关节软骨缺损修复的研究进展

关节软骨缺损的修复一直是骨科临床和实验研究中亟待解决的难题之一 ,人们一直在探索一种有效的修复方式。本文就关节软骨缺损的自身修复、自体或异体骨软骨移植、骨膜或软骨膜移植、软骨细胞移植、三维立体细胞培养组织工程技术及干细胞定向诱导分化的修复等六个方面 ,综述了关节软骨缺损修复的研究进展。1　关节软骨缺损的自身修复软骨细胞的增殖能力极低 ,在正常成熟关节中几乎见不到有丝分裂 ,其分裂周期不是以日、月计 ,而是以年计。一般按损伤的程度可分为部分厚度的软骨缺损和全层关节软骨缺损两类。部分厚度的软骨缺损 ( PTCD) ,…     

关节软骨损伤的治疗进展

近年来,生物技术、组织工程技术、材料与分子生物学的发展使关节软骨的实验研究取得了多方面进展,由此为成功治疗关节软骨病变带来了更多、更好的方案。本文从软骨下骨钻孔、截骨术、骨膜及软骨膜移植、软组织移植和自体骨软骨移植、细胞移植等方面对软骨修复的研究进展情况做一综述。     

自体骨—骨膜转移修复关节软骨缺损的实验研究

目的：通过自体骨－骨膜移植修复兔关节软骨缺损，探讨骨膜间充质细胞对关节透明软骨组织全层缺损修复的作用与机制。方法：以成年兔胫骨内上侧的骨－骨膜组织作为供体，镶嵌式植入兔自体髌股关节之股骨滑车关节软骨等大、相同形状的全层缺损区，术后4－24周分别对缺损修复情况进行大体、组织学及电镜观察。结果：自体骨－骨膜移植组织与缺损周围组织完全愈合，组织学及电镜观察显示修复组织为透明软骨组织。结论：自体骨－骨膜组织移植修补关节软骨缺损可以诱导关节软骨缺损以透明软骨方式进行修复，这为临床应用自体骨－骨膜组织移植修复关节软骨缺损提供了理论依据。     

软骨膜及骨膜移植修复关节面软骨缺损的现状

利用软骨膜或骨膜移植修复关节面软骨缺损已广泛应用于外科领域.目前,常见的软骨膜或骨膜移植的方法有游离移植和吻合血管移植.软骨膜或骨膜的来源有自体、同种异体和异种异体.其中自体骨膜游离移植修复关节面软骨缺损的研究开展的最早,在临床的应用也较多.而软骨膜移植用于修复关节面软骨缺损则始于20世纪70年代中期.现将软骨膜及骨膜移植现状综述如下.     

自体骨膜移植修复骨关节软骨缺损（附14例报告）

目的 探讨自体骨膜移植修复关节软骨缺损及骨不连。方法 对14例骨不连或难愈性骨折、髋、膝关节结核、滑膜软骨瘤行病灶清除或清理,植骨、减压而有软骨缺损,采用游离自体骨膜或带阔筋膜张肌蒂胫骨骨膜或带缝匠肌蒂髋骨骨膜移植。结果 髋、膝、踝关节功能不同程度恢复,无融合或强直,患者恢复工作,日常生活可自理,疼痛完全解除,带阔筋膜张肌蒂胫骨骨膜移植血运建立快,成软骨作用强,修复骨缺损,增强抗炎能力。结论 自体骨膜游离或带蒂移植,对关节软骨缺损、难愈性骨折、骨缺损或不连均有一定的成骨、成软骨作用,修复重建功能效果好。     

骨软骨移植修复关节软骨缺损的研究进展

关节软骨的完整性是关节行使正常功能的基础。而创伤等所致的关节软骨缺损可引起疼痛、滑膜炎和关节变性等，最终导致关节功能丧失。对于关节软骨缺损的治疗有促进软骨自身内源性修复和通过移植手段重塑关节(如：软骨移植、骨膜／软骨膜移植、软骨细胞／间充质细胞移植、软骨组织工程及骨软骨移植等)两种方法。近年来，国内外在骨软骨移植的基础与临床应用方面取得了一定进展，现综述如下。     

自体骨-骨膜移植修复关节软骨缺损的实验研究

目的　通过自体骨 -骨膜移植修复兔关节软骨缺损 ,探讨骨膜间充质细胞对关节透明软骨组织全层缺损修复的作用与机制。方法　以成年兔胫骨内上侧的骨 -骨膜组织作为供体 ,镶嵌式植入兔自体髌股关节之股骨滑车关节软骨等大、相同形状的全层缺损区 ,术后 4～ 2 4周分别对缺损修复情况进行大体、组织学及电镜观察。结果　自体骨 -骨膜移植组织与缺损周围组织完全愈合 ,组织学及电镜观察显示修复组织为透明软骨组织。结论　自体骨 -骨膜组织移植修补关节软骨缺损可以诱导关节软骨缺损以透明软骨方式进行修复 ,这为临床应用自体骨 -骨膜组织移植修复关节软骨缺损提供了理论依据     

自体与新鲜同种异体骨软骨移植的实验研究

目的:评价自体与新鲜异体骨软骨镶嵌移植两种方法修复全层关节软骨缺损的生物学特性和修复效果。方法:采用完全随机设计,将16只新西兰大白兔的左右后肢制成全层软骨缺损模型,分别进行自体骨软骨镶嵌移植、同种异体骨软骨镶嵌移植修复。术后第12周处死动物取材,分别进行膝关节活动度测定、大体观察、光镜观察及Wakitani组织学评分法,数据行统计学分析。结果:膝关节伸屈活动度、大体观察、组织学光镜及组织修复评分显示自体骨软骨移植在第12周时能以类透明软骨组织修复缺损,而新鲜同种异体骨软骨移植为纤维肉芽组织。结论:自体骨软骨镶嵌移植可以修复兔关节软骨的缺损。新鲜无处理的同种异体骨软骨镶嵌移植修复关节软骨缺损不可行,其排斥反应及吸收破坏严重。     

兔自体游离骨膜移植修复关节软骨缺损的远期效果观察

目的　评价自体游离骨膜移植修复关节软骨缺损的远期效果。方法　用中国白兔 2 0只 ,在股髁骨关节面制造 6mm× 8mm全层软骨缺损 ,实施自体游离骨膜移植术。术后 13个月取材做组织学及电镜观察 ,并进行评估。结果　 (1)骨膜移植组优势修复组织为透明软骨 ,对照组为纤维组织。 (2 )修复组织厚度 :骨膜移植组与毗邻软骨厚度无显著性差异 ,对照组为缺损状。 (3)修复组织覆盖缺损的面积 :骨膜移植组明显大于对照组。结论　自体游离骨膜移植对关节软骨缺损修复的远期效果良好 ,能长期适应关节的生理运动和功能负重     

红骨髓-骨膜复合组织移植修复关节软骨缺损的实验观察

[目的 ]观察红骨髓 骨膜复合组织移植修复关节软骨缺损的形态变化过程 .[方法 ]在 2 4只家兔双侧膝关节制作 3 0mm× 6 0mm的全层关节软骨缺损区 ,随机分成红骨髓 骨膜复合移植组和单纯骨膜移植组 ,通过肉眼、光学显微镜及电子显微镜观察和图像分析方法 ,观察不同时期修复组织的形态变化 .[结果 ]红骨髓 骨膜复合移植组于术后第 8周、单纯骨膜移植组于术后第 12周修复组织细胞的形态、分布及排列接近正常软骨组织 ,单个修复细胞面积达到正常软骨细胞水平 .[结论 ]红骨髓 骨膜复合移植组和单纯骨膜移植组均能够修复关节软骨缺损 ,而红骨髓 骨膜复合移植组的修复时间明星短于单纯骨膜移植组     

不同方法诱导的兔骨髓间质干细胞对关节软骨缺损修复效果及退化的影响

目的：以兔骨髓间质干细胞为种子细胞, 探讨不同诱导方法对组织工程移植物修复关节软骨缺损的效果及退化的影响。方法：将兔骨髓间质干细胞分为地塞米松诱导组和TGF-β₁加地塞米松联合诱导组进行体外诱导,采用自体组织工程移植物修复关节软骨缺损;对照组缺损填充无细胞单纯载体。于术后6和12周对修复组织进行组织学观察、评分及TUNEL原 位凋亡检测。结果：联合诱导组,修复组织形成理想的柱状结构,术后12周组织学评分(20.26±1.35)优于对照组(4.12±1.13)及地塞米松组(14.521.46),但修复组织未形成潮线。在骨软骨交界处软骨细胞TUNEL染色阳性,地塞米松组术后6周修复组织TUNEL染色阳性细胞记数为21.4±4.5,术后12周为7.3±2.2;联合诱导组术后6周为19.8±4.7,术后12 周为6.9±2.0,术后12周与术后6周比较差异有显著性(P<0.05)。结论：组织工程移植物的修复效果 以联合诱导组为佳,且退化发生较晚;组织工程移植物的退化与移植前诱导条件、细胞凋亡及软骨下骨板内血管系统有关。     

hIGF-1基因修饰骨髓基质干细胞复合PLGA移植修复关节软骨缺损

目的：研究人胰岛素样生长因子-1（hIGF-1）基因修饰的骨髓基质干细胞（MSCs）复合PLGA材料移植对关节软骨缺损的修复作用.方法：从质粒pcDNA3.1-hIGF-1中扩增出hIGF-1基因,亚克隆后酶切出目的片段插入pIRES2-EGFP中,构建成真核表达载体pIRES2-EGFP-hIGF-1,鉴定后转染兔MSCs并检测hIGF-1在其中的表达;将转染细胞复合PLGA支架材料立体培养后植入实验性兔关节软骨缺损处,不同时间取材,检测对软骨缺损修复的效果.结果：成功构建了GFP标记的真核载体pIRES2-EGFP-hIGF-1,并在靶细胞中得到理想表达;hIGF1基因修饰的MSCs复合支架材料移植明显促进了缺损软骨的修复质量,组织学评分与对照组相比有统计学差异（P＜0.05）.结论：IGF-1是软骨组织工程种子细胞MSCs基因修饰的理想候选基因,以之修饰的MSCs作为种子细胞可以明显提高组织工程方法对软骨缺损的修复效果.     

Repair of articular cartilage on the surface of heat-treated bone by transplantation of cultured chondrocytes

The present study addresses clinical problems associated with the degeneration of articular cartilage, which occurs when heat-treated bone with articular cartilage is used for re-implantation after resection of malignant bone tumors adjacent to the joints. We therefore evaluated the effect of transplantation of chondrocytes embedded in collagen gel on the surface of heat-treated bone. A cylindrical complex of bone and articular cartilage 6 mm in diameter was resected from rabbits' patellar grooves and treated in saline at 60 degrees C for 30 min. In Group A, articular cartilage was resected from the complex and the remaining bone was returned to the patellar groove. Then, autologous chondrocytes cultured in collagen gel were transplanted and covered with periosteum. As controls, the original complex of heat-treated bone and articular cartilage (Group B) and heat-treated bone directly covered with periosteum (Group C) was returned to the patellar groove. In Group A, histological study showed that round cells were mainly observed and the matrix was well stained with Safranin O in the repair tissue after 24 weeks. The repair tissue was as thick as the adjacent normal cartilage. Immunohistological study detected type-II collagen and chondroitin-6-sulphate (3B3+) in the matrix of the repair tissue, but not type-I collagen. The repair tissue was consequently cartilaginous in Group A. The repair tissue was not cartilaginous or was degenerative in the control groups. We believe that this modality of heat-treated joints will contribute to limb salvage reconstruction after resection of malignant bone tumors adjacent to the joints.     

组织工程修复关节软骨缺损的实验研究

目的　用组织工程的方法 ,将新生关节软骨细胞先在高分子聚乳酸材料上进行体外培养 ,然后移植于关节软骨缺损处 ,以达到修复关节软骨缺损的目的。方法　取新生新西兰兔关节软骨细胞培养于高分子聚乳酸材料支架上。将 16只兔的 32个膝关节股骨髁处人工造成一 4m m× 6 m m大小缺损 ,并随机分为二组。 组 10只兔 ,2 0个关节缺损 ,用软骨细胞 -高分子聚乳酸移植修复。 组 6只兔 ,左膝用软骨细胞 -高分子聚乳酸移植体修复 ,表面覆盖单层软骨细胞 ;右膝仅用高分子聚乳酸材料修复。术后分别于 4、8、12、2 4周取标本进行大体、光镜、组织化学的方法进行结果评估。结果　用软骨细胞 -高分子聚乳酸移植体能修复关节软骨缺损 ,且为透明软骨。新生软骨组织胶原定型为 型胶原。结论　用软骨细胞 -高分子聚乳酸移植体移植 ,关节软骨缺损能获得透明软骨修复     

治疗基因局部转染修复关节软骨损伤的研究进展

关节软骨损伤、退变或其他病变时均可导致软骨面的缺损，缺损后依靠自身修复的能力很低。作者对利用治疗基因修饰的种子细胞构建组织工程化软骨，或局部转移目的基凶至靶细胞，选择合适的治疗基因、靶细胞及基因导入系统，在缺损区表达治疗剂量的活性基因产物进行了综述，为关节软骨缺损的生物学修复提供新的治疗手段。     

关节软骨组织工程修复的支架材料

组织工程技术是新的关节软骨缺损的修复方法，受到广泛的关注，其不同于单纯细胞移植的一个特征就是其应用了支架技术。组织工程的支架材料有着特殊的要求，前人的研究已取得一定的成果，但组织工程从实验室研究阶段到临床上的广泛应用尚需进一步的完善和改进。     

兔关节软骨缺损修复的实验研究

目的观察自制猪耳廓的脱细胞软骨基质(Extracellular Cartilage Matrix ECM)复合自体软骨细胞对兔膝关节软骨5mm的缺损的修复作用。方法新西兰大白兔60只,随机分为3组,均制备股骨下端滑车处直径为5mm、深4mm的软骨缺损。实验组(A组)：用自制ECM复合自体培养的软骨细胞修复兔关节软骨缺损,实验组(B组)：单纯自制ECM修复兔关节软骨缺损,于4、8、12、24周后分别与空白对照组(C组)相比较,通过大体形态学观察、组织学检查、胶原含量的测定,观察EcM修复软骨缺损的能力。结果第12、24周时,A组修复效果最好,修复组织填充于软骨缺损处,与正常组织连接紧密,分界较为平滑;B组修复效果次之;C组最差,各阶段缺损少量的新生软骨,修复组织多为纤维组织。结论自制的ECM与自体软骨细胞复合具有较强的软骨生成能力,可作为异体软骨移植的一种替代物。     

组织工程化软骨对兔膝关节全层软骨缺损的修复效果

目的 观察同种异体软骨细胞复合人胎盘Ⅰ型胶原蛋白海绵对兔膝关节股骨髁间窝全层软骨缺损的修复效果.方法取2周龄新西兰兔软骨细胞体外培养传代,选择生长状态相对较好的第2代细胞作为种子细胞,并与人胎盘Ⅰ型胶原蛋白海绵复合.取雄性8月龄新西兰兔54只,制作股骨髁间窝全层软骨缺损模型,随机分为3组：分别为对照组、种子细胞组及种子细胞＋支架材料组.后两组分别植入相应成分.于术后12周、24周、36周分别取其膝关节,观察修复效果. 结果 术后12周种子细胞组缺损区可见少量白色半透明组织覆盖,组织结构粗糙,可见多数针尖样结构;复合支架材料组表面相对光滑,亦可见半透明白色组织形成.24周,种子细胞组缺损区可见较多白色组织形成,透明度较前降低,呈半软骨半纤维样组织;复合支架材料组修复明显较种子细胞组快,表面光滑,呈半透明状覆盖于缺损区,与周围组织有较好吻合,但仍未完全修复软骨缺损.36周,种子细胞组可见更多白色组织覆盖,透明度较前更低;复合支架材料组则修复完好,高度基本与周围组织平齐,呈半透明样软骨组织.空白对照组随着时间的推移,呈现不同程度的纤维组织样修复. 结论 关节软骨自身修复能力有限,只能实现纤维样修复;软骨细胞可部分修复关节软骨缺损,但随着修复时间的推移,逐渐去分化而出现纤维样改变;而软骨细胞复合Ⅰ型胶原蛋白海绵则可以较好地修复关节软骨缺损,且随着时间的延长,关节软骨可基本实现完全修复.     

Repair of articular cartilage defects in minipigs by microfracture surgery and BMSCs transplantation

Objective：To investigate the feasibility of minimal invasive repair of cartilage defect by arthroscope-aided microfracture surgery and autologous transplantation of mesenchymal stem cells. Methods： Bone marrow of minipigs was taken out and the bone marrow derived mesenchymal stem cells （BMSCs） were isolated and cultured to passage 3. Then 6 minipigs were randomly divided into 2 groups with 6 knees in each group. After the articular cartilage defect was induced in each knee, the left defect received microfracture surgery and was injected with 2.5 ml BMSCs cells at a concentration of 3×107 cells/ml into the articular cavity; while right knee got single microfracture or served as blank control group. The animals were killed at 8 or 16 weeks, and the repair tissue was histologically and immunohistochemically examined for the presence of type Ⅱ collagen and glycosaminoglycans （GAGs） at 8 and 16 weeks. Results： Eight weeks after the surgery, the overlying articular surface of the cartilage defect showed normal color and integrated to adjacent cartilage. And 16 weeks after surgery, hyaline cartilage was observed at the repairing tissues and immunostaining indicated the diffuse presence of this type Ⅱ collagen and GAGs throughout the repair cartilage in the treated defects. Single microfracture group had the repairing of fibrocartilage, while during the treatment, the defects of blank group were covered with fewer fiber tissues, and no blood capillary growth or any immunological rejection was observed. Conclusion： Microfracture technique and BMSCs transplantation to repair cartilage defect is characterized with minimal invasion and easy operation, and it will greatly promote the regeneration repair of articular cartilage defect.     

自体红骨髓-骨膜碎片复合移植修复关节软骨缺损的形态学研究

[目的 ]观察自体红骨髓 骨膜碎片复合移植修复关节软骨缺损的形态学变化 .[方法 ]将自体红骨髓和骨膜碎片复合移植到 2 0例家兔膝关节股骨髌面上制作的 3 0mm× 6 0mm全层关节软骨缺损区 ,通过肉眼、光学显微镜、电子显微镜和图像分析等方法 ,观察不同时期缺损区修复组织的形态学变化 .[结果 ]术后第 4周缺损区修复组织细胞形态、分布及排列接近周围正常软骨组织 ,修复组织中单个软骨细胞平均面积达到正常水平 .[结论 ]自体红骨髓 骨膜碎片复合移植组织具有良好的成软骨能力 .