关节软骨的缺损与修复
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2 结果
2.1 关节软骨的结构与功能 关节软骨由特异的 细胞外基质包绕稀少的软骨细胞形成，有独特的 生理与生物力学特征。软骨细胞是由间充质细胞 分化而来，可以生成并维持软骨细胞外基质。关
Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China
关节软骨具有复杂的生物力学特征和高度 的耐用性，然而其自身修复能力有限，自然退变 或创伤引起的缺损会导致其结构与功能上不可 逆的损害。目前临床上治疗关节软骨缺损的方法 根据原理不同主要可分为以下两类：①骨髓刺激 修复。②软骨移植修复。均是力图在缺损区生成 修复组织来恢复原有软骨结构和功能。
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。
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。
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@ yahoo.com.cn
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
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.
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]。
Zou A-peng★, Studying for master’s degree, Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China Yantaiap@yahoo. com.cn
Correspondence to: Bai Xi-zhuang, Doctor, Doctoral supervisor, Chief physician, Professor, Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China zpmhh@sina.com
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。
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
6991
www.CRTER.org
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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，treatment 为检索词，检索 Pubmed 数 据库(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。
doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.37.036
邹阿鹏，宋振，兰忠煜，白希壮．关节软骨的缺损与修复[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14(37):6991-6994. [http://www.crter.org http://cn.zglckf.com]
0 引言
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.
[http://www.crter.cn http://en.zglckf.com]
Supported by: the Science and Technology Foundation of Liaoning Province, No. 2007225015-1*
Received: 2010-07-02 Accepted: 2010-07-19
中国医科大学附 属第一医院骨科， 辽宁省沈阳市 110001
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
关节软骨的缺损与修复*★
邹阿鹏，宋 振，兰忠煜，白希壮
2.1 关节软骨的结构与功能 关节软骨由特异的 细胞外基质包绕稀少的软骨细胞形成，有独特的 生理与生物力学特征。软骨细胞是由间充质细胞 分化而来，可以生成并维持软骨细胞外基质。关
Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China
关节软骨具有复杂的生物力学特征和高度 的耐用性，然而其自身修复能力有限，自然退变 或创伤引起的缺损会导致其结构与功能上不可 逆的损害。目前临床上治疗关节软骨缺损的方法 根据原理不同主要可分为以下两类：①骨髓刺激 修复。②软骨移植修复。均是力图在缺损区生成 修复组织来恢复原有软骨结构和功能。
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。
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。
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@ yahoo.com.cn
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
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.
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]。
Zou A-peng★, Studying for master’s degree, Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China Yantaiap@yahoo. com.cn
Correspondence to: Bai Xi-zhuang, Doctor, Doctoral supervisor, Chief physician, Professor, Department of Orthopaedics, the First Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China zpmhh@sina.com
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。
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
6991
www.CRTER.org
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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，treatment 为检索词，检索 Pubmed 数 据库(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。
doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.37.036
邹阿鹏，宋振，兰忠煜，白希壮．关节软骨的缺损与修复[J].中国组织工程研究与临床康复，2010，14(37):6991-6994. [http://www.crter.org http://cn.zglckf.com]
0 引言
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.
[http://www.crter.cn http://en.zglckf.com]
Supported by: the Science and Technology Foundation of Liaoning Province, No. 2007225015-1*
Received: 2010-07-02 Accepted: 2010-07-19
中国医科大学附 属第一医院骨科， 辽宁省沈阳市 110001
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
关节软骨的缺损与修复*★
邹阿鹏，宋 振，兰忠煜，白希壮