软骨磨损软骨磨损是关节病变的一种形式，通常发生在关节容易受到压力和摩擦的部位。

2.干细胞缺陷干细胞是一种产生软骨细胞的宝贵资源，但缺乏干细胞可以导致软骨生长受阻。

3.类风湿关节炎类风湿关节炎是一种自身免疫疾病，通常导致关节软骨病变。

总之，关节软骨作为连接两个骨头的组织，起到了非常重要的作用。

关节骨软骨损伤修复术手术级别

关节骨软骨损伤修复术手术级别随着现代医学技术的不断发展，关节骨软骨损伤的治疗也取得了长足的进步。

其中，关节骨软骨损伤修复术是一种常见的治疗手段，通过手术修复损伤的骨软骨组织，恢复关节功能，减少疼痛，提高生活质量。

但是，不同类型的关节骨软骨损伤所需的手术级别各有不同，接下来将对关节骨软骨损伤修复术的手术级别进行介绍。

一、关节软骨损伤的手术级别1. 一级手术：轻度软骨损伤一级手术适用于轻度关节软骨损伤，通常通过关节镜下手术进行治疗。

医生将缝合、削平或修复受损的软骨组织，以恢复关节功能。

这种手术级别的手术风险较低，术后康复周期短，通常能够在数周内康复，对于早期软骨损伤的修复效果较好。

2. 二级手术：中度软骨损伤二级手术适用于中度关节软骨损伤，可能需要更复杂的手术方式进行修复。

除了关节镜下手术外，可能还需要进行软骨移植、软骨修复等手术，术后的恢复周期较长，需要经过一定的康复训练才能够恢复正常活动。

3. 三级手术：重度软骨损伤三级手术适用于重度关节软骨损伤，这类损伤可能伴随有严重的软骨磨损、软骨碎片等情况。

修复这类损伤往往需要进行复杂的软骨修复手术，可能需要使用自体软骨移植、异体软骨移植等技术，术后的康复周期较长，恢复效果也相对较差。

二、关节骨损伤的手术级别1. 一级手术：轻度骨折一级手术适用于轻度的关节骨损伤，通常通过内固定手术或者骨折复位手术进行治疗。

这类手术的风险较低，术后的恢复周期也相对较短，患者通常能够在数周内恢复正常活动。

2. 二级手术：中度骨折二级手术适用于中度的关节骨损伤，这类损伤可能需要进行更复杂的手术修复，如开放性骨折复位、内固定等手术。

术后的康复周期较长，需要进行康复训练才能够恢复正常活动。

3. 三级手术：重度骨折三级手术适用于重度的关节骨损伤，这类损伤可能伴随有严重的软组织损伤、神经血管损伤等情况，需要进行复杂的手术修复。

术后的康复周期较长，恢复效果也难以保证。

关节骨软骨损伤修复术的手术级别各有不同，根据不同的损伤程度选择合适的手术级别非常重要。

关节软骨磨损可以修复吗？试试吃点氨糖吧!

对于一些经常运动的人来说，关节软骨磨损、损伤是比较常见的，还有一些长期从事体力劳动的人也会出现软骨磨损的情况。

关节软骨覆盖于关节表面，是一种富有弹性的结缔组织，在关节中发挥着不可替代的作用。

关节软骨表面光滑，摩擦阻力小，能够减缓骨与骨之间的摩擦；关节软骨还具有弹性，能够吸收人在各种活动时对关节的冲击力，保护关节不易损伤。

总的来说，关节软骨起到了保护关节的作用。

一旦软骨过度磨损、老化，关节就会失去保护，骨两端易发生硬性摩擦，出现关节肿胀、疼痛等问题。

那么关节软骨磨损，可以修复吗？其实人体的关节软骨是有修复能力的，关节软骨一直处于磨损、修复、再磨损、再修复的状态。

但是随着年龄的增长，软骨中营养流失，修复能力减弱，软骨磨损加速，就容易导致软骨损伤、老化。

因此，当软骨出现磨损、损伤时，可以从下面这两个方面入手：第一，减少软骨磨损的程度。

首先要保持正常的体重，体重超重，膝关节所产生的压力就会成倍增加，从而就会加速软骨磨损；然后要减少做对关节压力大的活动，比如像爬山、举重、爬楼梯、跪地擦地板等，减少软骨损伤的几率；最后也要避免长期保持同一个姿势，比如久坐和久站，要多活动活动关节，让关节放松。

第二，给关节软骨补充营养。

关节软骨进行修复需要得到营养的支持，就比如氨糖。

氨糖是形成软骨细胞的重要营养，更是形成软骨基质和透明质酸的基本成分。

氨糖能够刺激软骨细胞合成蛋白多糖和胶原纤维，生成软骨基质，修复磨损软骨，并且能使软骨自身修复能力提高。

但是随着年龄的增长，人体内的氨糖会逐渐流失，不再增长，特别是到了30岁之后，体内氨糖会直线下降，更容易导致软骨磨损。

因此从外源性的补充氨糖就很重要。

氨糖一般存在于带壳的海洋生物中，很难通过日常食物进行摄取，补充氨糖，可以食用含有氨糖的膳食营养补充剂，就像健力多氨糖软骨素钙片，每片含有氨糖194mg，每天早晚各两片，可以有效的补充氨糖，而且其中还添加了102mg的硫酸软骨素。

硫酸软骨素也是形成软骨基质的基本成分，能够补充软骨滑液，润滑软骨表面，减缓软骨磨损。

关节软骨损伤修复的研究进展

关节软骨损伤修复的研究进展徐杨俊【摘要】关节软骨损伤后修复能力有限;近年来,随着生物技术、组织工程技术的发展,关节软骨的实验研究取得了多方面的进展,由此为成功治疗关节软骨损伤带来了更多更好的方案.文中从保守治疗、移植技术、组织工程化软骨和基因工程等方面对关节软骨损伤修复的研究进展作一综述.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2010(023)008【总页数】6页(P889-894)【关键词】关节软骨;损伤;修复【作者】徐杨俊【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)骨科【正文语种】中文【中图分类】R681.30 引言关节软骨是构成滑膜关节的重要组成部分,其主要功能是传导分布运动载荷、维持和承受接触应力以及顺利完成关节功能活动等。

健全的关节软骨是上述功能的重要结构基础。

由于关节软骨是缺少血管、淋巴管及神经的组织,其再生能力有限。

一经损害,再生十分困难。

由于关节软骨损伤发病率高,治疗比较困难,是国内外骨科工作者历来所关注的研究热点。

近年来,随着生物技术、组织工程技术、材料与分子生物学的发展,人们在关节软骨的实验研究方面取得了很多进展,为成功治疗关节软骨病变带来了更多更好的方案。

目前,外科治疗方法主要有关节镜下关节腔冲洗、钻孔微骨折、自体或异体骨软骨移植、软骨细胞移植、组织工程化软骨修复等。

这些方法虽然各有不同,但对缓解损伤所带来的疼痛症状、缓解关节退行性变和恢复关节功能均具有重要作用。

现就关节软骨损伤修复的研究进展作一综述。

1 保守治疗轻微的软骨损伤不会影响关节活动,合适的保护和康复治疗有利于关节软骨的重塑和修复。

保守治疗包括口服非类固醇抗炎药缓解疼痛、营养软骨药物保护软骨、减轻体重、改变活动方式、康复训练。

其他还有关节腔内注射玻璃质酸钠、局部封闭、理疗和支具保护等[1]。

Rubak等[2]发现早期活动对全层软骨缺损的修复有利。

Salter等[3]研究持续的被动活动对兔软骨愈合的影响,发现关节活动对关节的表浅缺损修复没有明显益处,持续的被动活动能促进较小的全层缺损修复,并能产生一种在形态上和组织化学上类似透明软骨的组织,该组织比固定或间歇主动活动产生的修复组织具有更好的耐久性。

关节软骨损伤修复的MRI评价

关节软骨损伤修复的MRI评价侯志超;孙剑;甄俊平;卫小春【摘要】不同软骨损伤修复方法可以阻止或延缓关节软骨损伤所致的骨关节炎进程.MRI可对不同软骨修复方法及修复术后不同阶段进行无创性评价.就MRI常规扫描序列及生理性成像序列对软骨修复组织的不同评价标准予以综述.【期刊名称】《国际医学放射学杂志》【年(卷),期】2011(034)005【总页数】5页(P456-460)【关键词】关节软骨;损伤修复;磁共振评价【作者】侯志超;孙剑;甄俊平;卫小春【作者单位】030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;山西医科大学第二医院影像科【正文语种】中文1 软骨修复组织MRI常规扫描序列及形态学评价1.1 软骨修复组织MRI常规扫描序列国际软骨修复协会 (International Cartilage Repair Society,ICRS)推荐快速自旋回波序列的质子密度加权（PDW）、T2W和3D容积扰相梯度回波（SPGR）作为软骨MRI检查的基本扫描序列[1]。

PDW、T2W序列的影像上关节软骨为中低信号、关节积液为高信号，关节软骨和关节积液间对比良好，PDW序列评价软骨内部结构敏感，T2W则对软骨表面结构敏感。

3D SPGR序列可显示关节软骨为高信号、周围组织为低信号，同样可显示软骨内部及表面结构变化。

关节软骨MR常规扫描序列能够提供软骨表面及内部结构变化的信息，主要用来评价关节软骨形态学变化。

1.2 软骨修复组织MRI形态学评价1.2.1 Roberts MRI评价标准Roberts等采用德国Siemens公司1.5 T MR设备，以如下3种序列①T1加权矢状位和冠状位自旋回波成像序列 (T1sagittal and coronal spin echo sequence)，②三维 T1加权脂肪饱和序列－翻转角30°(3DT1-weighed image with fat saturation and 30°flip angle)，③三维双激励脂肪饱和稳态序列 (3D dual excitation in the steady state sequence with fat satuation)完成扫描。

关节软骨损伤和缺损修复策略

Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ２３２００１，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ
中国骨伤２０１３年２月第２６卷第２期ＣｈｉｎａＪＯ￣ｈｏｐＴｒａｕｍａ，Ｆｅｂ．２０１３，Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．２
・
１７５・
・
综述・
关节软骨损伤和缺损修复策略
潘育松，丁国新，王静
节软骨相似的力学和生物摩擦学特性，但其生物活性及与自然关节软骨问的结合强度有待进一步提高，如何实现材料
生物活性、生物力学性能和生物摩擦学性能功能一体化是凝胶类关节软骨修复材料亟待解决的焦点问题。
【关键词】软骨，关节；创伤和损伤；综述文献
ＤｏＩ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００３ — ００３４．２０１３．０２．０ｎｒｅｐａｉｒｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｆｏｒａｒｔｉｃｕｌａｒｃａｒｔｉｌａｇｅｄｅｆｅｃｔｓＰＡＮＹｕ — ｓｏｎｇ，ＤＩＮＧＧｕｏ — ｘｉｎ，ａｎｄＷＡＮＧＪｉｎｇ．Ｍａｔｅｒｉａｌ

关节软骨修复需要的原料

关节软骨修复需要的原料随着现代医学的发展，关节软骨修复术已经成为治疗关节疾病的重要手段之一。

关节软骨修复的成功与否，很大程度上取决于使用的原料。

本文将介绍关节软骨修复需要的原料，包括自体组织、生物材料和生长因子等。

一、自体组织自体组织是进行关节软骨修复的重要原料之一。

其优势在于与患者自身组织相容性好，不易引发免疫反应。

自体组织可以从患者身体其他部位获取，如髂骨嵴、胫骨骨髓腔等。

常用的自体组织包括软骨组织、骨髓基质等。

这些组织经过特殊处理后，可以用于修复受损的关节软骨。

二、生物材料生物材料是关节软骨修复中常用的原料之一。

生物材料可以分为天然材料和人工合成材料两类。

1. 天然材料天然材料主要来源于动物和植物。

常见的天然材料包括骨骼、软骨、脂肪等。

这些天然材料具有生物相容性好、生物活性高的特点，适用于关节软骨修复。

例如，从动物骨骼中提取的骨基质可以作为关节软骨修复的框架材料，为新生软骨提供支撑。

2. 人工合成材料人工合成材料是通过化学合成或生物工程技术制备而成的。

人工合成材料在关节软骨修复中具有广泛的应用。

例如，聚乳酸酯、聚乙二醇等生物降解材料可以用于修复关节软骨缺损，其降解产物对人体无毒副作用，有利于新生软骨的形成。

三、生长因子生长因子是促进细胞生长和分化的重要信号分子，对关节软骨修复起到重要作用。

生长因子可以通过多种方式应用于关节软骨修复，如直接注射、载体修复和基因修复等。

常用的生长因子包括骨形态发生蛋白（BMP）、血小板源性生长因子（PDGF）和成纤维细胞生长因子（FGF）等。

这些生长因子能够促进软骨细胞增殖和分化，加速关节软骨修复过程。

关节软骨修复需要的原料包括自体组织、生物材料和生长因子等。

这些原料在关节软骨修复中起到不同的作用，能够促进受损软骨的再生和修复。

随着科技的不断进步，关节软骨修复的技术和原料将不断完善，为患者提供更好的治疗效果。

关节软骨损伤修复机制研究进展

关键词：节软骨；伤；物大分子；复机制关损生修
中图分类号：５９Ｒ９文献标志码：Ａ文章编号：０１８８（０００ — １１０１０ —８３２１）３０６－４
Ｒｅｅｒｈｏｈｃｎｉｍｆａｔｃｌｒｃｒｉａｅｄｆｃｓｒｐａｒｓａｃｎｔｅｍｅｈａｓｏｒｉｕａａｔｌｇｅｅｔｅｉ
ｉｘｉｔｎｇｔｅａｍｅｓＡｄｎｃｄｒｔｅａｎｂｅｏｂｔｉｅｄｂｙｓｕｉｇｈｅｍｅｎｅｓｉｒｔｎｔ．ｖａｅｔｅａｍｎｔｃａｎｔｄｙｎｔｃｈａｓｏｔｒｉｕｌａｔｌｇｅｎｉｍｆｈｅａｔｃａｒｃｒｉａｒｐａｉｅｒ．Ｔｈｉｒｉｌｅｖｅｓａｔｃｅｒｉｗｅｄｔｔｕｃｕｅａｎｆｃｉｆａｔｃｌｒｃｒｉａｅ，ｉｓｇｉｅｒｎｇｒｐａｒａｈｅｒｅｈｅｓｒｔｒｄｕｎｔｏｎｏｒｉｕａａｔｌｇｔｓｕｅｅｎｎｅｉｅｉ，ｎｄｔｏｌｏｆｔｅａｔｄｂｏａｒｏｌｕｅｉｅｉｏｅｓａｎｐｕｏｒａｄｅｓｅｒｌｍｓｔｅｏｌｄｉｔｓｆｅｄ．ｈｅｒｌｅｉｍｃｏｍｅｃｌｎｒｐａｒｐｒｃｓ，ｄｔｆｗｒｘｉｔｄｐｏｂｅｏｂｅｒｓｖｅｎｈｉｉｌ
ＬＩＪａｙａ，ｉ，ＡＮＧｈ－ｉＣＯｕ —ｉｇＵｉ－ｕｎＬＩＪｎＷＳｕｍｅ，ＡＪｎｌｎ

膝关节软骨全层缺损的常用修复方法

（５２± ．）。２．８２岁 ’
足够大，应该首选进行软骨修复，防单纯清理后，以软骨下骨的暴露面积在今后的反复磨损中变得越来越大，导致膝关节的症状和功能进一步受影响，而从继发更严重的膝关节退变和骨性关节炎。因为，无论是切开修整还是镜下清理、磨或射频消融处理，打
ＯｔｂｉｇｕｅｒｅⅣ度损伤（骨下骨暴露的软骨全层损ｒｄ软伤）２例，２占所有５８例的４２Ｌ。而如果将髌骨２．％２１
（５例 Ⅳ度）滑车的Ⅳ 度损伤都算在内，Ｉ损和则Ｖ度伤共占５８例的５１。患者的平均年龄为２．％
３５６例膝关节镜术中记录的软骨损伤结果中可以１１看出一个基本规律，需要进行关节镜手术的膝关即节的各种伤病，有单个 Ⅳ 度软骨损伤灶的膝关节具比例约占４，％而具有一个以上软骨 Ⅳ度损伤灶的
膝关节比例约占５。％
体征与软骨损伤灶所在的位置明确有关，应该进就
行软骨修复手术。在选择软骨修复方式时，注要意不同的修复方法所适应的最佳软骨缺损面积是不
目的４。％
三、骨修复的手术适应证软１．损伤面积：在修复， Ⅳ 庋软骨损伤的直径但

关节软骨缺损修复区剪切特性分析

关节软骨缺损修复区剪切特性分析赵永政;刘海英;张春秋;胡亚辉【摘要】A solid-liquid coupling two-phase model of articular cartilage based on transversely isotropic was established by using finite element software ABAQUS.The purpose of the study was to investigate the shear stress distribution in repair area under compression load,the parameters as repair depths,compression,and the elastic modulus and Poisson's ratios of tissue engineering cartilage (TEC)took different values respectively.The simulation results showed that the defect repair significantly changed the distribution of shear stress in the repair paratively speaking,for the full-thickness defect repair,the difference of shear stress between host cartilage and TEC at the adhesion interface was the smallest,and cartilage was not easy to crack.The maximum shear stress in repair area increased with the increase of elastic modulus of TEC.At the beginning of loading (2 s),the extreme value of shear stress decreased with the increase of Poisson's ratio for TEC.However,after loading for a period of time (1 000 s),the extreme value of shear stress increased with the increase of Poisson's ratio.The maximum shear stress increases with the increase of compression for various repair situations,the shear stress concentration at the repair boundary of the cartilage surface became more and more obvious with compression increased,and which was easy to cause cracking.The results of the analysis will provide some theoretical significance for clinical repair.%应用有限元软件ABAQUS建立基于横观各向同性的关节软骨固液耦合双相模型,在压缩载荷作用下,研究了工程化软骨(Tissue Engineering Cartilage,TEC)的弹性模量和泊松比、修复深度、及压缩量对修复区剪应力分布的影响.模拟结果表明,缺损修复显著地改变了修复区剪应力的分布.比较而言,全层缺损修复时软骨表层修复边界处的宿主软骨和TEC剪应力差别最小,软骨不易开裂;修复区剪应力极值随TEC弹性模量增大而增大;加载初期(2 s),剪应力极值随TEC泊松比增大而减小,加载一段时间后(1 000 s),剪应力极值随泊松比增大而增大;压缩量不同时,各种修复条件下剪应力极值均随压缩量增加而增大,且压缩量增大时,软骨表层修复边界处剪应力集中现象愈加显著,易引起开裂.分析结果对临床修复具有一定的理论指导意义.【期刊名称】《天津理工大学学报》【年(卷),期】2018(034)003【总页数】9页(P34-41,52)【关键词】横观各向同性;缺损修复;剪应力;有限元【作者】赵永政;刘海英;张春秋;胡亚辉【作者单位】天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津300384;天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津300384;天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津300384;天津理工大学机械工程学院天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室机电工程国家级实验教学示范中心(天津理工大学),天津300384【正文语种】中文【中图分类】R318.01关节软骨是组成活动关节面的有弹性的负重组织，可减轻关节反复滑动过程中关节面间的摩擦，具有润滑及耐磨损的特性，并能吸收震荡，传导负重至软骨下骨.软骨损伤是临床常见的疾病之一，由于软骨内缺乏血供，损伤后很难自行修复[1].软骨损伤修复一直是国内外研究的热点问题.传统治疗方法包括关节灌洗、清创术、微骨折术和移植修复[2].而上述修复方法均无法产生形态、功能和正常软骨一样的透明软骨.近年来，随着组织工程技术的发展，使其有希望成为治疗软骨损伤的最有效方法.临床上，虽然它在一定程度上减轻了病人的痛苦，但大多短时间内修复效果较好，长期效果具有不稳定性[3].造成修复效果不确定的主要原因之一是TEC 的生物力学性能无法媲美天然软骨，造成修复组织与邻近宿主软骨间的基质的位移场、应力场分布不均，从而导致粘合界面附近存在较大的剪切应力差，易造成修复组织脱落，宿主软骨退变，最终导致修复失败[4].高剪应力和高张应力都可导致软骨损伤[5].为探究关节软骨机械损伤机理，学者们对此做了大量研究.1980年，Mow等[6]建立了关节软骨的固液耦合双相模型，奠定了关节软骨力学行为研究的基础.此后，Eberhardt等[7]认为在短期冲击时，关节软骨可以被视为一种弹性材料.对于众多各向同性的软骨模型中，有文献[8-10]指出最大剪应力出现在软骨与软骨下骨的交界处，而在软骨表面的接触区出现正常的压缩应力.也有研究指出最大剪应力出现在软骨表面[9]，张应力极值出现在接触区边缘的软骨表面[10].在人和动物的试验中，随着钝击损伤，软骨和骨的交界处出现隐匿性的微裂纹.然而在一些兔髌股关节的钝击试验中，在髌骨的软骨表面出现损伤，而软骨下骨与软骨的交界处没有出现明显的损伤.1997年，Atkinson等[9]用小半径球做冲击试验揭示软骨表面损伤与高剪应力有关，裂缝的径向取向性也表明环向拉伸应力可能是造成这些表面损伤的原因.由此可见，上述关节软骨各向同性模型并不能准确解释软骨损伤破坏的原因.1996年，Donzelli等 [11]建立了关节软骨的横观各向同性模型（Transverselyisotropic，TI），发现最大主应力的位置从各向同性模型的软骨与骨的交界处转移到软骨表面，TI模型更接近天然关节软骨的微观结构.Askew和Mow等[12]细化了软骨的模型：将软骨的中间层和深层看作各向同性，表层看作横观各向同性.后续研究中建立的横观各向同性模型进行的分析发现，最大剪切应力和张应力都出现在软骨表面的接触区[13].以此得以解释兔子实验中软骨表面损伤的现象.然而上述横观各向同性模型都没有考虑软骨材料参数随深度变化的特性.直至2015年，Seyed等人[14]建立了深度相关的关节软骨横观各向同性微观力学模型，综合考虑了固体基质中胶原纤维、蛋白多糖的体积分数及各层胶原纤维与软骨表面所成角度对软骨力学性能的影响.本文在此基础上建立了软骨的缺损修复力学模型.剪切力比撞击力或下落高度更能预见撞击时软骨裂隙出现的可能性[15].到目前为止，软骨缺损修复区的剪应力分布的研究鲜见发表.本文建立了基于横观各向同性的固液耦合软骨三维有限元模型，通过改变软骨修复深度、TEC的弹性模量和泊松比，及压缩量，研究在应力松弛情况下，修复区剪应力的分布规律.研究成果对于软骨损伤成因及临床修复都有一定的理论指导意义.1 有限元模型应用有限元软件ABAQUS建立软骨非围限压缩几何模型.用半径15 mm、厚度2 mm的圆柱形试件模拟胫骨软骨，半径为20 mm的刚性球体模拟膝关节中的股骨[16-17].全层缺损半径为2 mm，模型二维剖面图如图1所示.为便于分析，在左侧修复边界两侧各取一条路径（Path1在宿主软骨、Path2在TEC内）.采用8节点六面体孔压单元——C3D8P对胫骨软骨进行网格划分.图1 关节软骨缺损修复非围限压缩有限元模型示意图Fig.1 Schematic diagram for unconfined compression model of articular carticular胶原纤维是构成关节软骨三维网状结构的重要组成成分，能使关节适应各种机械负荷.关节软骨中随机分布的胶原结构可让其具有剪切特性.由于随机分布的胶原纤维的牵张与相嵌其间的蛋白多糖分子之间的剪切力使得软骨具有剪切应力-应变反应（图2）.根据胶原纤维的排列，关节软骨在形态学上可分为浅表层、中间层和深层（图3）.由于各层胶原纤维和蛋白多糖的含量、体积分数及纤维走向不同导致关节软骨力学性能依深度变化.Seyed等[14]把关节软骨看作具有横观各向同性的材料，通过实验和理论分析方法得到了软骨材料的各向参数（弹性模量、泊松比和切变模量）随深度变化的曲线图.本文通过曲线拟合得到了各参数随归一化深度变化的非线性关系式，以轴向弹性模量Ez为例，其表达式如下：图2 胶原-蛋白多糖固体基质在剪切应力下如何反应图解示意Fig.2 Graphical representation of the response of collagenproteoglycan solid matrix under shear stress图3 关节软骨各层胶原纤维的分布示意图[18]Fig.3 A distribution chematic diagram of collagen fibers in each layer of articular cartilage[18]软骨共分为10层，将每层的归一化深度值代入表达式，可得各层的材料参数（见表1），并将表1中的材料参数赋予软骨，在软骨表面中心处建立坐标系（图3）. 表1 关节软骨材料参数Tab.1 Material parameters of articular cartilageEr Eθ Ez vrθ vrz vθz Grθ Grz Gθz layer1 0.808 7 0.808 7 0.084 7 0.310 9 0.103 7 0.099 297 0.030 79 0.037 8 0.037 8 layer2 0.791 2 0.791 2 0.126 7 0.310 2 0.083 4 0.073 687 0.300 40 0.037 6 0.037 6 layer3 0.759 7 0.759 7 0.175 4 0.310 7 0.056 1 0.057 606 0.290 60 0.037 4 0.037 4 layer4 0.694 5 0.694 50.394 0 0.307 2 0.037 8 0.035 078 0.266 80 0.037 2 0.037 2 layer5 0.642 9 0.642 9 0.573 5 0.305 5 0.028 9 0.028 586 0.245 30 0.037 0 0.037 0 layer6 0.624 0 0.624 0 0.580 4 0.303 7 0.028 7 0.028 276 0.239 30 0.036 9 0.036 9 layer7 0.593 2 0.593 2 0.667 4 0.301 6 0.027 2 0.025 598 0.229 10 0.036 8 0.036 8 layer8 0.470 2 0.470 2 1.044 8 0.288 1 0.020 0 0.018 857 0.180 10 0.036 7 0.036 7 layer9 0.226 6 0.226 6 1.666 0 0.226 1 0.010 3 0.010 419 0.090 10 0.036 9 0.036 9 layer10 0.077 0 0.077 0 2.050 0 0.200 0 0.004 0 0.003 486 0.032 00 0.037 0 0.037 0渗透率k是应变相关的，关系式为：式中：k0=1.743×10-15m4/N为初始渗透率；M=7.081为材料渗透常数；e和e0分别为当前孔隙率和初始孔隙率.e0随深度变化的关系式[17]为：式中：0=5.667为材料浅表层初始孔隙比；αe=0.413为材料常数；h为软骨厚度.应用FORTRAN语言编程，借助子程序VOIDR来定义材料的分层结构，UTEMP 定义材料渗透率随孔隙比变化的特性.工程化软骨初始孔隙比取9[18].软骨底部固定且不可渗透，设软骨侧面孔压为0，可实现液相流动及渗出[19].人体行走时膝关节中同时存在滚动和滑动，滚动约占60%，滑动约占40%[20].滚动和滑动时在关节股骨和胫骨接触面上产生剪切力，同时伴随人体重力施加于胫骨平台，而人体处于站立状态时只有人体重力施加于胫骨平台，即产生压力.由于关节内滑液有润滑作用，能够降低关节间的摩擦，因此软骨接触表面间的剪切力远小于压力.且关节软骨是固液耦合双相材料具有时间依赖特性，软骨中的液体在压力梯度作用下能在软骨表面内外及软骨内流动，为各层软骨细胞代谢提供所需的营养及带走代谢产生的废物.而滚动载荷和滑动载荷只能展现软骨的瞬态反映，无法展现软骨的粘弹特性.因此，本文研究了压缩载荷作用下，缺损软骨修复区的应力松弛反应，能更加真实地反应软骨的剪切特性.在刚性压头中心创建一个参考点，并施加位移载荷.首先，刚性压头向下移动与软骨接触；之后，施加z向位移载荷，确保压缩量达到软骨厚度的10%、20%、30%；最后，令压头保持某一固定值，给定足够松弛时间分析其力学行为.2 结果分析2.1 不同修复深度对修复区剪应力分布的影响图4（a）～4（d）为加载 2 s、1 000 s时，不同层修复时沿XZ方向的剪应力分布.图中可见，高剪切应力均发生在修复边界附近的TEC上；加载至1 000 s时，剪应力在数值上与加载初期（2 s）相比有所减小，这与Mandel-Cryer效应有关[19].表层、中间层和深层缺损修复时，高剪切应力的区域相比于加载初期有所减小，而全层缺损修复的高剪应力区域则有所增加.图4 不同修复深度时的剪应力（S13）等高图Fig.4 Shear stress in different depth of repair此外，为探究不同层缺损修复时剪应力对软骨表面开裂情况的影响，本文分别提取软骨表面沿X轴方向路径上的剪应力，分别得到加载2 s和1 000 s时各点的剪应力曲线图（图5、图6）.图中可见，对于缺损修复模型，剪应力极值出现在修复边界的TEC处，而对于无损模型，剪应力极值出现在压头与软骨接触边缘处.加载2 s时，剪应力由大到小依次为表层、中间层、深层、全层、无缺损（图5）；1 000 s时，剪应力由大到小依次为中间层、深层、全层、表层、无缺损，而全层和表层相差不大（图6）.综上可知，全层修复时，软骨表层的剪应力最接近无损情况，利于修复.图5 2 s时软骨表面剪应力S13曲线Fig.5 Shesr stress at the articular surface when loading 2 s图6 1 000 s时软骨表面剪应力S13曲线Fig.6 Shesr stress at the articular surface when loading 1 000 s2.2 TEC材料的弹性模量对修复区剪应力分布的影响TEC材料的弹性模量对修复区力学行为影响很大，考虑到宿主软骨材料参数，学者们经常使用低弹性模量的TEC研究软骨修复区的力学性能，如Zhou等 [21]使用弹性模量分别为0.3 MPa、0.5 MPa和0.7 Mpa的TEC研究在滑动载荷条件下修复区的应力应变，孟迪等[22]研究在压缩载荷下不同弹性模量（0.2 MPa、0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa）的TEC 对修复区应力的影响.然而研究不同弹性模量的TEC对修复区剪应力的影响还未见报道过，本文选取弹性模量分别为0.1 MPa、0.3 MPa、0.6 MPa、0.9 MPa的TEC对软骨进行全层修复，可得到2 s和1 000 s时修复区的剪应力云图（图7）.可以得出：2 s时，修复后剪应力极值分别为无损时的97.3%、306.7%、654.7%、1017.3%；1 000 s时，剪应力极值分别为无损时的 185.3%、455.6%、796.3%、1 096.3%.可见，缺损修复显著改变了剪应力的分布，且TEC弹性模量越大剪应力极值越大，修复边界处剪应力集中，易造成修复组织的退变甚至脱落，最终导致移植失败.TEC弹性模量不同时，两条路径（path1、path2）上各点剪应力的曲线图（图8）.可见，随着TEC弹性模量增大，宿主软骨与TEC差别逐渐增大.在软骨表面，TEC的弹性模量0.1 MPa时差别最小，软骨不易开裂.图7 TEC弹性模量不同时的剪应力（S13）分布图Fig.7 Shear stress（S13）distribution with different elastic modulus of TEC图8 TEC弹性模量取不同值时path1、path2的剪应力变化曲线Fig.8 Shear stress changes in path1 and path2 with different elastic modulus of TEC2.3 TEC的泊松比对修复区剪应力分布的影响全层缺损修复，TEC泊松比不同时，剪应力极值均出现在底部交界处的TEC上，左右两侧粘合界面处剪应力极值大小相同，方向相反（图9）.2 s时，剪应力极值分别为0.0253MPa、0.0230MPa、0.0211MPa、0.019 5 MPa，随泊松比增大，剪应力极值逐渐减小；加载1 000 s时，应力云图与2 s时类似，但剪应力减小了近一半，分别为0.011 9 MPa、0.012 3 MPa、0.013 4 MPa、0.015 9 MPa，应力分布范围变得更广.这与关节软骨的多孔粘弹性结构有关，即在加载初期，在较短时间内软骨中的水来不及排出，从而导致剪应力急剧增大.图9 TEC泊松取不同值，加载2s时剪应力（S13）等高图Fig.9 Shear stress（S13）distribution at loading 2s when TEC with different Poisson's ratios 2.4 压缩量对软骨修复区剪应力的影响无损软骨和全层缺损修复时不同压缩量（10%、20%、30%）的关节软骨剪应力分布云图（图10、图11）.可见，压缩量不同时，无损软骨的剪应力极值分别为0.007 5 MPa、0.018 2 MPa、0.033 6 MPa，全层缺损修复时剪应力极值分别为0.023 MPa、0.04 MPa、0.054 5 MPa，是无损软骨的 306%、224%、162%.无损时剪应力主要分布在压头边缘处的软骨表面和底部，髌骨软骨的表面裂隙常发生在剪切应力和拉伸应变高的区域附近[23]，这也从侧面说明本文所建模型能够准确预测软骨损伤的位置.而全层缺损修复时，随压缩量增大，剪应力逐渐增大，软骨表面修复边界处剪应力集中愈加明显，这可能导致粘合界面开裂，不利于修复.图10 不同压缩量下软骨剪应力分布图Fig.10 Shear stress distribution of cartilage in ossless under different compression图11 不同压缩量下全层修复时剪应力分布图Fig.11 Shear stress distribution of full-thickness repair under different compression3 讨论创伤是造成关节软骨损伤最常见的原因之一，创伤性的软骨损伤是由于压应力或旋转剪切应力所致[4].而对于修复的关节软骨来说，过大的剪应力也会导致软骨修复边界处开裂，从而导致修复失败.因此，研究修复区的剪应力分布，对临床治疗至关重要.1995年，Li等[24]分析钝性击伤下兔髌骨关节反应的模型后认为：髌股软骨的表面裂缝发生在剪切应力和拉伸应变高的区域附近.1998年，Garcia等[13]的研究表明软骨与软骨下骨界面存在高剪切应力.上述研究均表明：高剪切应力和张应力可以导致软骨损伤.本文研究发现，对于无损软骨在加载初期（2 s），在软骨表面和软骨底部（也即软骨与软骨下骨界面）都会出现高剪切应力，与上述文献中的结论一致；当加载到1 000 s时，高剪应力区逐渐转移到软骨表面位置（图4（e））.众所周知，当软骨受压时，其不仅在承压方向上受挤压，而且还会横向扩展，这就是所谓的Poisson比值效应.由于软骨下骨限制了软骨底部的横向位移，使其不能自由伸展，因此在软骨与软骨下骨的交界处就会剪切应力集中现象.本文还存在一定的不足，由于关节软骨中随机分布的胶原纤维使其具有剪切特性，天然软骨表层胶原纤维平行于软骨表面，故而能保护软骨不受破坏，而构建的TEC没有考虑胶原纤维，在修复边界处仅靠医用生物胶进行粘接，故而在修复边界处常出现高剪切应力.后续研究中若能充分考虑TEC的分层结构，可减少修复带来的不确定性.4 结论本文主要研究了在组织工程中，软骨缺损修复区TEC材料的弹性模量和泊松比，及缺损修复深度和压缩量对修复区剪应力分布的影响.通过分析可知，缺损修复显著地改变了软骨剪应力场的分布.修复深度不同时，剪应力主要集中在左右粘合界面处的TEC上，这可能是致粘合界面开裂的主要原因.全层缺损修复时，在软骨表层修复边界处宿主软骨和TEC的剪应力差别最小，利于修复；TEC弹性模量不同时，修复区剪应力极值随弹性模量增大而增大，加载初期，TEC的弹性模量是0.9 MPa时是0.1 MPa时的近10倍，因此选用弹性模量较低的TEC利于修复；TEC的泊松比不同时，加载初期，剪应力极值随泊松比增大而减小，加载至1 000 s时，剪应力极值反而随着泊松比增大而增大；不同压缩量时，对于各种修复情况，剪应力极值均随压缩量增加而增大，且当压缩量增大时，软骨表层修复边界处剪应力集中愈加显著，易引起开裂，不利于修复.本研究对构建TEC具有一定的理论指导意义.参考文献：［1］ Brody LT.Knee osteoarthritis：clinical connections to articular cartilage structure and function［J］.Physical Therapy in Sport Official Journal of the Association of Chartered Physiotherapists in Sports Medicine，2015，16（4）：301-316.［2］徐敬，赵建宁，徐海栋，等.关节软骨损伤修复研究进展［J］.临床与病理杂志，2015，35（3）：455-461.［3］陈康，王大平.组织工程软骨修复关节软骨损伤研究新进展［J］.中国矫形外科杂志，2012，20（8）：721-723.［4］卫小春.关节软骨［M］.北京：科学出版社，2007.［5］ Kelly P A，O'Connor J J.Transmission of rapidly applied loads through articular cartilage.part 2：cracked cartilage［J］.Proceedings ofthe Institution of Mechanical Engineers Part H Journal of Engineering in Medicine，1996，210（1）：39-49.［6］ Mow V C，Kuei S C，Lai W M，et al.Biphasic creep and stress relaxation of articular cartilage in compression：theory and experiments ［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1980，102（1）：73-84. ［7］ Eberhardt A W，Keer L M，Lewis J L，et al.An analytical model of joint contact［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1990，112（4）：407-13.［8］ Wu J Z，Ronsky J，Herzog W.Modeling axi-symmetrical joint contact with biphasic cartilage layers-an asymptotic solution［J］.Journal of Biomechanics，1996，29（10）：1263-1281.［9］ Atkinson T S，Haut R C，Altiero N J.An investigation of biphasic failure criteria for impact-induced fissuring of articular cartilage［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1998，120（4）：536-537. ［10］ Eberhardt A W，Lewis J L，Keer L M.Normal contact of elastic spheres with two elastic layers as a model of joint articulation［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1991，113（4）：410-417.［11］ Donzelli P S，Spilker R L.A finite element investigation of solid phase transverse isotropy in contacting biphasic cartilage layers［J］.Advances in Bioengineering，1996，33：349-350.［12］ Askew M J，Mow V C.The biomechanical function of the collagen fibril ultrastructure of articular cartilage ［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1978，100（3）：105-115.［13］ Garcia J J，Altiero N J，Haut R C.An approach for the stress analysis of transversely isotropic biphasic cartilage under impact load［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1998，120（5）：608-613.［14］ Elhamian S M，Alizadeh M，Shokrieh M M，et al.A depth dependent transversely isotropic micromechanic model of articular cartilage［J］.Journal of Materials Science：Materials in Medicine，2015，26（2）：1-10.［15］ Atkinson T S，Haut R C，Altiero N J.Impact-induced fissuring ofarticular cartilage：an investigation of failure criteria［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1998，120（2）：181-187.［16］ Jazrawi L M，Alaia M J，Chang G，et al.Advances in magnetic resonance imaging of articular cartilage.［J］.Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons，2011，19（7）：420-429.［17］ Li L P，Buschmann M D，Shirazi-Adl A.A fibril reinforced nonhomogeneous poroelastic model for articular cartilage：inhomogeneous response in unconfined compression.［J］.Journal of Biomechanics，2000，33（12）：1533-1541.［18］吴军成，霍然，吕仁荣.软骨组织工程中支架材料的文献回顾［J］.中国组织工程研究，2012，16（3）：522-526.［19］翟文杰，翟中勇.软骨组织无约束压缩的有限元分析［J］.医用生物力学，2012，27（6）：97-99.［20］郝智秀，冷慧杰，曲传咏，等.骨与膝关节生物力学行为研究［J］.固体力学学报，2010，31（6）：603-612.［21］ Zhou Y，Liu H Y，Men Y T，et al.Numerical study on mechanical behavior of tissue-engineering repaired cartilage in sliding load condition ［J］.Applied Mechanics and Materials，2013，441：598-601.［22］孟迪，张春秋，刘海英，等.软骨缺损形状对组织工程修复区的力学影响［J］.生物医学工程与临床，2016，20（1）：9-14.［23］ Cryer C W.A comparision of the there-dimensional consolidation theories of biot and terzaghi［J］.Quarterly Journal of Mechanics and Applied Mathematics，1963，16（4）：401-412.［24］ Li X，Haut R C，Altiero N J.An analytical model to study bluntimpact response of the rabbit P-F joint［J］.Journal of Biomechanical Engineering，1995，117（4）：485-491.。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

Abstract BACKGROUND: Articular cartilage has complex biological characteristics and high durability; therefore, natural degeneration or trauma may lead to irreversible damage of its structure and function. Repair and treatment of articular cartilage injury is an urgent problem in clinic. OBJECTIVE: To report the most common risk factors for failure of articular cartilage repair and their incidence, and to analyze the most important factors influencing the choice of specific surgical treatment for failure of cartilage repair. METHODS: The relevant articles were searched in PubMed and MEDLINE database from 2007 to 2019. The keywords were “articular cartilage, repair, clinic/clinical failure, surgery” in English. Initially, 343 articles were retrieved, and 38 articles were included for final analysis. RESULTS AND CONCLUSION: (1) Microfracture and mosaicplasty have significant failure rates in the early and middle stages after articular cartilage repair, while autologous chondrocyte implantation (ACI) and osteochondral allograft (OCA) transplantation are two effective methods for articular cartilage repair. (2) For the failure of articular cartilage repair, OCA transplantation might be a safe choice in the past. However, a higher re-failure rate of articular cartilage repair has been found in patients undergoing a failed OCA transplantation. For the patients who have failed ACI or matrix-induced ACI, further treatment with ACI or matrix-induced ACI is acceptable. In addition, patients with a history of subchondral bone marrow stimulation have a higher failure rate of ACI. (3) Treatments for cartilage repair failure depend on the type of surgical failure and area and site of cartilage defect. OCA transplantation is the most reliable method for the treatment of cartilage repair failure in subchondral bone marrow stimulation patients. ACI or matrix-induced ACI have shown acceptable therapeutic effect in patients who have suffered cartilage repair failure. When dealing with cartilage repair failure, special attention should be paid to the conditions of subchondral bone. Key words: articular cartilage; repair; clinic/clinical failure; osteochondral allograft; autologous chondrocyte transplantation; microfracture
Corresponding author: Wei Jianxun, Professor, Chief physician, Department of Orthopedics, People’s Hospital of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning 530021, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
(2)自体软骨细胞移植或基质诱导的自体软骨细胞移植在失败的患者中显示出可接受的结果。在处理有软骨修复失败史的患者时，应高度注意软骨下骨质的情况。
张宇，男，1992 年生，安徽省亳州市人，汉族，广西壮族自治区人民医院骨科在读研究生，主要从事骨科学研究。
通讯作者：韦建勋，教授，主任医师，广西壮族自治区人民医院骨科，广西壮族自治区南宁市 530021
关节软骨的修复与修复失败：
1 关节软骨修复的外科技术：
自体软骨细胞植入、基质诱导的自体软骨细胞移植、软骨下骨髓刺激、自体骨软骨移植和异体骨软骨移植。
2 软骨修复失败的危险因素：
软骨修复的失败主要取决于手术治疗的类型以及软骨缺损的面积、部位的不同。
3 软骨修复失败的危险因素：
(1)软骨移植似乎是最可靠的治疗方法，尤其是在出现以往的软骨下骨髓刺激失败的情况下；
《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research
关节软骨的修复与修复失败
·综述·
张宇，余城墙，吴有财，欧裕福，韦建勋(广西壮族自治区人民医院骨科，广西壮族自治区南宁市 530021)
DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2606
摘要背景：由于关节软骨具有复杂的生物学特性和高度的耐用性，自然退变或创伤引起的缺损都可能导致其结构和功能上不可逆的损害，因此关节软骨损伤后的修复治疗是临床上急需解决的问题。目的：报告关节软骨修复技术失败最常见的危险因素及其发生率，分析影响选择特定手术治疗方法来处理软骨修复失败最重要的因素。方法：以“articular cartilage, repair, clinic/clinical failure, surgery”为检索词，检索 PubMed 和 MEDLINE 数据库，时限为 2007 至 2019 年，语言限制为英文。初检得到文献约 343 篇，根据纳入排出标准筛选，共纳入 38 篇文章进行分析。结果与结论：①微骨折术和软骨镶嵌成形术在关节软骨修复后的前期和中期显示出不可忽视的失败率，而使用自体软骨细胞移植和异体骨软骨移植修复关节软骨的效果更好。②对于软骨修复失败的治疗：在以往软骨修复失败的患者中应用异体骨软骨移植可能是一个安全的选择，但对于失败的异体骨软骨移植的修复则有更高的失败率；而既往自体软骨细胞移植或基质诱导的自体软骨细胞移植失败的患者，经进一步的自体软骨细胞移植或基质诱导的自体软骨细胞移植治疗后，其治疗效果是可以接受的。此外，有软骨下骨髓刺激病史的患者，自体软骨细胞移植的失败率更高。③软骨修复失败的处理取决于手术治疗失败的类型以及软骨缺损的面积、部位的不同，异体骨软骨移植是治疗软骨下骨髓刺激患者软骨修复失败的最可靠的方法，而自体软骨细胞移植或基质诱导的自体软骨细胞移植在既往软骨修复失败的患者中显示出可以接受的治疗效果，在处理软骨修复失败的患者时，应该特别注意软骨下骨质的情况。关键词：关节软骨；修复；临床/临床失败；异体骨软骨移植；自体软骨细胞移植；微骨折术中图分类号：R459.9；R318；R683 缩略语：自体软骨细胞移植：autologous chondrocyte implantation，ACI
文献标识码:A 投稿日期：2019-09-28 送审日期：2019-10-08 采用日期：2019-11-07 在线日期：2020-01-04
文题释义：自体软骨细胞移植：对于 3.5-10 cm2 的软骨缺损或多个缺损来说，自体软骨细胞移植是一种有效的软骨修复措施，取少量患者自体软骨于体外培养软骨细胞，并增殖到一定数量后植入软骨缺损处，从而达到修复缺损的目的。基质诱导的自体软骨细胞移植：把经培养增殖后的软骨细胞接种到Ⅰ/Ⅲ型双层胶原膜上，继续培养数日，细胞与支架结合紧密之后，使用生物蛋白胶粘贴到关节软骨缺损病灶底部。术后，软骨细胞从胶原膜上游离并穿过生物胶，迁徙到软骨缺损的基底部。胶原膜和生物胶逐步降解并被吸收。接种的软骨细胞在局部生长、繁殖，并分泌基质，形成新的软骨组织修复缺损。
ORCID: 0000-0002-3907-9145(张宇)
文章快速阅读：
文章特点— (1)目前较缺乏关节软骨修复失败处理的公开报道，直到最近几年，人们才注意到先前的软骨手术对
随后的软骨修复的影响。 (2)查阅近年来有关关节软骨修复及修复失败的文献，分析最常见的外科修复技术失败的发生率及风