软骨下骨在骨性关节炎中的研究进展

骨性关节炎（osteoarthritis, OA）是以关节软骨退变为主要特征的慢性关节疾病,软骨下骨改变在OA的发生和发展中起了重要作用。近年来研究发现软骨下骨组织结构及其力学性能的改变是OA主要病理进程之一,明确软骨下骨对OA进程的影响,可更全面地认识OA的发病机制,为其治疗提供新思路。文中从生物力学、生物学、影像学和基因学等方面就软骨下骨在OA的改变和作用的研究进展作一综述。     

关节软骨与软骨下骨病变的研究进展

骨关节炎(osteoarthritis,OA)是以关节软骨(articular cartilage, AC)和软骨下骨(subchondral bone,SCB)进行性退变为特征的全关节疾病(包括滑膜、半月板、韧带、肌腱和关节脂肪垫等),研究证明在OA的进展中伴随着软骨基质的丢失、潮线的复制、钙化软的前移、软骨下骨的微损伤、骨髓病变、囊肿的发生以及骨的代谢失衡。这些病理改变不仅影响了关节的正常力线结构,还增加了关节内异常的分子信号交流,引发关节的疼痛以及变性。本文就AC和SCB的病理改变和其机制进行综述,分析骨与软骨、与OA发展的潜在联系,为临床评估患者病情及制定治疗方案提供参考。     

软骨下骨厚度及固定对兔膝关节软骨下骨移植后软骨的影响

目的 :研究兔膝关节软骨下自体骨移植后软骨下骨厚度及固定对软骨的影响。方法 :健康大耳白兔74只。其中 10只分为I、II两组 ,每组 5只 ,分别建立保留不同软骨下骨厚度的膝关节软骨下大块骨缺损的动物模型 ,术后 1周测量软骨下骨残留厚度。另 6 4只建立动物模型后 ,采用立柱式自体髂骨移植。按保留软骨下骨厚度及术后是否固定随机分为A、B、C、D 4组。A、B组采用I组模型 ,C、D采用II组模型 ,A、C组术后膝关节屈曲角度6 0°位固定 ,4周解除固定 ,B、D组未固定。于术后 12周取材 ,采用光镜、透射电镜 ,对关节软骨进行形态学观察。结果 :I组平均残留软骨下骨的厚度为 1.42mm ,1周时软骨下骨未发生坏死。II组软骨下骨平均残留厚度为 0 .86mm ,1周时全部软骨下骨发生坏死。A、B组 12周时软骨面无 1例塌陷 ,A组 6 .2 5 %的软骨发生退变 ,B组 12 .5 %的软骨发生退变。C、D组 12周时仅 1例关节软骨面塌陷 ,C组 18.7%的软骨发生退变。D组 43.7%的软骨发生退变。经 χ2 检验 ,B组与D组相比 ,有显著性差异 (P<0 .0 5 ) ,C组与D组相比无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论 :关节软骨下骨移植时过多刮除软骨下骨将引起软骨下骨缺血坏死 ,增加软骨退变的发生率。术后固定对关节软骨退变无显著性影响。     

肠道微生物群与骨关节炎软骨软骨下骨血管生成相关研究进展

<正>肠道微生物群,是一个动态的生物群集合,负责一系列代谢、免疫、结构和神经功能,如维持代谢稳态、免疫系统的发育和成熟、对感染的抵抗性和神经递质的产生[1]。微生物功能失调,被定义为肠道微生物群的多样性、结构或功能的不利改变,导致了不同的病理状态和疾病。肠道微生物群产生广泛的分子,包括酶、短链脂肪酸(SCFAs)和代谢物,参与了炎症驱动性疾病的启动和进展。这些细菌产生的促炎性代谢产物,     

骨关节炎中关节软骨和周围骨的变化

骨关节炎（OA）是最常见的关节炎,同时也是造成中老年人伤残的重要原因。曾经一度认为关节软骨的改变是骨关节炎主要的病变,但现在普遍认为,所有关节结构包括软骨钙化区、软骨下骨、骨小梁、关节囊等都会受到影响。然而骨与软骨所起到的作用、之间的关系如何还不明确。本文就骨关节炎中关节软骨和周围骨的变化作一综述。     

关节软骨下骨移植后对软骨影响的研究进展

关节软骨下骨不仅是骨与软骨连接的重要结构,同时也是维持关节骨力学稳定的重要结构。软骨下骨以其独特的结构为软骨提供骨力学上的支持,同时为深层的软骨提供营养。各类创伤、紧邻关节的肿瘤及手术直接或间接的损伤都可能引起软骨下骨的缺损,而关节软骨是完整的。以往研究认为     

骨关节炎软骨退变的相关性研究

随着人口的老龄化及人类寿命的延长,骨关节炎也越来越多见。随着对骨关节炎关节软骨退变发病机制认识的不断深化,研究工作者们从骨关节炎危险因素到病理学改变,从分子生物学改变到免疫学改变,多方面、多角度地研究骨关节炎的发病机制。阐明骨关节炎软骨退变的发病机制,将有利于提高对骨关节炎的认识,也是指导骨关节炎实验研究及临床治疗的理论依据。     

骨关节炎软骨下骨的成骨细胞生物学表型研究

目的 培养骨关节炎患者软骨下骨成骨细胞,探讨硬化区和非硬化区软骨下骨成骨细胞的生物学特性.方法 收集本科2009年10月至2010年3月拟行全膝关节置换入院的骨关节炎患者7例,男性5例,女性2例,平均年龄68(55-79)岁,留取术后遗弃的胫骨平台骨组织.应用Ⅰ型胶原酶消化联合贴壁培养方法,培养软骨下骨的成骨细胞,光镜下观察细胞形态,免疫组化检测Ⅰ型胶原,NBT/BCIP染色法检测碱性磷酸酶,茜素红染色检测矿化结节,油红O染色检测脂质成分.应用实时定量RT-PCR技术检测并比较硬化区和非硬化区软骨下骨成骨细胞相关基因[碱性磷酸酶(ALP),骨钙蛋白(OCN),转化生长因子β1(TGF-β1),胰岛素样生长因子1(IGF-1),Ⅰ型胶原(COL1)A1/(COL1)A2,基质金属蛋白酶13(MMP-13),骨桥蛋白(OPN),肿瘤坏死因子(TNF-α),白介素(IL)-6和IL-8]的表达.应用茜素红染色比较两种细胞矿化能力.结果 光镜下观察到细胞渐从骨片中爬出的生长过程,免疫组化证实细胞表达Ⅰ型胶原,NBT/BCIP染色显示细胞表达碱性磷酸酶,茜素红染色显示细胞能形成矿化结节,油红O染色显示细胞内无脂质成分,证实Ⅰ型胶原酶消化联合贴壁培养方法能较好的培养出成骨细胞.茜素红染色显示软骨下骨硬化区成骨细胞矿化能力低于非硬化区[(0.92±0.06),(1.32±0.15),P＜0.01].RT-PCR显示,硬化区软骨下骨成骨细胞比非硬化区软骨下骨成骨细胞高表达基因OPN[(2.62±1.47)×10-2,(9.63±3.37)×10-4,P＜0.05]、OCN[(6.04 ±6.27)×10-6,(4.84±2.18)×10-6,P＜0.05]、ALP[(73.62±15.75)×10-4,(3.10±0.33)×10-4,P＜0.01]、IGF-1[(14.84±1.23)×10-4,(6.33±2.80)×10-4,P＜0.01]、IL-6[(8.24±1.05)×10-4,(2.64±0.37)×10-4,P＜0.01]、IL-8[(14.68 ±6.97)×10-6,(2.60±0.89)×10-6,P＜0.01]、MMP-13[(1.50±0.11)×10-3,(1.23±0.10)×10-3,P＜0.05]、TGF-β1[(4.41±0.42)×10-3,(2.96 ±0.36)×10-3,P＜0.01]、COL1A1[(55.44±21.61)×10-2,(9.17 ± 3.30)×10-2,P＜0.01];而TNF-α[(5.62±2.03)×10-6,(5.62±3.146)×10-6]和COL1A2[0.64±0.07,0.46±0.12]表达水平没有明显差异(P＞0.05).结论 硬化区软骨下骨成骨细胞的生物学表型变化是骨关节炎患者病变的重要特征之一.     

软骨下骨钻孔术对兔软骨缺损修复的远期效果观察

目的　观察软骨缺损的修复过程 ,比较不同数目钻孔术对软骨缺损修复的远期效果。方法　用中国白兔 4 0只 ,在股骨髁关节面造成 6mm× 8mm全层软骨缺损 ,分别施行 10孔及 5孔钻孔术 ,孔径1mm ,于术后 12周及 13个月取材 ,做组织学及电镜观察 ,并进行评估。结果　 (1) 12周时 10孔、5孔和对照组的修复组织中类透明软骨分别占 70 %、5 0 %、0 % ;13个月时 10孔、5孔和对照组的修复组织中类透明软骨分别占 90 %、10 0 %、0 %。 (2 )修复组织厚度 :12周时 10孔及 5孔组均明显高出毗邻软骨 ,且 10孔明显高于 5孔 ;13个月时 10孔与 5孔无显著性差异 ,且已接近毗邻软骨厚度。 (3)修复组织覆盖缺损的面积 :12周时 10孔 >5孔 >对照组 ;13个月时 10孔与 5孔无显著性差异 ,但二者均明显大于对照组。结论　软骨下骨钻孔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 ,10孔与 5孔的远期修复效果无显著性差异。     

孔直径不同的软骨下骨钻孔术对兔软骨缺损修复的影响

为了观察钻孔修复关节软骨缺损的过程，比较不同孔直径钻孔术对软骨缺损的修复效果，用中国白兔２４只，在股骨关节面造成６ｍｍ×８ｍｍ全层软骨缺损，分别施行孔直径１ｍｍ和１．５ｍｍ的钻孔术，术后４、８周取材，做组织学光、电镜观察并进行评估。结果表明：①两组的优势修复组织均为类透明软骨、幼稚软骨和纤维软骨，对照组为纤维组织。②修复组织厚度，１ｍｍ孔比１．５ｍｍ孔较厚，０．１〉Ｐ〉０．０５。③修复组织覆盖缺损     

膝关节骨关节炎软骨下骨髓水肿与膝关节内外侧骨密度的相关性

目的探讨软骨下骨髓水肿与膝关节内外侧骨密度的相关性。方法选择在我院治疗确诊的膝关节骨关节炎软骨下骨髓水肿患者60例为研究对象,其中40例为内侧软骨下骨髓水肿,为内侧组,20例为外侧软骨下骨髓水肿,为外侧组,另选择健康体检者40例作为对照组。分别测量三组膝关节内外侧骨密度,分析骨髓水肿与骨密度之间的相关性。结果内侧组胫股角显著下降,而外侧组显著增加(P均<0.01),内侧组骨密度比率显著增加,而外侧组显著下降(P<0.01)。胫股角与膝关节内外侧骨密度比率呈直线相关性(r=-0.831,P<0.01)。结论内外侧骨密度比率可以预测内外侧软骨下骨髓病变情况。     

重组骨形态发生蛋白-2结合软骨下钻孔治疗犬关节软骨全层缺损的实验研究

目的 研究重组骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)结合软骨下骨钻孔治疗犬关节软骨全层缺损的可行性，为临床应用提供实验依据。方法 依照软骨缺损处理方法的不同将64侧股骨髁随机均分为4组：①结合组：软骨下骨钻孔 胶原海绵吸附rhBMP-2充填软骨缺损；②BMP组：胶原海绵吸附rhBMP-2充填软骨缺损；③钻孔组：单纯软骨下骨钻孔；④对照组：不作处理或单纯用胶原海绵填塞。术后2、4、8、12周取材观察其大体、光镜、透射电镜、免疫组织化学情况。结果 除对照组仅有纤维组织修复外，其余3组均有不同程度的软骨修复，但结合组的修复在组织细胞形态、超微结构、Ⅱ型胶原含量等方面均明显优于其他两组。结论rhBMP-2结合软骨下骨钻孔能有效修复犬膝关节软骨的全层缺损，该技术可行，有望在临床应用。     

兔膝关节软骨下自体骨移植后不同固定时间对软骨的影响

目的：研究兔膝关节软骨下自体骨转移后不同固定时间对关节软骨的影响。方法：健康大耳白兔５４只按术后膝关节不同固定时间随机分为Ａ、Ｂ、Ｃ３组。建立膝关节软骨下自体骨移植的动物模型,于术后８周取材,采用光镜、透射电镜对关节软骨进行形态学观察。结果：Ａ组２４％的关节软骨出现退变;Ｂ组１３％的关节软骨出现退变;Ｃ组２０．３％关节软骨出现退变。Ｂ组与Ａ组、Ｃ组相比,有显著性差异。结论：术后合理负重可降低关节软     

盐酸氨基葡萄糖联合降钙素对兔膝关节炎软骨和软骨下骨的保护作用

目的 研究盐酸氨基葡萄糖（GH）联合降钙素（CT）对兔骨性关节炎（OA）模型关节软骨和软骨下骨的保护作用及其作用机制.方法 将32只新西兰大白兔随机分为4组,每组8只,即假手术（Sham）组、右膝关节前交叉韧带切断术（ACLT）加0.9%氯化钠溶液（NS）治疗组、ACLT加GH治疗组、ACLT加GH加CT 联合治疗组.除Sham组外,其余24只动物右侧膝关节行ACLT.术后ACLT＋GH组动物给予GH150mg·kg-1·d-1灌胃;ACLT＋GH＋CT组动物给予GH灌胃,同时皮下注射CT 5 IU·kg-1·d-1;ACLT＋NS组动物给予等剂量NS灌胃及皮下注射.8周后处死所有动物,肉眼大体观察膝关节外观,取胫骨去除软骨后行软骨下骨生物力学检测（测定最大载荷和弹性模量）,取股骨测定远端1/4骨密度（BMD）后,脱钙、包埋、制备膝关节组织切片行HE染色及Mankin评分.结果 （1）大体观察：Sham组膝关节面软骨正常; ACLT＋NS组膝关节面发生明显退变;ACLT＋GH组、ACLT＋GH＋CT组膝关节亦有一定的OA表现,但程度较ACLT＋NS组明显减轻;（2）Mankin 评分：ACLT＋NS组显著高于Sham组,ACLT＋GH组、ACLT＋GH＋CT组显著低于ACLT＋NS组,但仍高于Sham组 （P＜0.05）;（3）股骨远端BMD：ACLT＋NS组显著低于Sham组,ACLT＋GH＋CT组最高,与ACLT＋NS组、ACLT＋GH组差别显著 （P＜0.05）;（4）生物力学检测结果：最大载荷、弹性模量ACLT＋NS组、ACLT＋GH组均显著低于Sham组（P＜0.05）,Sham组与ACLT＋GH＋CT组差别无统计学意义（P ＞0.05）.结论 GH与CT联合用药可抑制兔膝ACLT后OA的进程,效果优于单纯GH治疗,其作用机制可能为保护关节软骨及改善软骨下骨代谢的双重作用.     

功能负荷改变对发育期兔髁突生长的影响

目的：探讨功能负荷改变对生长发育期兔髁突软骨及软骨下骨的影响及其意义。方法：建立生长发育期兔功能负荷改变模型,切片经HE染色后镜下观察髁突软骨厚度和软骨下骨的组织学变化,并进行图像分析和统计学处理。结果：与对照组相比,实验组髁突软骨2周组中部后部厚度变厚（P〈0.05）;前部无明显变化;4周组髁突各部分厚度未见显著性差异（P〉0.05）;6周组中后部变薄;8周组各部分均变薄（P〈0.05）。同时软骨下骨髓腔发生纤维化样改变,骨小梁变细,骨髓腔增宽。咬合恢复组与对照组相比,髁突各部无明显变化,与实验组相比,各部分变厚（P〈0.05）。结论：功能负荷改变会影响髁突软骨和软骨下骨的生长发育。     

膝关节骨性关节炎软骨退变与软骨下骨形态学改变的相关性研究

目的：研究软骨下骨在骨性关节炎发病机制中的作用及其与关节软骨改变的相关性。方法于2012年11月～2013年11月时间收集膝关节骨性关节炎患者行全膝关节置换术时取出的胫骨平台样本30个,对标本进行Micro－CT断层扫描,获取胫骨平台样本的计算机三维图像和相关的骨小梁参数,图像空间分辨率为18μm ×18μm ×18μm。通过分析比较内外侧胫骨平台软骨下骨骨小梁结构参数的差异,为深入研究骨性关节炎的发病机制提供实验依据。结果晚期膝关节骨性关节炎患者软骨退行性变明显,软骨下骨骨小梁空间结构明显改变;骨小梁：内侧平台骨小梁体积分数（ BV／TV）、骨小梁厚度（ Tb．Th）和骨小梁数目（Tb．N）均显著高于外侧平台（P＜0．05）,而骨小梁间距（Tb．Sp）显著低于外侧平台（P＜0．05）。结论内侧胫骨平台软骨退变较外侧明显,内侧平台软骨下骨骨小梁数目,骨小梁厚度及骨小梁体积分数增加,而骨小梁分离度是减小的。软骨下骨在骨性关节炎的发生和发展中起到了重要的作用。     

全身振动治疗对兔膝骨关节炎早期软骨下骨结构与功能重塑的影响

目的 研究全身振动治疗（WBVT）对兔膝骨关节炎软骨下骨结构与功能重塑的影响。 方法 新西兰兔24只,随机分为膝关节前交叉韧带切断术（ACLT组）和WBVT+ACLT组,每组12只。两组行左侧ACLT,制备膝骨关节炎模型。术后2个月WBVT+ACLT组实施WBVT。振动治疗参数为:频率40 Hz,振动幅度2~4 mm,40 min/d,5 d/周,持续治疗4周。治疗完成后,取两组动物左侧膝股骨和胫骨置于 Micro-CT 系统进行扫描,应用Micview V2.1.2三维重建处理软件和 ABA 专用骨骼分析软件对股骨髁和胫骨平台骨小梁体积分数（BVF）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁分离度（Tb.Sp）、骨小梁数量(Tb.N)、体积骨密度（vBMD）和组织骨密度（tBMD）进行检测。应用 Geomagic Studio 11.0 软件换算股骨髁和胫骨平台弹性模量（EM）、反应力（RF）和平均Von Miss应力（VMF）。 结果 显微CT成像结果发现:ACLT组软骨下骨骨小梁出现稀疏表现并呈现断裂现象,部分骨小梁排列紊乱,结构扭曲。关节边缘处见不同程度的椭圆形或圆形骨赘形成。WBVT+ACLT组软骨下骨骨小梁虽然也出现稀疏断裂的现象,但直观上较ACLT组骨小梁排列较为整齐有序,少见结构性扭曲。WBVT+ACLT组与ACLT组相比较, BVF、Tb.N、Tb.Th,股骨的EM、RF和VMF升高(P<0.05);Tb.Sp减少(P<0.05)。骨密度（vBMD和tBMD）增加(P<0.05)。 结论 WBVT可有效改善兔膝骨关节炎早期阶段软骨下骨微结构和力学性能,起到保护进展性骨关节炎软骨下骨微损伤和力学性能降低的作用。     

Effects of Structural Changes in Subchondral Bone on Articular Cartilage in a Beagle Dog Model

Objective Using MR T2-mapping and histopathologic score for articular cartilage to evaluate the effect of structural changes in subchondral bone on articular cartilage. Methods Twenty-four male Beagle dogs were randomly divided into a subchondral bone defect group(n = 12) and a bone cement group(n = 12). Models of subchondral bone defectin the medial tibial plateau and subchondral bone filled with bone cement were constructed. In all dogs, the left knee joint was used as the experimental sideand the right knee as the sham side. The T2 value for articular cartilage at the medial tibial plateau was measured at postoperative weeks 4, 8, 16, and 24. The articular cartilage specimens were stained with hematoxylin and eosin, and evaluated using the Mankin score. Results There was a statistically significant difference(P 0.05) in Mankin score between the bone defect group and the cement group at postoperative weeks 16 and 24. There was a statistically significant difference in the T2 values between the bone defect group and its sham group(P 0.05) from week 8, and between the cement group and its sham group(P 0.05) from week 16. There was significant difference in T2 values between the two experimental groups at postoperative week 24(P 0.01). The T2 value for articular cartilage was positively correlated with the Mankin score(ρ = 0.758, P 0.01). Conclusion Structural changes in subchondral bone can lead to degeneration of the adjacent articular cartilage. Defects in subchondral bone cause more severe degeneration of cartilage than subchondral bone filled with cement. The T2 value for articular cartilage increases with the extent of degeneration. MR T2-mapping images and the T2 value for articular cartilage can indicate earlycartilage degeneration.