关节软骨的缺损与修复
自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损再生与天然软骨无明显差异
4076 ｜中国组织工程研究｜第25卷｜第25期｜2021年9月自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损：再生与天然软骨无明显差异李 想，符培亮文题释义：自体软骨细胞移植：指机体软骨损伤后，运用对骨组织损伤部位具有一定修复和再生能力的技术，取部分自体软骨体外培养扩增后，联合使用自体骨膜或者生物材料(如胶原蛋白凝胶)再植入骨软骨缺损处。
摘要背景：随着医疗水平的提高和人们对生活质量的更高要求，临床对软骨修复的质量和要求也越来越高，传统修复方法不能再生具有良好生物性能的软骨。
目的：综述近年来自体软骨细胞移植的相关研究进展，分析其发展历程、基础科学、适应证、禁忌证、外科技术、临床疗效和局限性，展望该领域的发展趋势。
方法：以“软骨细胞移植、骨缺损、临床技术、临床疗效、适应证、禁忌证、缺损大小、翻修、恢复运动、年龄、影像学、局限性” “autologous chondrocyte implantation ，cartilage defect ，techniques ，clinical effect ，indications ，contraindications ，defect size ，treatment after initial failure ，return to sports ，age ，magnetic resonance imaging ，limitation ”等作为关键词，在 CNKI 、PubMed 、Web of Science 、Google scholar 数据库进行检索，文献类型包括：研究原著、综述、病例报告、荟萃分析等，检索时间限定为1990至2020年，共检索到文献1 000余篇，最终纳入52篇进行综述。
结果与结论：自体软骨细胞移植在1980年代晚期首次出现，用于治疗膝关节软骨缺损。
第1代自体软骨细胞移植使用骨膜贴片将培养的软骨细胞封闭在缺损中，由于骨膜移植体增生的问题，开发了利用胶原膜贴片的第2代自体软骨细胞移植；第3代自体软骨细胞移植应用三维培养技术有利于细胞迁移，允许微创性植入，更好地再生正常的软骨结构，加速康复。
自体骨.骨膜复合组织移植修复膝关节软骨缺损的临床应用
切除 的晚期非小细胞肺癌病人 的常用 治疗方 法 ， 两种治疗 方法 的联合应 用具有协 同作用 ， 但肿瘤治疗失 败 的主要 原 因为 局部 控制率低 ， 以及远处转 移心 。近年来 Ｍａ ］ ｒ ｋ等 报 道放射 性 Ｉ 粒子永久 植入治疗肺癌局部 复发 率仅 为 ２ ， ％ 取得较好 的效果 ，
Ｉ 粒子释放 的低能 量 射线 长期持 续 照射 ， 使瘤 体 细胞 氧增 比减少和乏氧 细胞 比例减 少 ， 并不 断消耗 肿瘤 干细 胞 ， 使 肿瘤 细胞 死亡 Ｌ 。粒子植入 最大 限度 贴近 肿瘤并 使其 得 到有 ４
４ Ｈｅ ｌ ｎ ＲＴ， ｌｒｓ Ｂ Ａｎ ｅ ｓ ｎ Ｌ ｅ １ ｕ ｇ ｔ ｍｏ ｓ ｐ ｒ ｕ ａ ｏ ｓ ｅａ Ｈｉ ｉ Ｓ， ｄ ｒｏ Ｌ， ｔ ａ ．Ｌ ｎ ｕ ｒ ： ｅ ｅ ｌｎｅ ｕ ａ
效 的杀伤剂量 ， 而邻近正 常组 织 的受量 明显减 低 ， 而得 到保 从 护 Ｊ Ｉ ， 粒子植入 与传 统外 放疗 相 比， 传统外放 疗 由于受 到正
常肺组织 和周 围重要器官 的放射 线耐受剂量 的限制 ， 以及 肿瘤 照射体 积等因素的影响 ， 给予 ７ ｙ以上 的剂 量是 很难完成 ０Ｇ
３ 讨 论
肿瘤 的局部剂量 ， 而周 围正常组织 的受量非常小 Ｊ 。
综上所述 ， 放射性 Ｉ 子联合 化疗治疗 晚期 Ｎ Ｃ Ｃ具有 粒 ＳＬ 协同作用 ， 可在短时间 内 明显 降低 肿瘤 负荷 ， 改善 肿瘤对 周 围 组织结构 的侵袭 ， 本组病 例肿瘤局 部控制率 达 ９ ％ 以上 ， ｏ 临床 治疗效果非常显著 。 Ｉ 粒子 肿瘤 内植入 联合 化疗 治疗 晚期非
河北 医药 ２１ ０ ２年 ３月 第 ３ ４卷 第 ６期
０ ０ ） ．５ 。
关节软骨缺损治疗进展
大、 钙化等问题， ２代组织工程软骨技术 第 微骨折术是 目前临 床应用 最多 的技 术 ， 要 适 用 于 ＜ ｃ 的 Ⅲ 、 级 软 骨 缺 主 ２ｍ Ⅳ 损， 并且 ＜４ ０岁 患者 早 期 治 疗 效 果 好。 Ｇ ｂ ｉ 道 ” ，０ ｏｂ 报 １９例 经 过 该 技 术 治 疗 后 的患 者经 过 ３ ６～１０个 月 随访 及 术 后 组 ２ 织 学 观察 发 展 修 复 缺 损 的 组 织 为 纤 维 软
ａｔ ｏｏｓｃｏｄｏｙｅ ｒｎｐａｔ ｉ ＭＡ Ｉ ｕｏ ｇｕ ｈｎ ｒ ｔｔ ｓｌ ａ ｏ ｌ ｃ ａ ｎ ｔ ｎ（ Ｃ ）
ａ ｄ ｍｉ ｒｆａ ｔ ｒ ｄ ｏ ｏ ｅ， ０ ４，４：７ ． ｎ ｃｏ ｒｃ ｕ ｅ Ｒａ ｉ ｌｇ ２ ０ ４ ７ ３
６ Ｓ ｅ ｎ ｃ ｓ Ｍ ， ｅ ｚ ＰＣ． ｔｌ ｇ ｕ ｈ ｎ ｒ — ｔ ｉｗａ ｈ Ｋｒ ｕ Ａｕ ｏｏ ｏ ｓ ｅ ｏ ｄ ｏ
１ ０２１ ６．
平 均 ４年 随 访 ， 骨 髁 软 骨 缺 损 患 者 有 股 ９ ％ 的优 良率 。 复杂 的操 作 步 骤 、 的 ６ 大
采 用 Ａ Ｉ 微 骨 折 两 种 方 法 治 疗 单 个 症 Ｃ和 状 软 骨 缺 损 ， 过 ２年 随 访 发 现 两 种 方 法 经 治 疗 的患 者 临 床 症 状 缓 解 和 组 织 学 观 察 无 明 显差 异 ， 过 ５年 随 访 发 现 两 组 均 有 经 ７ ％ 的优 良率 ， 两 种 治 疗 后 影 像 学 和 临 ７ 而 床 效 果 方 面 无 明 显 差 异 。通 过 各 种 方 法 的临床治疗效 果 的比较我们 发现 对于软
手术创伤和长 的手术 及术 后康复 时问是 该 技 术 的 主要 问题 ， 膜覆 盖也 给该 技 术 骨
prp在骨科的应用
prp在骨科的应用PRP在骨科的应用PRP，即富含血小板的血浆（Platelet-Rich Plasma），是目前在骨科领域中得到广泛应用的一种治疗技术。
它利用患者自身的血小板富集血浆，经过特殊的处理和制备，使其富含生长因子和细胞因子，以促进骨组织的修复和再生。
PRP在骨科中的应用涵盖了骨折、骨缺损、软骨损伤等多个方面，具有较好的疗效和安全性。
一、骨折的治疗PRP在骨折的治疗中起到了重要的作用。
其主要机制是通过释放富含生长因子的血小板，促进骨折部位的愈合和骨组织的再生。
研究表明，PRP可提高骨折愈合的速度和质量，减少并发症的发生。
临床上，医生在进行骨折复位和固定的同时，常常将PRP注入骨折部位，以加速骨折的愈合过程。
二、骨缺损的修复PRP在骨缺损的修复中也有广泛应用。
骨缺损是指骨组织的一部分因外伤、感染或肿瘤切除等原因而丧失，导致骨的完整性和功能的丧失。
传统的治疗方法包括自体骨移植和人工骨修复，但存在供体不足、手术创伤大等问题。
而PRP的应用可以通过激活干细胞和促进血管新生，促进骨缺损的修复和再生。
临床研究表明，PRP在骨缺损修复中具有较好的效果和安全性，可作为一种有效的治疗手段。
三、软骨损伤的修复PRP在软骨损伤的修复中也有重要的应用价值。
软骨是关节表面的一种特殊组织，其损伤后很难自行修复。
传统的治疗方法包括软骨移植和软骨细胞培养移植等，但存在供体不足、手术创伤大等问题。
而PRP的应用可以通过释放生长因子和细胞因子，促进软骨细胞的增殖和分化，促进软骨损伤的修复。
临床研究表明，PRP在软骨损伤修复中具有较好的效果和安全性，可作为一种有效的治疗手段。
总结起来，PRP在骨科的应用涵盖了骨折、骨缺损、软骨损伤等多个方面。
其通过释放富含生长因子和细胞因子的血小板，促进骨组织的修复和再生，具有较好的疗效和安全性。
在骨科临床实践中，PRP已成为一种常见的治疗手段，为患者带来了更好的治疗效果和生活质量的提高。
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]。
国际软骨修复协会(icrs)的软骨修复评分
国际软骨修复协会(icrs)的软骨修复评分国际软骨修复协会(ICRS)的软骨修复评分1. 软骨修复评分的重要性软骨损伤是一种常见的关节问题，它对个体的生活质量和运动能力造成了严重影响。
评估软骨修复的效果对于临床治疗和研究具有至关重要的意义。
国际软骨修复协会(ICRS)制定了一套系统的软骨修复评分标准，旨在帮助医生、研究人员和患者对软骨修复的效果进行科学客观的评估。
2. ICRS软骨修复评分的内容和标准ICRS软骨修复评分标准主要包括局部症状、体格检查、影像学检查和功能评估等方面。
其中，局部症状评分从关节疼痛、关节肿胀、关节卡锁等方面进行评估，体格检查评分则主要包括关节活动度和稳定性等指标。
影像学检查评分主要以MRI为主，对软骨缺损的大小、深度、边缘清晰度等进行评估，而功能评估则主要包括患者的生活质量、运动能力和关节功能等。
3. 在临床应用中的重要性在临床应用中，ICRS软骨修复评分标准为医生和患者提供了一个科学客观的评估体系，帮助他们更准确地了解软骨修复的效果。
ICRS评分也为研究人员提供了标准化的评估方法，有助于促进软骨修复领域的临床研究和治疗进展。
4. 个人观点和理解在我的个人观点看来，ICRS软骨修复评分标准的制定和应用，对于推动软骨修复领域的发展和进步具有重要意义。
通过科学客观的评估方法，我们能更好地了解软骨修复的效果，促进临床治疗和研究的进展。
ICRS评分也为患者提供了更好的治疗参考，帮助他们更好地应对软骨损伤问题。
总结回顾在本文中，我们深入探讨了国际软骨修复协会(ICRS)的软骨修复评分，主要包括其内容和标准、在临床应用中的重要性以及个人观点和理解等方面。
通过本文的阐述，我们能更全面、深刻和灵活地理解ICRS软骨修复评分的意义和作用，相信这对软骨修复领域的临床治疗和研究具有积极的推动作用。
ICRS软骨修复评分标准的制定和应用，确实对软骨修复领域的发展和进步具有重要意义。
然而，随着科学技术的不断进步和临床实践的不断探索，我们也需要对ICRS评分标准进行不断完善和更新，以更好地适应临床需求和科学发展的要求。
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. 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关节软骨损伤修复新方法的开发与应用-中华医学会
中华医学科技奖形式审查结果公布年份2018推荐奖种医学科学技术奖项目名称关节软骨损伤修复新方法的开发与应用推荐单位推荐单位：吉林大学推荐意见：我院常非教授带领团队在基础和临床研究上对关节软骨缺损的治疗方面取得了显著成果。
首先，在软骨修复组织工程载体的开发方面，创新性的研发一系列新型可注射性/温敏性水凝胶，使其在软骨修复过程中不仅操作简便安全，而且有利于从细胞增殖分化，有利的促进了软骨组织修复。
通过不同凝胶的性能对比，筛选出最优质细胞载体，已初步用于临床试验。
其次，在临床方面该团队进行了细胞及细胞因子移植术的开发与应用以及对自体骨软骨移植术进行改良。
该项目实现了对软骨损伤修复方法的创新和完善，取得了大量的基础研究数据，而且多种治疗方法已经在临床上广为应用。
通过该项目的实施，软骨缺损及相关疾病患者的并发症发生率显著降低，治愈率显著提高，以上指标均处于国内外较高水平；获得授权发明专利16项，发表的12篇核心SCI收录论文的影响因子共计：33.94，他引次数：80次。
发表中文核心期刊论文4篇。
该项目已经推广应用吉林，黑龙江，辽宁，山东等多个省市医院，共计应用患者数百例，极大地促进了软骨损伤修复新技术的研发和发展，推动了全国骨科医疗水平的提高。
同意推荐申报中华医学科技奖一等奖。
项目简介【主要科技内容与技术经济指标】关节软骨损伤在世界范围内相当普遍，软骨损伤在 60 岁以上人群中达到60%。
很多患者因此影响正常运动功能，甚至导致残疾。
本项目研究实现了对软骨损伤修复方法的创新和完善，具体如下：1.新型软骨修复组织工程载体的开发：我们研发的可注射性/温敏性水凝胶作为组织工程载体能够促进移植细胞增殖分化，有效促进了软骨组织的修复。
我们合成了有机小分子可它因（kertogenin,KGN），并复合于温敏性水凝胶系统中，证实其可长期诱导软骨再生。
2.骨髓基质干细胞（BMSCs）移植在软骨缺损修复中的作用：研究发现BMSCs的局部移植联合微骨折术可以改善类风湿性关节炎的症状，诱导内源性干细胞发挥免疫抑制能力，保护软骨免于进一步的破坏，同时起到修复软骨缺损的作用。
膝关节软骨缺损外科治疗进展
的 治疗 方法 ， 现有 的 治疗 方法 存 在很 大 争议 。本 文
Ｓ ｅ ｏ ｒｅ６ ｈｌ ｕｎ［１ ｂ 等报道 了一组 交 叉韧 带 合并 软 骨 损伤的病 例， 行韧 带 重 建时 ， 行软 骨修 复 ， 未 经平 均
总结 了膝 关节 软骨 慢性 损 伤 的外 科修 复 方法 ， 讨 探 和 比较这 些手术方法 的ｌ 临床疗效 。 １ 软骨损 伤的 自然 病程
［ 键词 ］ 关 节； 骨损伤 ； 关 膝 软 外科学
［ 中图分类号］Ｒ ８ ． ［ ６ ４ ７ 文献标识码 ］ Ａ ［ 论文编号 ］１０ ．９ １２ ０ ）０１２ ４ ０ ４０ ５ （０ ７ １—２ ８０
膝关 节软骨 的慢性 损 伤 临床较 常 见。Ａ ｏｎ和 ｒｅ Ｃ ｒ ． 等 对 自愿 者连 续进 行 的膝 关 节镜 检 查 结 果 ｕｌ ２ ｕ Ｊ 显示 ：Ｏ ６ ％以上 的受检者 存在软骨 病变 ， １ ｌ ％～１ ％ ９ 存 在局限性软骨 和骨软 骨损伤 ， 行软骨 修复治疗于随访 。软骨丢 失导 致关节 面间 隙减 小， 加碰撞 的机 会， 增 软骨下 骨负重
的增 加， 使静脉 充血水肿 ， 导致周 围的动脉神 经纤维
受到 刺激 ； 软骨 下骨 出现硬化 和强直 ， 加上关 节软骨 和退变组 织的 酶 代 谢 改 变 以及 出现 关 节 滑膜 炎 改
维普资讯
１ ２ ２８
内蒙古医学杂志 ＩｎｒＭｏ ｇｌ ｄＪ２０ ｎ ｅ ｎ ｏａＭｅ ０７年第 ３ ｉ ９卷第 １ ０期
膝 关节 软骨 缺损 外科治疗 进 展
於 玮 ， 字赤 ， 武 刘洪文 ， 张 宏， 张 飞
０ ４１ ） １ ０ ０
（ 蒙古 医学院 第三附属 医院骨科 ， 内 内蒙古 包头
关节镜下微骨折术修复膝关节软骨缺损43例临床探讨
［ ４ ］ Ｙ ｕ ｎ Ｅ Ｍ， Ｍａ ｒ ｘ Ｇ Ｆ， Ｓ ａ ｎ ｔ ｏ ｓ Ａ Ｃ ． Ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｍｅ ｔ ｅ ｍａ ｌ ｐ ｏ ｓ ｉ ．
减 少 这 类 事 件 的发 生 。
［ ２ ］ Ｍｅ ｎ ｄ ｏ ｎ ｃ ａ Ｃ， Ｇ ｒ ｉ ｆ ｉ ｔ ｈ ｓ Ｊ ， Ａ ｔ ｄ ｅ ａ ｎ ｕ Ｂ， ｅ ｔ １． ａ Ｈ ｙ ｐ ｏ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ １ ．
１ ｏ ｗ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｓ ｐ ｉ ｎ ａ ｌ— —ｅ ｐ ｉ ｄ ｕ ｒ ｌ ａ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ａ ｖ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｓ ｅ ｅ ・ ・
ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ｌ ａ ｏ ｆ Ｏ ｂ ｓ ｔ ｅ ｉ ｒ ｅ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ａ ， ２ ０ ０ ２ ， １ Ｉ （ ３ ） ： １ ５ ６ ．
不足。同时增大 的子宫 还可 以压迫腹 主动脉 ， 造成 动脉 性低 血压 ， 减少子宫动脉 的灌流 ， 胎儿缺氧 。此外增 大的子宫还可 压迫 横膈 ， 引起迷走 神经 兴奋 ， 使 血管扩 张 ， 血 压下 降这些都 容易 引起产妇各个 系统 的反应 Ｊ ， 如血 压下降 、 心率代 偿加 快、 恶心 呕吐 ， 甚 至危及母 体和婴儿 的身体健 康 ， 所 以有 必要
［ １ ］ Ｐ ｉ ｎ ｄ ｅ ｒ Ａ， Ｂ ａ ｍｂ ｅ ｒ Ｊ ， Ｄ ｒ ｅ ｓ ｎ ｅ ｒ Ｍ． Ａ ｃ ａ ｒ ｄ ｉ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ —
组织工程在关节软骨缺损修复的应用
效， 限制 了其 运 用 。软 骨组 织工 程 改变 了传 统 的 “ 以 伤 治 伤” 的治疗模 式 ， 为软骨 缺损 的修 复提 供 了新 的方
法 和 思路 。软 骨组织工 程 的基本 原理 是从 机体 获取 少
袁 心伟 ， 谭 波 ， 李 平 综述 ； 王 跃 审校
（ １ ． ￣ １ １ ３ Ｊ ｌ 省 医 学科 学 院 ・ 四川 省 人 民 医 院骨 科 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ７ ２ ； ２ ． 遵 义 医学 院 ， 贵州 遵义 ５ ６ ３ ０ ０ ３ ）
【 关键 词】 组织工程 ； 关节软骨 ； 关节软骨缺损 ； 修复 【 中图分类号】 Ｒ ６ ８ ４ 【 文献标识码】 Ｂ 【 文章编号 】 １ ０ ０ ４ － ０ ５ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ０ － ７ ５ ６ ０ － ３
用的转 化将 会是 一大 进 步。④ 骨髓 间充 质干 细 胞
（ ｂ ｏ ｎ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｏ ｗ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｅ ｌ ｌ ｓ ， Ｂ Ｍ Ｓ Ｃ ｓ ） 约 占骨 髓 有 核 细胞 的
软骨 组 织 工 程研 究 的重要 因素 是种 子 细胞 ， 其 选
择 及 来源 途径 显 得尤 为 重 要 ， 这 也 是 目前 软 骨 组织 工 程研 究 的热点 。 目前 常用 种子 细胞 的来 源 主要 有 两大 类： 具 有 成软骨 细胞 能力 的细胞 和软骨 细胞 。
工 程 化软 骨并 植入 病 损 部 位 ， 以达 到创 伤 修 复 和功 能 重 建 的 目的 。本 文将 对 软 骨组 织 工 程 三 大要 素 ： 种 子
转导人 种子细胞 ， 使 该 种 子 细胞 不 断 地分 泌 细 胞 生 长
海藻酸钠-成年软骨细胞培养移植修复成年兔关节软骨缺损的实验研究的开题报告
海藻酸钠-成年软骨细胞培养移植修复成年兔关节软骨缺损的实验研究的开题报告一、选题背景与意义软骨缺损是一种常见的临床问题，在关节骨关节病和运动损伤中都可能出现。
软骨的缺损和退化是由于软骨细胞的死亡或活性下降、蛋白多糖合成的减少等因素所导致。
而目前临床治疗缺损的方法主要为手术移植，但移植材料的选择及手术治疗难度较大，且长期效果未能达到人们的期望。
因此，寻找一种新的方法可以较好的修复软骨缺损是非常必要的。
海藻酸钠具有生物可降解性、良好的生物相容性和保水性能等特点，被广泛应用于软组织工程和组织再生工程。
海藻酸钠有助于细胞生长和分化，提高软骨细胞移植的存活率和生理功能的恢复，有望成为一种优秀的软骨组织工程材料。
本研究旨在探讨海藻酸钠对成年软骨细胞移植修复成年兔关节软骨缺损的可能疗效及其相关机制，为临床治疗软骨缺损提供新的思路与方法。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 海藻酸钠对软骨细胞移植后软骨缺损区修复的可能疗效。
2. 海藻酸钠对软骨细胞移植后成年兔软骨生物力学性质的影响。
3. 探讨海藻酸钠对软骨细胞迁移、增殖和分化的可能机制。
（二）研究方法1. 动物实验：选取成年兔作为实验动物，按照随机分组原则将兔子分为对照组和实验组，对照组只进行软骨缺损，实验组则在软骨缺损后进行海藻酸钠和软骨细胞复合移植。
然后进行相关检测。
2. 测定软骨生物力学性质：评价软骨的力学性能，将测定软骨样本的弹性模量、抗拉强度、抗压强度等指标，比较软骨缺损和移植治疗后的差异性。
3. 细胞实验：将软骨细胞分离、纯化及培养，通过MTT细胞活力检测、流式细胞术和细胞增殖和分化实验、Western blot分析等方式分析海藻酸钠对软骨细胞的影响。
三、预期结果预期研究结果表明海藻酸钠对成年软骨细胞移植修复成年兔关节软骨缺损的可能疗效及其相关机制。
研究结果可为学术界临床治疗软骨缺损的提供新的思路与方法。
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本文对关节软骨缺损的治疗现状进行概 述，简要介绍微骨折术、自体骨软骨移植术、 异体骨软骨移植术、自体软骨细胞移植术以及 组织工程修复技术等几种软骨损伤治疗方法。
Defects and repair of articular cartilage
Zou A-peng, Song Zhen, Lan Zhong-yu, Bai Xi-zhuang
Abstract BACKGROUND: Articular cartilage has a poor intrinsic capacity for healing, once damaged from trauma or degeneration, it is hard to repair. OBJECTIVE: To concisely describe the common current treatment of articular cartilage defects and the future trend. METHODS: A search across the databases of PubMed (January 1995 to June 2010) was performed, with key words of “articular cartilage, cartilage defects, treatment”. The language was limited for English.The repetitive studies or unrelated to papers the objective were excluded. A total of 32 papers were included in this study. RESULTS AND CONCLUSION: Microfracture, autologous osteochondral transplantation, osteochondral allograft transplantation, and autologous chondrocyte implantation were common used for repairing articular cartilage defects. Usually, these strategies could relieve clinical symptoms effectively, but there are problems need to be solved. Compared with those techniques, cartilage tissue engineering is a new strategy for cartilage repair emerging in recent years, and many studies about it are still ongoing.
关节冲洗术和关节清理术：单纯关节镜下的冲洗和清 理术并不属于软骨修复技术，在临床上把冲洗术和清理 术结合应用，可以清除关节腔内大量的炎性因子和游离 的软骨碎屑及软骨表面剥脱的软骨片，缓解疼痛等症 状，病区不稳定的、与软骨下骨分离的软骨也一并清除， 并修整缺损区边缘使呈斜坡样。
骨髓刺激修复：骨髓刺激修复的原理是将骨髓中的间 充质干细胞引至软骨缺损区，干细胞能分化为纤维软骨 细胞，构建修复性的纤维软骨。间充质干细胞总浓度很 低，并随年龄增大而递减，所以，在软骨缺损处形成一 个稳定的血液和骨髓组成的凝块，最大程度的填充缺损 就尤其重要。操作开始必须将缺损处的软骨包括硬化层 软骨剔除，并修整病区边缘使其在缺损处形成一个垂直 的、牢固的周壁。
收稿日期：2010-07-02 修回日期：2010-07-19 (20100702013/M·Z)
ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH
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邹阿鹏，等．关节软骨的缺损与修复
节软骨细胞外基质主要由Ⅱ型胶原、蛋白聚糖及水分构 成，其中Ⅱ型胶原占关节软骨中胶原含量的 90%~95%， 这一特点保证了关节软骨的剪切力抗性。蛋白聚糖与透 明质酸相互交联形成毛刷样结构，蛋白聚糖含有大量亲 水基团，所以毛刷样结构可以蕴含大量水分，使关节软 骨具有良好的弹性和抗压性。关节软骨可以从组织上被 分为 4 层：浅表层、中层、深层、硬化层[1]。浅层软骨 中胶原和软骨细胞与关节表面呈平行排列，蛋白聚糖含 量较低。这种浅表结构非常有利于关节面之间的滑动运 动并抵抗关节表面受到的强大剪切力。深层中紧挨骨质 的是硬化软骨层，深层软骨中的硬化与非硬化部分在特 殊染色下可见明显的波浪状分界线(潮线)。这种连接带 被认为是关节软骨在剪切力下的早期病变处。 2.2 关节软骨的损伤 根据损伤类型和修复反应的不 同，关节软骨损伤可以被区分为 3 个等级：①软骨表面 完好的软骨内损伤，伴或不伴软骨下骨损伤。②局限于 关节软骨的非全层软骨缺损，未累及软骨下骨。③关节 软骨并软骨下骨的全层缺损[2]。关节表面完好的软骨内 损伤病理改变为软骨基质断裂，存活软骨细胞可增强合 成功能来修复组织。局限于关节软骨的非全层缺损无法 自愈，通常认为损伤未及软骨下骨，无法引出骨髓中的 干细胞。累及软骨和软骨下骨的全层缺损，由于损伤贯 通软骨硬化区和软骨下骨，骨髓中的间充质干细胞等可 迁至软骨损伤处，生成修复性的纤维软骨组织。这种修 复组织在生物力学性能、耐久性等方面远不及健康软 骨，但可覆盖、保护缺损区软骨下骨，减少软骨磨损和 游离屑的形成。 2.3 临床治疗手段
1 资料和方法
1.1 入选标准 纳入标准：①近年发表的针对
软骨缺损治疗的代表性文章。②同一领域的文献 选择近期发表或权威杂志的文章。排除标准：与 软骨损伤的修复重建相关性不强、以及内容重 复、陈旧的文献。 1.2 检索策略 以 articular cartilage，cartilage defects，t库(1995-01/2010-06)。文献检索语种为英文。 1.3 资料提取与文献质量评价 计算机初检得到 527 篇文献，阅读标题和摘要进行初筛，排除研 究目的与本文相关性较弱或无关的 410 篇，内容 重复的研究 85 篇，共保留 32 篇文献进行综述。
微骨折术：由于该方法操作简捷、花费较少，目前骨 髓刺激修复多采用此方法。微骨折术是在软骨下骨钻孔 术的基础改进而成。微骨折术使用的工具是特制的尖端 为圆锥型的凿子，前端有弯曲，利于关节镜下操作。使 用凿子在处理后的软骨下骨上凿孔，穿透软骨下骨板，
孔间距可掌握在 3.0~4.0 mm，恰当掌握深度，关节镜 下见有脂肪球从孔道中溢出即可。避免过大的操作导致 大面积软骨下骨板塌陷。
Zou AP, Song Z, Lan ZY, Bai XZ. Defects and repair of articular cartilage.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang
Kangfu. 2010;14(37):6991-6994.
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微骨折术后 6~8 周缺损处生成软骨和骨修复组织， 术后可用双拐辅助行走，8 周内避免患肢负重，使用 CPM 训练，活动范围控制在 30°~70°。8 周后可逐渐 增加患肢负重[3]。髌骨或滑车软骨损伤病例，术后允许 患肢负重，术后 6 周内患肢佩戴铰链桎具，活动度限 于 0~40°，使用 CPM 锻练，每天 6~8 H，术后第 2 个 月不限制活动度，行闭链锻炼，通常术后第 3 个月可 正常活动[4-5]。Miethöfer 等[6]的系统分析表明：微骨折 术后两年内患者症状改善，之后随时间进展，疗效不 确切。肉眼可见的劣质修复组织及 MRI 所示缺损处修 复填充不佳都会对预后产生不利影响。另有研究指出： 50 岁以下患者比 50 岁以上患者疗效更好。老年患者 术后 18 个月修复组织在 MRI 下可见退变[7]。此外，研 究认为微骨折术结合关节内注射透明质酸钠有助于提 高手术疗效[8-9]。
邹阿鹏★，男， 1985 年生，中国 医科大学在读硕 士，主要从事骨关 节疾病的基础与 临床研究。 Yantaiap@
通讯作者：白希 壮，博士，博士生 导师，主任医师， 教授，中国医科大 学附属第一医院 骨科，辽宁省沈阳 市 110001 Zpmhh@sina. com
中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号: 1673-8225 (2010)37-06991-04
摘要 背景：关节软骨自身修复能力有限，一旦受损，难于恢复。 目的：概述目前关节软骨缺损的主要临床治疗手段及发展趋势。 方法：以 articular cartilage, cartilage defects, treatment 为检索词，检索 PubMed 数据库(1995-01/2010-06)，文献检索语 种限制为英文。排除与软骨损伤的修复重建相关性不强、以及内容重复、陈旧的文献。共保留 32 篇文献进行综述。 结果与结论：目前关节软骨缺损的临床治疗手段包括微骨折术、自体骨软骨移植术、异体骨软骨移植术、自体软骨细胞移植 术等，这些方法通常能有效地缓解临床症状，已经被众多学者接受，但仍然存在一些亟待解决的问题。与这些已经投入临床 的技术相比，利用组织工程化软骨修复关节软骨缺损是一项新技术，由于其出现时间较短，技术尚未成熟，与其相关的临床 研究仍在不断进行。 关键词：关节软骨；软骨缺损；软骨修复；软骨组织工程
中国组织工程研究与临床康复 第 14 卷 第 37 期 2010–09–10 出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research September 10, 2010 Vol.14, No.37