关节软骨损伤修复

关节软骨损伤修复

刘延青

关节软骨破坏是骨关节病的主要病理改变,外伤等原因所致软骨损伤最终也会导致骨

关节病.软骨损伤后没有或很少有自我修复能力。因此软骨修复成为骨科领域重要问题。

一.软骨损伤后的自我修复

正常关节软骨为透明软骨,由软骨细胞和基质及纤维组成。近关节面软骨细胞较小而幼稚,软骨生长时细胞渐向深部移动,体积变大形成2--8细胞群,周围有软骨囊;基质化学成份为软骨粘蛋白,其主要成份是酸性糖胺多糖(GAG);纤维为胶原原纤维,主要是II型胶原。糖胺多糖和II型胶原对维持透明软骨弹性好,耐磨损,低磨擦的特性起重要作用。

未穿透全层的软骨损伤,由周围软骨细胞分泌基质和纤维化愈合[1];损伤至全层和软骨下骨由纤维样软骨愈合。如损伤部位与骨髓腔相通且较小,可被骨髓细胞修复,两月后由纤维软骨充填,仍不同于正常透明软骨,且修复组织不与周围组织结合,随时间延长而退变崩解2]

[3][1、。这种修复能力在年轻动物比年老动物强,可能与骨髓成骨干细胞的数目和活性有关。Furukawa.T等分析软骨自身修复后胶原成分变化,4周I型40%,II型60%,12周主要为II

型胶原6月后胶原含量较正常多,而氨基己糖(hexosamine)较正常少,提示修复组织纤维样结构是缺少蛋白多糖(proteoglycan)引起的,而不是胶原型的变化。

二.人为干预软骨修复

1.软骨下骨钻孔修复软骨缺损

如前所述全层软骨和软骨下骨损伤有一定的修复能力,将部分软骨损伤钻孔至软骨下骨可诱导修复,修复组织起源于松质骨中具有成骨能力的间充质干细胞,修复组织为类透明软骨。Mithchell.N等认为修复组织1年时变为纤维软骨:深层保持了正常软骨细胞而表层为典型纤维软骨。有报道认为实际的修复率相当低(10-20%),且只见于年轻动物[5]。原因是成骨干细胞数目不足以充填缺损,另外修复过程太慢导致纤维化和修复失败[4]。

2.软骨移植

早在1836年Paul Bret首先进行动物自体软骨移植;1908年Lexer进行了23例全关节移植和11例半关节移植;Pap于1961年开展带薄层骨关节软骨移植(shell osteochondrol grafts)。自体软骨移植远近期效果都是满意的,可是来源有限不能满足临床需要。异体软骨移植由于免疫排斥远期会发生退变,但也有人认为软骨为弱抗原,细胞被包在基质中不与宿主淋巴细胞和抗体接触。

3.骨膜及软骨膜移植

1972年Tonna证实骨膜成骨性细胞本质是一种成骨,成软骨双重潜能细胞,其分化方向由所处环境决定。现在认为在低氧环境骨膜细胞分化停滞在软骨阶段。关节内是乏血管区,其分泌滑液氧张力低,有利于软骨形成。此外负重和活动亦促进软骨行成。韩一生等[8][6][7]对比骨膜和软骨膜修复软骨全层缺损,证明:两者均能再生为成熟透软明软骨,胶原的氨基酸组成不同于纤维软骨,接近透明软骨;24周软骨膜再生II型胶原,骨膜再生I,II型混合胶原;且再生软骨表面光滑,与周围组织愈合牢固。骨膜移植后II型胶原与蛋白多糖含量逐渐上

升,1年时II型胶原占80%表明成份接近正常透明软骨[3]。

Ritsilla[9]较早将骨膜移植用于临床修复软骨损伤。12例年轻患者随访一年,症状改善,关节镜检查:软骨平滑,3例组织活检证实为透明软骨。此后Pastacadi[10]骨膜移植治疗类风湿腕关节炎;Havid[11]治疗创伤性膑骨软骨软化症,都收到满意效果。Homminga GN等[12]治疗25人30膝，病因包括:外伤、骨软骨炎、软骨软化，症状、体征评分改善,缺损被类似关节软骨组织充填。

4.软骨细胞移植

自60年代中期开始关节软骨分离和体外培养为软骨修复提供了新的方法--软骨细胞移植。Peterson于1984年报道兔软骨细胞移植[13]。Brittberg M等,Takashi Noguchi等

[14],Grande DA等也从事了类似的实验。实验动物术后1天跛行,2-3天恢复正常步态;4周修

[14]复组织边缘清楚,12周表面平滑透明,边缘模糊,1年组织仍保持平滑透明边界不清。镜下

2周大部分缺损由透明软骨充填,4周仍为透明软骨,表面平,12周软骨下开始骨化,1年时仍保持透明软骨[14]。体外培养证明软骨细胞产生透明软骨,同时可被促使发展成肥大软骨细胞。肥大软骨细胞在体内刺激血管和骨髓侵入,继而软骨内骨化。Freed LE等[15]以番红-O染色蛋白多糖,trichome染色胶原，结果表明移植后两者含量逐渐上升,30天分别达到4% -8.3%和7% -20%，正常软骨蛋白多糖和胶原分别为9.7 1%和80 1.6%。Frenkel SR

定了理论基础。

1994年Brittber等[17][16]体外培养软骨细胞6月时II型胶原,蛋白多糖达到正常水平。这为软骨细胞移植修复软骨损伤奠报道临床应用软骨细胞移植的结果:23例外伤病人,全层软骨缺损1.6-6.5cm2,关节镜下取同侧未受损软骨体外分离培养14-21天,细胞悬液50-100ul,细胞数2.6-5 106注入缺损处表面覆盖骨膜.随访16-66月结果"优"或"好"16例,"一般"3例,"不好"4例,22例活检:12例证实损伤由透明软骨修复。以II型胶原抗体C11B1,C11C1和C11C2对5例标本分析都为阳性。这一技术已商业应用(Genzyme Tissue Repair(Boston Mass USA))。

5.未分化间充质细胞移植

未分化间充质细胞是骨,软骨,脂肪,皮肤,肌腱等组织的发生源。就成骨能力分为不依赖细胞和间质之间相互关系而直接向成骨细胞分化的确定性骨祖细胞(determined osteogenic precursor cell DOPC)和需要诱导物才能成骨的诱导性骨祖细胞( …… 此处隐藏：7238字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……