关节软骨组织结构复杂,虽然能够承受多个循环的巨大外力,但关节软骨即便受到轻微损伤后却不能自行愈合,关节的结构和功能取决于关节软骨的活力状态,如果没有关节软骨,将发生关节炎。 不幸的是,在促进关节软骨愈合方面几乎没取得进步。虽然存在某些内在愈合反应,但反应很小并且不充分。关节软骨缺乏血管、软骨细胞不能迁移、成熟软骨细胞不能增殖和改变合成方式都限制了修复反应。成熟软骨细胞对表浅损伤的反应能力有限,虽可返回到初期的软骨母细胞状态,具备复制DNA的能力,形成新的细胞,然而,这种代谢反应和酶反应短暂,不能提供足够数量的新细胞或基质以修复甚至很小的缺损。当软骨细胞在表浅或层厚软骨损伤的伤口边缘附近时,软骨细胞将死亡,虽然邻近的软骨细胞在伤后24小时表现出分裂活性,增加了基质合成。然而1—2周后,这些软骨细胞的活性又恢复到伤前水平。虽然在层厚软骨缺损的边缘和底部见到了流动的基质,但基质流的形成速度赶不上软骨内的磨擦性改变,通常到伤后2年时基质层磨损。
全厚软骨损伤深及骨质后,虽然出现了愈合反应,但形成的组织与关节软骨不同。当软骨下骨的血供暴露时,可出现同正常伤口修复一样的血管反应。血肿形成并转化为纤维蛋白团块。未分化的间充质细胞转变为原始纤维母细胞。软骨下骨的小血管侵入纤维蛋白团块,形成血管性成纤维细胞修复组织。松软的纤维血管组织填充了缺损,细胞成分更多而血管更少。这种透明样修复组织的I型胶原要比正常关节软骨多,这样纤维成分更多,因而修复组织的粘弹性和韧性较低,耐磨性能差,最终导致退变。
治疗
关节软骨损伤及其继发性关节炎的治疗方法包括非手术治疗和手术治疗。非手术治疗是指减轻关节的载荷。嘱病人减轻体重,改变活动方式,加强跨关节肌肉的锻炼,这些方法都可能有助于减轻一定的载荷。穿软鞋或使用支具也对病人有益,服用止痛剂和抗炎药也一样对病人有益。
如果需要手术治疗,清理、冲洗关节以去除退变的软骨片和引起炎症的酶,可能有助于减轻疼痛和交锁症状。虽然该术式的侵入性最小,但报告显示滑膜炎的缓解是暂时的。没有研究证实该术式有任何明确的益处,并且结果多变,不可预测,只有25%的病人对疗效满意。此外,没有证据证实关节磨削术能够恢复关节面的平滑性,实际上可能反而增加了关节的纤维化和软骨细胞的坏死。Mitchell和Shepard通过兔模型研究发现:对正常髌关节软骨进行磨削并没有激发软骨的明显修复反应。
Driscoll提出了手术治疗关节软骨损伤的4种方案,他称之为4个“R”:修复,置换,减压或切除。关节软骨和软骨下骨的修复可通过软骨下钻孔、微骨折或磨削关节成形术等手术来完成;所有这些手术都致力于从骨髓补充多能干细胞,以产生类似于全厚软骨损伤后所出现的愈合反应。尽管可出现典型的愈合反应,但形成的组织通常仍为纤维软骨,不是透明软骨,其粘弹性差。持续被动活动,电刺激和激光等方法都用来促进软骨愈合。基因治疗、生长因子、使用支架的细胞因子和不使用支架的细胞因子也在研究之中。也有人介绍了移植软骨细胞或具有生成新生软骨能力的软骨源性细胞或组织。该方法包括使用骨膜和软骨膜移植—其内的间充质干细胞能分化成软骨细胞、自体软骨细胞移植、自体或异体骨软骨移植。如果关节软骨不能恢复,可使用异体移植或假体来进行置换。截骨术是通过减轻关节表面的应力来解救受损的关节面,如胫骨高位截骨或Maguet胫骨结节截骨。O’Driscoll所提及的最后方法是切除已经发生关节炎改变的关节,同时行间置关节成形术,也可不行间置关节成形术。
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