软骨细胞、胶原纤维及蛋白多糖在家兔不稳定膝关节软骨退变进程中的变化

背景:膝关节外伤可引起膝关节不稳定,其运动轨迹发生改变,继而可致关节软骨损伤,关节软骨中的主要成分软骨细胞、胶原纤维及蛋白多糖早期将发生变化.目的:比较研究两种家兔不稳定膝动物模型软骨退变进程中软骨细胞、胶原纤维、蛋白多糖变化,探讨早期不稳定膝关节软骨退变的发生机制.方法:取大耳白兔50只,随机分为3组前交叉韧带切除组、内侧副韧带+半月板切除组分别切除右后肢前交叉韧带、右后肢内侧副韧带和半月板,正常对照组不干预,分别在建模1,2,3,4和5周后分批于膝股骨内髁软骨取材,进行软骨组织大体和组织学观察、软骨损伤程度Markin评分;测定软骨组织蛋白多糖及软骨基质中胶原纤维含量.结果与结论:不同时期的不稳定膝关节软骨有程度不一的软骨细胞凋亡.除前交叉韧带切除组第1周外,各时间点两手术组Mankin评分均高于正常对照组(P＜0.05),以术后5周组最为显著.前交叉韧带切除组术后3,4周软骨细胞变性,蛋白多糖丢失,术后第5周软骨退变更加显著,内侧副韧带+半月板切除组变化较前交叉韧带切除组严重.前交叉韧带切除组3,4,5周及内侧副韧带+半月板切除组2,3,4,5周软骨胶原纤维明显低于正常对照组(P＜0.05).结果表明,膝骨关节不稳定,早期关节软骨退变的程度与软骨细胞数目的减少、胶原纤维网的破坏和蛋白多糖的丢失有关,软骨退变过程中存在软骨修复.     

兔骨性关节炎模型构建及早中晚期的特点

背景:传统的骨性关节炎动物模型因复制时间长、稳定性差、成功率差异大且对骨性关节炎的病程未加详细分析从而限制了其应用.目的:以改良的Hulth造模方式观察膝骨性关节炎不同时期的临床及病理特点,界定膝骨性关节炎模型的分期.方法:无菌条件下暴露兔膝关节内侧纵切口长约2 cm,显露膝关节,然后切断前后交叉韧带及内侧副韧带,完整切除内侧半月板,保留关节软骨面.术后不固定伤肢,自由活动,术后1周内均给予80万单位青霉紊预防感染.30 min/d分2次驱赶,连续12周.以不做任何处理兔膝关节为正常对照.造模后4,6,8,10,12周时Mankin评分及电镜、光镜观察股骨内髁的病理特点.结果与结论:模型组4,6周可见早期骨关节炎的改变,表现为滑膜充血增生,关节渗出增多,软骨表层不平整,基质染色轻染,Mankin评分为3.5～3.8分;8周可见骨关节炎中期改变,表现为滑膜增生明显,滑液少,软骨裂隙形成达表层,软骨细胞排列紊,基质染色不均,Mankin评分为8～9分;12周可见骨关节炎晚期改变,表现为滑膜严重结节样增生滑液少而浑浊,骨赘形成严重,软骨下骨暴露,软骨细胞减少,基质染色大部分失染,Mankin评分为12～14分.电镜下观察结果与组织学观察结果相符.结果提示以改良hulth法制作骨性关节炎模型,造模后6周为早期改变,8周为中期,12周为晚期,此模型比较全面地反映了骨性关节炎软骨退变从早期的代偿性增生到失代偿后软骨细胞和基质减少,软骨变软到剥脱缺失为特点的晚期改变的全过程.     

早期骨关节炎软骨下骨趋化因子信号通路的表达

背景：趋化因子广泛存在于炎症反应组织当中,起诱导炎症细胞趋向炎症组织参与免疫应答的作用,大量的实验研究表明,趋化因子在骨关节炎致病过程中起了重要作用。目的：分析早期骨关节炎软骨下骨的趋化因子信号通路表达改变情况,为阐述其在骨关节炎致病机制中的重要作用提供依据。方法：30只SD大鼠随机均分为实验组和对照组。实验组切除右膝内侧半月板及内侧副韧带,对照组仅切开关节囊。于造模后1,2,4周取右膝关节标本,采用全基因表达谱芯片技术研究软骨下骨全基因表达,利用差异基因分析、信号通路分析的方法分析趋化因子信号通路的表达改变情况。结果与结论：①发现一系列与趋化因子信号通路相关的差异表达基因。②实验组与对照组相比较,趋化因子信号通路在造模后1周差异有显著性意义（P〈0.05）,造模后2,4周差异无显著性意义（P〉0．05）。说明趋化因子信号通路在极早期膝关节骨关节炎的软骨下骨改变中起重要作用。     

免荷膝关节矫形器干预对膝关节骨性关节炎疼痛及行走能力的影响

正骨性关节炎是关节软骨退变引起的一类关节疾患。最早出现症状是膝关节内侧腔(股骨内髁和胫骨内侧平台部),这种病理变化是由于膝关节的应力分布不均衡所造成的,久而久之,也会出现韧带、关节囊纤维层和滑膜层张力不均衡,关节面上的软骨逐渐变性、坏死、缺损。随着退变日益加重,继而出现关节间隙狭窄,半月板磨损,导致关节失稳,局部炎症引发疼痛,并继发产生关节的生物力学问题。本研究采用矫形器干预膝关节骨性关节炎患者,治疗其     

膝关节腔内注射疗法对骨关节炎关节软骨影响的实验研究

目的：采用不同物质进行膝关节腔内注射以比较其对骨关节炎关节软骨的影响。方法：6月龄新西兰白兔12只，分实验组和对照组a,b，实验组采用石膏固定一侧膝关节的方法制作膝骨性关节炎的模型，模型建立后，去除固定，定期于膝关节腔内注射强的松龙注射液，透明质酸钠，医用氧气，丹参注射液，每周1次，共4次，通过光镜与电镜观察上述物质对骨关节炎关节软骨的影响，对照组a不做任何处理，对照组b仅做一侧膝关节固定，不行膝关节腔内注射。结果：透明质酸钠对退变的关节软骨有明显的修复作用，丹参注射液对关节软骨亦有一定的修复作用，而强的松龙及医用氧气对骨关节炎关节软骨未表现出有益的影响。结论：临床上在治疗骨性关节炎时，应考虑上述物质对关节软骨的影响。     

3D-Watsc成像动态观察兔膝骨性关节炎与病理改变的对照研究

目的：通过对照分析兔膝骨性关节炎MRI和病理分级,探讨兔膝关节骨关节炎软骨退变影像学特征的病理学基础。材料和方法：健康新西兰大白兔35只,随机分为5组,除对照组外其他动物均采用前交叉韧带切断术建立骨性关节炎模型,在术后2周、4周、6周、8周分别对另外4组进行MRI 3D-Watsc成像检查和病理学观察,组织标本行HE染色观察退变软骨的组织病理变化。结果：正常对照组兔膝关节软骨在3D-Watsc上软骨呈高信号,与周围组织对比良好。随着术后时间延长,MRI和HE显示软骨破坏日趋明显,MRI分级与病理学分级存在较好的一致性（Kappa值=0.80）。各实验组不同MRI分级间的差异有统计学意义（P<0.05）。不同分级间的两两比较发现对照组-2周组,4周组-6周组,6周组-8周组之间差异无统计学意义（P>0.05）,其余各组两两比较差异均有统计学意义（P<0.05）。结论：兔膝关节软骨退变的模型随时间延长软骨退变的病理学评分和MRI分级逐渐升高,3D-Watsc序列能在早期显示软骨改变。     

机械应力相关基因在骨关节炎软骨下骨的表达

背景：机械应力改变是骨关节炎发生发展的关键因素。目的：观察机械应力相关基因在关节不稳所致的骨关节炎大鼠模型中软骨下骨的表达情况,为阐述机械应力因素在骨关节炎发病中的重要作用提供依据。方法：将SD大鼠分为实验组和对照组,每组30只。实验组行右膝内侧半月板及内侧副韧带切除术,对照组仅切开关节囊。分别于术后1,2,4周取右膝关节标本,提取软骨下骨的RNA,并采用全基因表达谱芯片技术研究软骨下骨全基因表达,根据现有文献报道,探索机械应力相关基因在该大鼠模型软骨下骨中的表达情况,并通过qRT—PCR对结果进行验证。结果与结论：发现3个重要的与机械应力相关的差异表达基因：Postn,Ihh,Bmp5,并由qRT—PCR得到验证：实验组中,Postn在术后第1周显著高表达,与对照组比较差异有显著性意义（P〈0．05）,术后第2周也出现高表达的趋势,但与对照组比较差异无显著性意义（P〉0．05）。Bmp5也在术后第1周显著高表达,与对照组比较差异有显著性意义（P〈0．05）,第2周及第4周也有高表达的趋势,但与对照组比较差异无显著性意义（P〉0．05）。lhh在术后第1周及第2周同时出现高表达,与对照组比较差异有显著性意义（P〈0．05）。结果可见机械应力因素是骨关节炎发病的重要因素,深入研究与其相关的基因或其通路,可能为揭示骨关节炎发病机制提供更多的依据,从而发现早期诊断及早期治疗的靶点。     

定量T2-mapping评价半月板退变与膝关节骨性关节炎的相关性

目的利用定量T2-mapping评价半月板退变与膝关节骨性关节炎(OA)之间的关系。方法收集85例OA患者患者(114个膝关节)行常规MR扫描、多回波自旋回波序列T2-mapping及膝站立位DR检查。对半月板损伤进行定性分级后,将患者分为病例组(半月板退变组,58例)和对照组(非半月板退变组,27例),分析两组关节软骨T2值的差异性,并验证半月板退变与软骨T2值的相关性。结果①病例组的软骨T2值(51.42±4.13)ms高于对照组(43.27±3.85)ms(P<0.05);②两组OA患者中内侧软骨单元的T2值均高于外侧软骨单元(P=0.009);③68.29%(84/123)的半月板损伤发生于内侧半月板的前角或后角;④半月板损伤级别与软骨T2值呈正相关(r=0.34);⑤病例组中30.08%(37/123)半月板退变处所对应的软骨单元T2值高于未发生退变处的软骨单元T2值。结论 T2-mapping评价半月板退变与OA之间呈正相关。     

腺病毒介导核因子κBp65特异性小干涉RNA抑制骨关节炎

背景：前期系列研究表明,核因子κBp65特异性小干涉RNA重组腺病毒可以在SD大鼠膝关节软骨和滑膜内抑制核因子κBp65的表达,降低核因子κB的转录活性,抑制关节内白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达。目的：在大鼠关节内观察腺病毒介导的核因子κBp65特异性小干涉RNA对骨关节炎的抑制作用。方法：将3月龄雄性近交系SD大鼠分为4组,正常关节组只切开皮肤及关节腔后立即缝合切口。其余大鼠切断膝关节内侧副韧带,切除部分内侧半月板,诱导大鼠关节的骨关节炎。骨关节炎组造模后未作任何处理;空病毒注射组造模后两侧膝关节关节腔注射腺病毒空载体0.2mL;特异性小干涉RNA注射组造模后两侧膝关节关节腔注射携带核因子κBp65特异性小干涉RNA重组腺病毒0.2mL。结果与结论：与正常关节软骨相比,骨关节炎组和空病毒注射组关节软骨组织评分及滑膜组织评分显著增高（P〈0.01）,特异性小干涉RNA注射组组织评分明显减低（P〈0.01）,但未到正常关节软骨和滑膜水平（P〈0.01）。提示腺病毒介导的核因子κBp65特异性小干涉RNA可以抑制骨关节炎的发展。     

透明质酸钠联合地塞米松修复鼠膝关节创伤性关节炎：随机对照

背景：关节腔内注射地塞米松或透明质酸钠可有效缓解创伤性关节炎疼痛,增加关节活动度。目的：观察地塞米松联合透明质酸钠修复鼠膝关节创伤性关节炎的效果。方法：将48只SD大鼠随机分成4组,均切断左膝前交叉韧带并切除内侧半月板,制作膝关节创伤性关节炎模型。缝合伤口3周后,其中3组关节内分别注射地塞米松＋透明质酸钠、地塞米松、透明质酸钠,以不注射任何物质的为空白对照组。注射后4,8,12周取骨缺损修复标本行大体观察、正侧位 X射线片检测及苏木精-伊红染色病理检测。结果与结论：修复12周时,X射线显示,地塞米松＋透明质酸钠组关节间隙无明狭窄,地塞米松组和透明质酸钠组轻度狭窄,空白对照组关节间隙明显狭窄,骨关节炎严重;苏木精-伊红染色显示,地塞米松＋透明质酸钠组纤维样软骨组织生长良好,地塞米松组和透明质酸钠组不同程度纤维软骨样细胞增生,空白对照组有少量纤维增生。结果表明地塞米松联合透明质酸钠能促进软骨的修复,保护关节功能。     

维药买朱尼对关节软骨前炎性因子的影响

背景：骨关节炎病理过程中,白细胞介素1β被认为是促进软骨基质降解和关节软骨破坏的最重要的细胞因之一。目的：观察白细胞介素113在关节软骨中的表达,并观察维药买朱尼对其的影响。方法：将40只SD大鼠随机数字表法随机等分为模型对照组、维药买朱尼组、假手术组、正常对照组。模型对照组和维药买朱尼组采用改良Hulth造模法建立大鼠膝骨关节炎模型,假手术组仅显露膝关节,不切断韧带,不切除内侧半月板。维药买朱尼组建模第2周开始灌胃维药买朱尼10．31mg／（kg·d）,模型组及假手术组大鼠均灌服等量生理盐水,连续4周。结果与结论：模型组软骨退变程度明显重于维药买朱尼组,模型组软骨大体评分及Mankin评分均明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）,模型组软骨细胞白细胞介素1β的表达强度亦明显高于维药买朱尼组（P〈0．05）。与正常对照组比较,假手术组软骨大体评分、Mankin评分及软骨细胞白细胞介素1β差异无显著性意义（P〉0．05）。结果说明,维药买朱尼可以抑制关节软骨前炎性因子白细胞介素1β的表达。     

兔骨内高压型膝关节骨性关节炎模型的建立

背景：虽然实验中使用的膝关节骨性关节炎动物模型众多,但研究中医手法作用机制所采用的动物模型应能承受＂动＂的作用并发挥出正常＂动＂产生的效应。目的：确定建立骨内高压型膝关节骨性关节炎动物模型的效果。方法：无菌条件下显露新西兰兔右侧臀部的臀下静脉,右下腹部的股静脉和大隐静脉,结扎并切断;以同样手术显露相应血管但不结扎切断血管的动物及正常组动物作为对照。术后8周末处死所有动物,取动物右膝内侧胫骨平台软骨组织通过大体观察及苏木精-伊红染色、光镜观察软骨组织的结构变化,评估动物模型的造模效果。结果与结论：模型组关节面粗糙、灰黄色,可见明显缺损及骨赘形成,达到初中期变化。假模组关节面粗糙,灰白色无光泽,处于早期变化。正常组关节面光滑,边缘规整,软骨半透明有光泽,无变化。结果提示,通过结扎动物臀下静脉、股静脉及大隐静脉8周后,可形成早中期膝关节骨性关节炎动物模型。     

健膝强骨丸对膝骨关节炎家兔模型关节软骨病理改变的影响

背景：膝骨关节炎的病理学改变不可逆转,属中医“痹证”范畴,治疗目的是缓解或解除症状,延缓关节退变。健膝强骨丸方是武汉大学基础医学院荆州市第三人民医院的经验方,可补益肝肾,祛风散寒,除湿通络,强骨健膝。目的：观察健膝强骨丸对膝骨关节炎兔模型膝骨关节软骨的保护作用,及其对软骨细胞骨形态发生蛋白7表达的影响。方法：36只新西兰兔随机分为3组,每组12只,分别运用改良Hulth术制备兔膝骨关节炎模型。造模后第6周,给药组予健膝强骨丸0.1 g/kg 灌胃,模型组和正常对照组予等量生理盐水灌胃。给药4周后通过软骨Mankin’s 评分方法行兔膝关节软骨评分,电镜下观察软骨形态,免疫组化法检测膝关节软骨细胞骨形态发生蛋白7表达情况。结果与结论：给药组兔膝关节软骨病理退变程度较其他2组轻,膝关节软骨细胞骨形态发生蛋白7的表达量较其他2组高,差异有显著性意义（P＜0.05）。提示健膝强骨丸可增强膝骨关节炎模型兔关节软骨细胞骨形态发生蛋白7的表达,从而促进膝关节软骨再生,减少软骨变形坏死,达到治疗关节炎的目的。     

Optimal timing of research after anterior cruciate ligament resection in rabbits.

We sought to determine whether the post-traumatic pathology in the rabbit knee induced by anterior cruciate ligament (ACL) transection is a model of cartilage injury and repair (i.e., irreversible osteoarthritis) or one in which phases of degeneration and regeneration occur. After knee instability was induced in 15 New Zealand White rabbits by ACL transection, the animals were separated into two groups according to the time of euthanasia (i.e., 8 weeks [n = 9] or 16 weeks [n = 6] after ACL transection). The macroscopic parameters evaluated were location, type, and extent of articular changes. The microscopic parameters evaluated were morphology of the articular cartilage and subchondral bone (degeneration indices) and articular cartilage thickness, chondrocyte arrangement, and chondrocyte metabolic activity (regeneration indices). A total score of all histological sections from each animal was based on a modified Mankin's grading system characterizing the progression of osteoarthritic damage. The only statistically significant differences (P < 0.05) between groups were those regarding chondral thickness, chondrocyte arrangement, and metabolic activity, indicating repairing of the articular cartilage. ACL transection led to rapid osteoarthritic changes during the first 8 weeks. However, during the later post-traumatic period, these changes progressed slowly because of a concurrent repair effort. Therefore, this experimental animal model offers investigators the choice of which phase-degenerative (early) or regenerative (late)-is most appropriate for their research purposes.     

Analysis of partial meniscectomy and ACL reconstruction in knee joint biomechanics under a combined loading

Background

Despite partial meniscectomies and ligament reconstructions as treatments of choice for meniscal and ligament injuries, respectively, the knee joint osteoarthritis persists.

Methods

A detailed nonlinear finite element model of the knee joint was developed to evaluate biomechanics of the tibiofemoral joint under 200 N drawer load with and without 1500 N compression preload. The model incorporated composite structure of cartilage and meniscus. The effects on joint response and articular contact pressure of unilateral partial meniscectomy, of changes in prestrain or material properties of the anterior cruciate ligament and of their combination were investigated.

Findings

Compressive preload further increases anterior cruciate ligament strains/forces in drawer loading. Partial meniscectomy and perturbations in anterior cruciate ligament prestrain/material properties, alone or combined, substantially alter the load transfer via covered and uncovered areas of cartilage as well as contact pressure distribution on cartilage. Partial meniscectomy especially when combined with a slacker anterior cruciate ligament diminish the load via affected meniscus generating unloaded regions on the cartilage.

Interpretation

Partial meniscectomy concurrent with a slack anterior cruciate ligament substantially alter cartilage contact pressures. These alterations further intensify in the event of greater external forces, larger meniscal resections and total anterior cruciate ligament rupture, thus suggesting a higher risk of joint degeneration.     

肾虚血瘀型膝骨性关节炎大鼠模型的建立

背景：建立骨性关节炎的中医证候模型,有利于对其进行辨证施治研究。目的：采用病、证结合的方法建立肾虚血瘀型膝骨关节炎大鼠模型。方法：选择2月龄雌性SPF级SD大鼠30只,随机分为正常组、膝骨关节炎组和复合模型组,每组10只。采用经典的Hulth造模法建立膝骨关节炎模型,去卵巢法建立肾虚模型,肾上腺皮质激素和肾上腺素法建立血瘀模型。复合模型由上述3种模型复合而成,先建立肾虚模型,8周后同时进行血瘀模型与骨关节炎模型造模。结果与结论：复合模型组大鼠在肾虚模型建立后第3周时出现精神萎靡、活动不灵活、便溏等表现,在血瘀模型建立后第6周时大鼠出现皮毛无光泽、喜背光、舌质瘀紫、尾色及爪甲瘀青,体质量下降;低切还原黏度增高,血小板聚集性增强等血流缓慢、循环障碍特点;组织学染色观察发现膝骨关节炎组关节软骨结构有一定破坏但轻于复合模型组。可见实验成功建立了大鼠肾虚血瘀型大鼠膝骨关节炎模型,而肾虚血瘀加重了膝骨关节软骨的退变。     

大鼠高强度运动后的软骨损伤及寡聚基质蛋白的表达

目的探讨高强度运动对大鼠关节软骨及大鼠膝关节液软骨寡聚基质蛋白(COMP)表达的影响。方法将20只SD大鼠随机分为对照组和高强度运动组各10只。高强度运动组进行8周高强度跑台运动。对照组不进行运动跑台。8周后取大鼠股骨髁病理学检查,采用酶联免疫吸附法检测大鼠关节液中COMP水平。结果高强度运动组大鼠膝关节出现关节软骨损伤表现,关节液中COMP的表达高于对照组(P0.05)。结论高强度运动导致的关节软骨损伤,创伤性关节炎与COMP水平有关。