膝关节炎的研究进展

膝关节骨关节炎研究进展膝关节骨关节炎(OA)是以软骨变性为特征的退行性疾病，由于病因不十分清楚，治疗上存在困难，国内外许多学者为此做了大量研究，其致病因子的探讨，疾病预防，治疗方面，近年来有了一些突破，综述如下：一、膝关节骨关节炎致病因子参与骨关节炎的致病因子，如IL1,6，肿瘤坏死因子(TNF)等大家都已熟知，新近又有.NO.细胞凋亡、性激素、瘦素、骨保护素参与软骨代谢，或致病因子等发现。细胞介素1β，肿瘤坏死因子。目前认为滑膜炎在骨关节病中起重要作用，已证明这一过程与OA组织中蛋白水解酶，金属蛋白酶活性增高密切相关，而与滑膜分泌的细胞因子IL-1，TNF-α等对金属蛋白酶和其他蛋白水解酶的合成起着重要调节作用。对软骨的损伤实验测得OA患者软骨、滑膜中NO含量较高。NO对软骨的损伤通过两个途径：①高浓度NO抑制细胞腺立体。②NO通过酸性环境，分解的自由基OH-，具有很强的细胞毒性，过量的NO可增加胶原酶和金属蛋白酶活性，抑制基质蛋白多糖的合成，增加Ⅱ型胶原裂解，从而造成软骨损伤。一氧化氮合酶(NOS)抑制剂：通过对骨关节炎患者的软骨内加NOS抑制剂，结果实验组NO释放量较对照组明显减少，NOS的活性也明显降低，结论NOS抑制剂能抑制过量的NO释放，改善软骨代谢环境。对软骨有一定的保护作用。细胞凋亡与关节破坏细胞凋亡是区别于细胞坏死的另一种细胞死亡形式，细胞死亡时无细胞内容物暴露，几乎不导致炎症反应，研究发现OA软骨细胞凋亡明显高于正常组织，离体实验NO可诱导软骨细胞凋亡、而氧自由基则导致软骨细胞坏死，研究还发现软骨细胞凋亡位于软骨浅层和中层。深层细胞凋亡，可能为伴有炎症时、T细胞产生的Fas-1导致的软骨细胞凋亡、因此细胞凋亡是OA发病的重要环节。瘦素，骨保护素，与骨代谢瘦素Leptin，人体多个器官均可分泌的一种分泌型蛋白质，它主要由白色脂肪组织产生，其他如棕色脂肪，骨骼肌，胃粘膜等均可分泌Leptin，从肾脏降解后排除。Leptin进入血液后与Leptin结合蛋白结合传导至下丘脑，从而影响神经肽等多种内分泌激素的分泌，其生理功能：感受机体的营养状态，抑制食物进入，刺激或维持能量消耗，影响生殖，内分泌系统。LEP对成骨细胞的作用：抑制骨形成，对破骨细胞没有作用，LEP中枢性抑制骨形成的作用机理阐明，使人们对骨质疏松等代谢疾病的病因有了崭新的认识，抑制瘦素合成、促进清除、降低LEP的水平，可能成为骨质疏松等代谢性骨病的有效治疗手段。骨保护素OPG(osteoprotegerin)又称破骨细胞形成抑制因子，体内多种器官组织合成OPG，OPG可显著抑制生理，病理情况下骨吸收，体外培养下，雌激素可使成骨细胞株分泌OPG增加3-4倍，提示绝经后雌激素水平降低，进而影响OPG分泌，与绝经后骨质疏松的发生有关。骨代谢障碍与OA1995年国际OA专题会议提出了OA的最新定义：认为骨关节炎是力学和生物学因素共同作用下，导致软骨细胞、细胞外基质，以及软骨下骨三者降解和合成正常偶联失衡的结果，上述二种LEP和OPG与OA的发生也有一定的关联。性激素与OA研究发现性激素对关节软骨代谢有调节作用，已证明性激素受体存在于关节软骨细胞，滑膜组织、骨细胞。而OA的发病部位也主要是上述部位，资料显示，雌雄激素对骨关节软骨均有保护作用，机制十分复杂，一般认为内源性雌激素的减少可能是OA的危险因素之一，外源性雌激素对OA有保护作用。流行病学研究还揭示了一个有趣的现象，即妇科手术子宫切除对膝关节OA有保护作用。实际上功能性子宫出血和子宫肌瘤体内雌激素水平过高，并非手术切除子宫的作用。性激素通过相应的细胞核受体结合来实现其作用。除生殖系统外，骨与关节、免役系统、内分泌系统中下丘脑→垂体→肾上腺轴的功能也均与性激素有密切关系。许多细胞因子与OA有关，如IL-1（白介素1）性激素对这些细胞因子中某一种或多种因子具有直接抑制效应。糖皮质激素一直用于OA关节的局部治疗。研究显示，性激素通过下丘脑→垂体→肾上腺轴对糖皮质激素调节，间接抑制炎症细胞因子产生，对关节软骨起保护作用。OA与骨质疏松症骨小梁特征OA的病理变化包括组成关节的所有结构，软骨下骨小梁也包含其中，它们在关节软骨退变发生、发展过程中起重要作用。在OA患者的软骨下骨头小梁数目增加，表现为骨密度增高，但间距下降，骨小梁的刚度增加速度相对慢，反映了软骨下骨小梁转化率高，骨矿化率较低，这与骨质疏松的骨小梁结构有区别，在骨质疏松者，骨小梁体积分数轻度下降时，其显微结构已明显改变。骨小梁体积、表面密度、数目均下降，其刚度下降。膝关节OA与肌力通过对膝关节骨性关节炎患者的肌力测试分析，得出患侧与健侧差20%以上，而正常在10%以内，结合临床实践，常常发现骨关节炎患者的股四头肌和绳肌之力下降势必对下肢功能状态有影响，使膝关节不稳定因素加重，而不稳定又会加重OA的病变程度，如此造成恶性循环。Nelson等认为对患肢进行有目的肌力锻炼。不但可以增加关节的稳定性、阻断或降低这种恶性循环，而且可以缓解病情。胫骨扭转与OA髌股关节退行性关节炎包括髌骨软化和OA，不少学者从临床角度分析认为，肢体扭转畸形与膝关节退行性关节病密切相关。胫骨扭转角大于正常范围（22。±4。）导致步态异常和力线异常，使髌骨关节负荷不均，当负荷超过软骨和软骨下骨弹性势能的承受范围，软骨下毛细血管床受压变化，使中层软骨营养不足，基质出现裂隙，软骨破坏。这项研究的意义：①在纠正髌骨关节排列紊乱的重建手术应充分考虑胫骨扭转畸形因素。②胫骨上端截骨术治疗OA时，也应考虑胫骨扭转因素。在矫正内外翻同时矫正扭转畸形。③在治疗胫骨骨折和假体置换时应避免扭转畸形。OA治疗—组织工程性软骨组织工程化软骨现已逐渐被认为是一种有希望的治疗全层软骨缺损的手段。软骨的组织工程是将软骨酶解后，游离出原代软骨细胞，种植于可吸收的降解聚合物上，如聚乳酸、聚乙醇酸或天然载体，如胶原纤维，经离体培养后移植于动物体内，继续生成新的软骨。可注射藻酸钙凝胶载体组织工程性软骨根据水凝胶载体液态、固态可互变性质，尝试以可注射藻酸藻酸钙凝胶作为软骨细胞载体，注射到动物体内以修复关节内软骨缺损。它的优点：1、避免外科手术，直接修复关节内软骨缺损。2、液态凝胶可凝结为不同形态，以适应临床需求。这是一种很有前途的研究方向。关节镜下射频汽化治疗OA美国ArthroCare公司推出一种关节镜，手术以双极射频汽化仪在骨关节炎患者主要用于退变软骨切除与休整。其特点：迅速清除不健康软骨，保留下方平整软骨和软骨下骨，与周围正常软骨自然连接。工作原理：在电极与靶组织之间的导电液是以一定的电压，使导电液转变为离子汽化层或等离子体。通过后者带电颗粒与靶组织撞击，使靶组织分子链断裂，从而起到组织切割与清除作用。OA膝关节周围截骨术膝关节单室性OA施行关节周围截骨术，仍是极有生命力的术式（改变下肢承重力线，降低骨内压等机制减轻疼痛有效提高患者生活质量）。适应症：1、45~60岁患者。2、膝内翻小于15。，内侧间隙狭窄不超过1/2，且伸屈活动度大于90。。3、膝关节周围肌力大于4级，并能配合功能锻炼。关节外侧室OA或膝外翻畸形，如采用胫骨高位截骨，不仅能加大膝关节间隙向外上方倾斜的程度，还将导致膝关节侧方不稳定，半脱位和OA进行性进展。因此要采用股骨髁上截骨术。胫骨高位截骨的手术方法简单，关键是要避免将胫骨平台关节面造成骨折，如果能以坚强内固定，可以早期行关节功能性锻炼，则术后疗效提高。推荐德国Link公司的改良Giebel槽式钢板，其两枚皮质骨钉利用张力带的原理使截骨面加压，并控制了远端旋转。关节镜下软骨成形术，软骨移植术，微骨折软骨修复术，这些都是针对OA软骨缺损的新兴手术，疗效不十分确切。韩国学者的微骨折术在软骨缺损处用钢针戳出数个小孔，二次关节镜检查，见原缺损处有软骨样组织附于骨面上，这种组织日后能否演变成真正的软骨，还有待进一步研究。人工全膝关节置换的状况1.材料分两大类，钴合金和钛合金，只有少数患者对钴过敏，应询问相关病史。钴合金+超高分子聚乙烯组成的假体是膝关节材料的“金标准”。2.假体分：单髁型，全髁型。固定方式：骨水泥、非骨水泥；按限制程度分：限制型，非限制型。固定方式：骨水泥，绝大多数骨水泥固定型膝关节置换临床效果十分满意，骨水泥本身并不是人工置换术的薄弱环节。而使用方法不当才是问题的关键、而非骨水泥固定型假体是通过紧密压配和骨组织长入假体多孔层达到生物固定的效果，非骨水泥假体对患者局部骨质及术者的技术要求很高，术后负重推迟4~6周。长期随访，两者临床效果差异无显著性意义。限制性假体主要用于翻修或肿瘤切除重建。非限制性假体常用于3种：1、不保留后十字韧带的后方稳定型，2、侧副韧带稳定型，3、保留后十字韧带型。近来还有带半月板装置假体，胫骨平台可调式假体和胫骨平台内外不对称假体，这些都是特殊假体，应根据患者具体情况加以选择。关于髌骨假体置换问题存在争议。有一现象，70年代只有30%病例在膝关节置换的同时行髌骨假体置换。到1985年这一比例上升到68%。髌骨置换的唯一禁忌症是髌骨的严重缺损。残存的骨组织无法提供足够强度的骨床。全膝置换并发症吕厚山在1202例全膝置换中，随访409例，出现各种并发症60例，2例死于深静脉血栓脱落，急性肺栓塞。感染21例。内侧副韧带损伤2例，股骨髁劈裂骨折6例子，内侧切口关节液渗漏，愈合不良16例，髌前疼痛1例，术后绞锁通2例。膝关节OA的致病因子的基础研究近几年有了一些突破，有希望在不久的将来利用这些抑制剂转基因工程，组织工程性软骨来治疗OA，就目前来说，治疗OA可以从防治骨质疏松，下肢肌力锻炼，更年期前后的性激素治疗。以及下肢力线的矫正等治疗OA人工全膝关节置换是治疗OA的有效手段。受到费用及患者观念的限制，在本地区不能广泛开展。而在发达国家每年全膝关节置换超过了全髋关节置换且疗效优于全髋关节置换。