关节软骨损伤修复研究进展

各种原因导致的关节软骨损伤在临床十分常见,关节软骨缺乏血供,一旦受损,其自愈能力十分有限,甚至遗留永久性病变.所以关节软骨损伤的修复一直是国内外研究的热点问题.近年来随着生物学、力学、材料学等多学科的交叉发展,在关节软骨损伤修复方面又有了诸多发现.本文就目前各种关节软骨损伤修复方法,包括新兴的组织工程软骨与基因治疗技术的研究进展作一综述.     

生长因子在关节软骨损伤修复中的应用进展

关节是人体重要的运动器官,其组织结构特殊,成熟关节软骨组织没有血供,一旦损伤难以自愈.临床上常用的关节软骨损伤修复手段有微骨裂术、关节软骨移植、关节置换术、软骨组织工程等,但这些方法的修复效果都不理想.生长因子是体内组织分泌的一种具有生物活性的物质,可促进细胞生长、增殖、迁移和分化.软骨发育过程中有许多生长因子参与,如成纤维细胞生长因子(FGF)、骨形态发生蛋白(BMP)、胰岛素样生长因子(IGF)等.研究显示,在关节软骨修复过程中加入外源性生长因子可有效促进关节软骨损伤的修复.对目前应用于关节软骨损伤修复研究中的生长因子进行综述,讨论这些生长因子在关节软骨发育及其在关节软骨修复中的作用,分析生长因子在关节软骨修复应用中存在的问题.     

miR-564在关节软骨损伤修复中作用机制的研究进展

关节软骨损伤修复一直是关节外科的热点和难点,最新研究表明,miR-564可能在关节软骨损伤修复中起着至关重要的作用。miR-564是位于第3号染色体上的非编码RNA,其功能主要是通过影响mRNA的稳定性和翻译进而参与基因表达的转录后调节,因此未来有望通过调控miR-564实现关节软骨损伤的原位修复。本文就miR-564的结构、功能及在关节软骨损伤修复中的作用机制作一综述。     

85例半月板损伤与关节软骨损伤相关性研究

目的探讨关节软骨损伤与半月板破裂的关系。方法85例共96膝半月板损伤患者,按受伤到手术时间参考Keene时间划分标准分为三组:①急性期组;②亚急性期组;③慢性期组。观察半月板损伤的部位、形态及病程与关节软骨破坏程度范围之间的关系。结果整个病例组均有不同程度的软骨病损。其中急性损伤的软骨病损多为Ⅰ-Ⅱ度,亚急性损伤软骨病损为Ⅱ-Ⅲ度,慢性损伤以Ⅲ度为主,开始出现IV度病损。9例交叉韧带损伤及14例盘状半月板损伤的患者软骨损伤明显较同期患者严重。软骨损伤程度与半月板破裂时间成正相关(P<0.01)。结论半月板破裂能导致软骨损伤,同时软骨损伤能加重半月板损伤。应早期诊断和治疗半月板破裂,减少伤残的发生。     

人膝关节软骨与聚乙烯醇水凝胶人工软骨压缩实验比较研究

目的 比较人膝关节软骨和聚乙烯醇水凝胶（PVA-H）人工软骨的生物力学性能 方法 使用人膝关节软骨和PVA-H人工软骨进行轴向压缩试验,分别进行压缩应力应变、应力松弛和蠕变实验,得到关节软骨和PVA-H人工软骨的应力应变关系。结果 实验中人关节软骨和PVA-H的力学性能有差异,人关节软骨压缩模量大于PVA-H人工软骨,人关节软骨的压缩模量为（3.6492±0.6199）Mpa,PVA-H的压缩模量为（1.5951±0.1469）Mpa。结论 软骨和PVA-H人工软骨的生物力学性能具有一定差异,试验结果对人工软骨的进一步改进具有指导意义。     

运动性关节软骨损伤修复材料的选择及其生物力学特征

背景：关节软骨是无血管、淋巴管和神经的组织,通常情况下软骨细胞不能进行有丝分裂,这导致自身修复能力有限。生理负荷下,关节软骨经常处在应力环境中。根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料应具有良好的生物力学性能。 目的：总结运动性关节软骨损伤修复材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征。 方法：以“关节软骨,生物材料,生物力学”为中文关键词,以“ tissue enginneering, articular cartilage, scaffold material, biomechanics” 为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库1993-01/2010-10相关文章。纳入与运动有关的关节软骨损伤修复、目前常用于修复关节软骨损伤的生物材料以及生物替代材料的生物力学特征研究文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以20篇文献为主重点对运动性关节软骨缺损修复材料的生物力学特征进行讨论。 结果与结论：关节软骨是一种各向异性、非均质、具有黏弹性并充满液体的可渗透物质,具有独特的力学性能。损伤的关节软骨在生物力学方面均与原来的软骨不同,且极易退变。骨软骨柱移植力学性能近期效果最佳;脱细胞软骨基质、小肠黏膜下基质具有一定的力学强度;普通聚乙烯醇水凝胶的最大缺陷是力学性能的不足;聚乙烯醇材料其良好的柔韧性和高弹性能,具有与人关节软骨相似的力学性能;n-HA浆料与聚酰胺66在溶剂中复合,无论在力学性能还是化学组成上都与自然骨相似。提示在众多关节软骨替代材料中,无论是人工合成材料、天然材料、复合材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织。      

T_2 mapping评价关节软骨损伤及修复的研究进展

T2mapping是近年来发展的MRI新技术,能间接反应关节软骨结构及组织学成分的变化,发现关节软骨形态学变化之前的组织学改变。笔者就T2mapping成像原理、软骨损伤的组织学表现,以及成像影响因素等方面作一综述,重点介绍了T2mapping在软骨损伤、退变、修复等方面的研究进展,并展望了T2mapping未来发展前景。     

新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤

BACKGROUND: Currently, the components and preparation methods of plastic bone repair materials remain controversial, and rare studies focus on their repair effects on sport-related articular cartilage injury. OBJECTIVE: To analyze the effect of a novel plastic homogeneous bone repair material to repair sport-related articular cartilage injury. METHODS: Thirty-six New Zealand rabbits were selected to prepare articular cartilage injury models, and were randomized into two groups. Model rabbits were repaired with the novel plastic homogeneous bone material (a composite of demineralized bone matrix and collagen) as experimental group, while the others repaired with sodium hyaluronate gel as control group. At 3 weeks after repair, treadmill system was utilized to stimulate sports training after athlete injury, for five consecutive sessions of 30 minutes each. At 16, 18 and 20 weeks after repair, the defect region was observed histologically. RESULTS AND CONCLUSION: At 16 weeks after repair, the defect region healed well and integrated with the surrounding tissues, and no significant inflammatory reaction appeared around the material in the experimental group; in the control group, a fissure appeared at the defect region but with no inflammatory reaction, and the material integrated with the interstitial site. At 18 weeks after repair, closely arranged acellular bone matrix could be found in the defect region, fibrous connective tissues were fewer, and there was a new bone formation around the edge of host bone in the experimental group; the defect region healed, but new bones were fewer in the control group. At 20 weeks after repair, the defect region in the experimental group was filled with fibrous connective tissues, in which there were numerous new blood vessels, and a few of new tissues appeared around the edge of host bone; the defect region in the control group was improved and no neovascularization occurred. These findings suggest that the novel plastic homogeneous bone material can promote the repair of sport-related articular cartilage injury with less rejection reactions.     

关节软骨损伤的治疗（上）

关节软骨属于透明软骨，自身没有血供，无淋巴引流，无神经分布，软骨细胞是高度分化的组织细胞，成熟的关节软骨中软骨细胞的分裂能力非常有限，因此软骨损伤后修复能力差。早在1743年Hunter就提出“骨软骨一旦破坏，就不能得到修复”的观点，而关节软骨损伤及其修复问题，长期以来也一直是困扰骨科基础研究与临床治疗的棘手问题。随着社会的现代化进程和人口的老龄化，由于外伤和退变引起的关节软骨损伤患者显著增多，为此如何解决关节软骨修复的问题日益显得重要。     

85例半月板损伤与关节软骨损伤相关性研究

目的探讨关节软骨损伤与半月板破裂的关系.方法85例共96膝半月板损伤患者,按受伤到手术时间参考Keene时间划分标准分为三组①急性期组;②亚急性期组;③慢性期组.观察半月板损伤的部位、形态及病程与关节软骨破坏程度范围之间的关系.结果整个病例组均有不同程度的软骨病损.其中急性损伤的软骨病损多为Ⅰ-Ⅱ度,亚急性损伤软骨病损为Ⅱ-Ⅲ度,慢性损伤以Ⅲ度为主,开始出现Ⅳ度病损.9例交叉韧带损伤及14例盘状半月板损伤的患者软骨损伤明显较同期患者严重.软骨损伤程度与半月板破裂时间成正相关(P＜0.01).结论半月板破裂能导致软骨损伤,同时软骨损伤能加重半月板损伤.应早期诊断和治疗半月板破裂,减少伤残的发生.     

关节软骨损伤修复技术的研究与进展

背景：自体软骨因为软骨细胞密度低,新陈代谢率低以及没有血供而导致自我修复效果不理想。目的：就近年来组织工程技术的最新研究和外科治疗软骨损伤最新疗效方面一些最新研究及进展做一综述。方法：由第一作者检索PubMed数据库1992年1月至2013年12月文献,在标题和摘要中以“Articular cartilage;injury;tissue engineering;repair”为检索词进行检索。根据纳入排除标准最终选取61篇文献进行分析。  结果与结论：目前临床上常见的治疗关节软骨损伤方法有关节清理、镶嵌式成形技术、软骨膜及自体软骨细胞移植技术等,但都没研究表明某种治疗方法可以达到满意的长期疗效。其中主要的一个原因就是无法在软骨损伤处形成新的透明软骨,且修复的组织在机械性能上也无法和原有的自体软骨相比较。组织工程技术是今年来研究的热点,因其可以诱导自体软骨的形成而成为一种最有前景的治疗方法。组织工程技术利用内源性或者外源性的种子细胞,辅以诱导因子及营养因子诱导软骨的自身修复,以修复再生成有和自身软骨相似,甚至相同生物性能的透明软骨为最终的目标。如何简化治疗步骤和降低治疗费用是促进软骨再生修复进一步研究的动力。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

结缔组织生长因子与关节软骨的修复

背景：结缔组织生长因子有刺激间充质细胞向软骨细胞分化的潜能,能促进软骨细胞的增殖和分化,可促进关节软骨细胞Ⅱ型胶原及蛋白多糖的表达,与其他生长因子一起在关节软骨修复的过程中发挥着重要作用。目的：重点就结缔组织生长因子的结构,在关节软骨修复中的功能,与其他物质的相互作用方面作一综述。方法：以“connective tissue growth factor,connective tissue growth factor and articular cartilage,articular cartilage damage,articular cartilage repairment”为英文检索词,以“关节软骨损伤”为中文检索词,检索PubMed数据库、中国知网-cnki数据库1980年1月至2014年7月有关关节软骨损伤修复的文献,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：结缔组织生长因子有刺激间充质细胞向软骨细胞分化的潜能,能促进软骨细胞的增殖、分化和成熟,可维持胞外基质合成以及平衡,可促进关节软骨细胞Ⅱ型胶原及蛋白多糖的表达,与其他生长因子一起在关节软骨修复的过程中发挥着重要作用。结缔组织生长因子是软骨细胞生长、增殖、分化的关键生长因子之一,贯穿软骨修复整个过程。研究发现,骨性关节炎患者的关节软骨细胞对成纤维细胞生长因子1和结缔组织生长因子表达呈现明显相关性增加。结缔组织生长因子通过对关节软骨组织的信号通路及与其他组织内的细胞因子彼此作用对关节软骨细胞及基质发挥作用。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

γ射线辐照交联PVA水凝胶关节软骨修复材料 的结构与性能研究

目的 研究制备工艺对γ射线辐照交联PVA水凝胶关节软骨修复材料的结构与摩擦学性能的影响,为其在关节软骨损伤修复提供理论基础。方法 采用冷冻解冻和辐照交联相结合的方法制备聚乙烯醇(PVA)水凝胶,研究其微观形貌、含水量及与自然软骨配副的摩擦学性能。结果 (1)微观结构的观察表明,制备的PVA水凝胶具有三维多孔网络结构,辐照交联使得网络结构更加致密和完善;(2) 水凝胶的含水量随着辐照剂量和PVA浓度的增加而减小;(3) 在往复式销-盘摩擦磨损试验机上研究本水凝胶材料与自然关节软骨配副时的摩擦学性能,结果表明,摩擦的起始阶段,双相润滑机制其主导作用,载荷主要由水凝胶中的液体相所承担,摩擦系数较小,随着载荷作用时间的延长,固体相所承受载荷的比例相对增高,摩擦系数渐渐增大且趋于稳定,润滑机制转为边界润滑。摩擦系数随着辐照剂量和PVA浓度的增加而减小。     

关节软骨损伤临床治疗新进展

关节软骨(articular cartilage,AC)缺乏直接的血液供应、淋巴循环和神经支配,并具有低代谢的生理特点,当外伤或疾病而发生缺损时通常不能自行修复,持续发展会导致骨关节炎。随着全民健身运动普及和社会老龄化等因素,因各种原因导致软骨缺损的发病率逐年递增,寻找行之有效的临床治疗手段迫在眉睫。目前临床修复关节软骨损伤的方法很多,大体分为刺激关节     

Lunasin减轻大鼠运动性关节软骨损伤

目的探讨多肽Lunasin对运动性关节软骨损伤的治疗作用及机制。方法将大鼠随机分为对照组和模型组,在注射给予木瓜蛋白酶造模后,标准饲养28 d,然后将模型大鼠分为单纯模型组、0.01、0.05和0.1 mmol/L Lunasin治疗组(每组10只,治疗时间1个月)。治疗结束后分别用ELISA和RT-PCR检测血清及组织中IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-6及MMP-8 mRNA的表达;用试剂盒检测SOD活性及i NOS,用Western blot检测NRF2、Keap1、LC-3Ⅱ、Bax、Beclin1、p-AMPK和AMPK蛋白的表达。结果模型组中IL-1β、IL-6、TNF-α、MMP-6以及MMP-8在血清及组织中含量较对照组均显著升高(P0.05),Lunasin治疗后上述因子均显著回降(P0.05);并且Lunasin治疗能显著提高SOD的活性(P0.05),上调NRF2的表达并降低i NOS的产生(P0.05);另外,Lunasin能够上调受损关节软骨组织中自噬蛋白Beclin1以及LC-3Ⅱ的表达,抑制软骨细胞的凋亡蛋白Bax的表达。结论 Lunasin能够通过降低炎性介质的产生、激活氧化应激系统以及自噬通路,促进受损关节的修复。     

间充质干细胞促进关节软骨的修复与再生

背景：关节软骨损伤后,软骨组织几乎没有修复能力,关节软骨损伤的修复一直是临床工作的难点。 目的：探讨修复关节软骨损伤的干细胞种类及其生物学特性,明确干细胞在修复关节软骨损伤中的作用及优缺点。 方法：由第一作者检索1998至2015年PubMed数据及CNKI中国期刊全文数据库,英文检索词“Articular cartilage injury,Mesenchymal stem cells ,regeneration”;中文检索词“关节软骨损伤,间充质干细胞,再生”,纳入47篇文献进行分析。 结果与结论：关节软骨损伤最有效的修复方案是以细胞为基础的治疗方法,来源于骨髓、脂肪及脐血的间充质干细胞均有较强的成软骨特性和克隆能力。骨髓间充质干细胞具有更高的分化潜能,对软骨缺损有修复作用,来源于脐血的间充质干细胞致瘤性低,脂肪源性干细胞的生长增殖速度更快。干细胞复合天然载体材料如胶原、明胶、纤维蛋白和藻酸盐等可促进细胞黏附、分化和增殖,以此构建组织工程软骨将有效修复关节软骨缺损。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程      

半月板切除对急性关节软骨损伤愈合影响的实验研究

目的　探讨半月板切除对急性关节软骨损伤 (缺损 )愈合的影响。方法　分离收集 5月龄新西兰兔 35只。,将新西兰兔的股骨内髁行钻孔术造成深达软骨下骨的全层关节软骨缺损模型 ,右膝为实验组 ,切除半月板 ;左膝为对照组 ,保留半月板 ,于 10周取材行大体、组织学、透射电镜观察。结果　大体观察 :10周时对照组关节软骨缺损已由泛白色的类似于正常关节软骨的组织修复 ,而实验组修复组织表面有裂隙、剥脱等迹象。组织学观察 :10周时对照组的关节软骨缺损已基本由软骨下骨的软骨细胞层修复 ,而实验组修复组织表层软骨结构存在裂隙 (纤维性变 )、剥脱等不良改变。透射电镜观察显示 :10周时实验组修复组织表层软骨细胞很多发生凋亡 ,而对照组软骨细胞结构基本正常。结论　表明半月板切除诱发了全层关节软骨缺损修复组织表层软骨结构中的软骨细胞发生凋亡 ,导致裂隙、剥脱等不良改变。半月板是不可缺的生理结构 ,它有极其重要生物学功能 ,即通过维持正常的生物力学环境 ,保证急性关节软骨损伤修复     

关节软骨组织工程的研究进展

介绍了关节软骨组织工程中种子细胞、支架材料的研究现状以及生长因子在关节软骨组织工程中的应用进展，阐明了随着对细胞行为、支架材料特性、细胞与材料的组合构建研究的深入，组织工程在关节软骨修复方面应用前景十分广阔。     

可注射生物降解型复合淀粉水凝胶修复关节骨-软骨缺损的应用研究

目的 开发一种可注射和生物降解型的水凝胶,并研究该水凝胶对软骨细胞增殖和功能表达的影响,以及在大鼠膝关节骨-软骨缺损模型中的修复效果。方法 以硅酸钙溶液和淀粉为主要原料加入添加剂后制备复合淀粉水凝胶,通过流变学测试、注射器推出实验和体外浸泡实验对其流变学性能、可注射性和降解性能进行表征。分离提取幼年大鼠膝关节软骨细胞并与材料浸提液进行共培养,通过CCK-8细胞增殖测试和细胞Live/Dead染色方法测定细胞毒性和活性,并通过PCR定量测试成软骨相关基因的表达量。构建大鼠膝关节骨-软骨缺损模型,通过局部注射复合淀粉水凝胶进行干预,在2周、4周和6周取大鼠膝关节标本行宏观、组织学染色评估和分析。结果 复合淀粉水凝胶具有介于固态和液态之间的流变学特征,在15 N外力下可从22 G针头中稳定推出,在PBS溶液中浸泡10 d后质量损失率为38wt.%。复合淀粉水凝胶浸提液对软骨细胞增殖无抑制作用,并提高了其Ⅱ型胶原基因和SOX-9基因的表达量。动物实验显示治疗4周和6周后复合淀粉水凝胶组的组织学评分高于未治疗组,组织学染色也显示该水凝胶可促进软骨细胞外基质合成。结论 复合淀粉水凝胶具有良好的可注射性、可降解性和生物相容性,可以提升软骨细胞Ⅱ型胶原基因和SOX-9基因的表达量,并可在体内促进骨-软骨缺损修复。     

富血小板血浆在软骨修复领域的研究进展

软骨是缺乏血运的组织,创伤后很难利用自身的间充质干细胞进行修复,难以自愈,持续的关节软骨缺损可引发局部疼痛、水肿反应以及功能障碍、运动受限等其他症状.以往的临床治疗方法包括骨髓刺激法、软骨膜移植、自体软骨细胞移植等,但效果有限.富血小板血浆(PRP)是自体血提取的血小板浓缩物,含有丰富的生长因子及其他组织再生必须的细胞因子,可为软骨细胞生存提供良好的微环境,有望成为促进软骨再生的新方法.