关节软骨损伤修复..docVIP

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[1、2]。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[3]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。 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[6]。现在认为在低氧环境骨膜细胞分化停滞在软骨阶段[7]。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]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[14]。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[16]体外培养软骨细胞6月时II型胶原,蛋白多糖达