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骨关节炎研究进展
骨性关节炎的术语最早由Garrod于1980年提出，骨关节炎或称退变性关节炎、老年性关节炎、增生性关节炎。该病可能是世界上最古老且最具慢性特征的疾病。骨关节炎是由于关节软骨首先退化磨损，随年龄增长而发病率明显增加的一种退行性关节疾病。临床上以关节疼痛、肿胀、活动受限及骨质增生为主要表现。目前病因不十分清楚，还不能根治，是老年人致残的头号杀手，有人称之不死的癌症。骨关节炎有逐年增多的趋势。产生这种状况主要有两个原因，一是人类寿命不断延长。二是各年龄段的人群均通过运动和娱乐性活动来提高和保持活力，运动创伤增多。
1 流行病学人群分布特点
关节软骨25岁以后开始退变，随着年龄增长，膝关节骨关节炎症状最早出现。本病在中年以后多发。国内外的初步调查显示，骨关节炎的总患病率约为15%，40岁人群的患病率为10%～17%，60岁升至50%。而在75岁以上的人群80%患有该病。骨性关节炎的发病无地域及种族差异。骨关节炎女性发病率高于男性，分别为2.59/1000和1.71/1000，尤其是绝经后妇女更多见。随着中国人口的老龄化，这一问题日益突出。目前，中国60岁以上人口已超过1亿，估计骨关节炎患者约为5000万。该病对人类的威胁正在迅速增加，该病的最终致残率为53%。有效的治疗和预防保健骨关节炎已成为重大的公共卫生学问题。
2 骨关节炎的分类
2.1 原发性
无明确外伤史引发的骨关节炎，关节退变是由于关节自身变性、遗传、体胖、增龄等因素造成的。多见于中年后患者，病变受累广泛。
2.2 继发性
一般有明确的外伤史，造成软骨损伤、关节炎症及韧带或关节囊损伤，由早期创伤性关节炎继发成骨关节炎。多见于青壮年患者，软骨损伤局限。
在我国以原发性骨关节炎多见。原发性膝关节骨性关节炎：其具体病因不明，是由力学、化学、生物、酶等多种原因通过不同或相同的机制作用引起的一组临床表现相近的，以关节功能障碍为主的疾病。
3 导致骨性关节炎的相关因素
通常认为骨性关节炎相关因素有十项：年龄、体重、性别、职业、活动量、损伤、遗传、畸形、激素、骨密度。目前流行病学研究己明确骨关节炎发病的危险因素如下：
（1）年龄、性别和种族：在原发性膝骨关节炎的危险因素中，增龄是最明显的危险因素。黑种人高于白种人。
（2）遗传因素：研究表明，膝关节骨关节炎是内在遗传因素和外在环境共同作用的结果。
（3）骨密度：有些骨关节炎患者其骨质较同年龄的对照组人群的骨密度高的多。骨密度高的人发生骨关节炎的可能性较大，骨量增加与骨关节炎的发生呈正相关。
（4）肥胖：临床研究证实，肥胖人群膝骨关节炎的发病率要高于正常体重者。美国一项调查指出，膝骨关节炎的患者体重减轻20%膝痛减低50%，减肥能使膝骨关节炎的发病率降低25%～50%。
（5）关节失稳：随着年龄的增长或受疾病的影响，神经系统对关节周围的肌肉和感觉的控制支配能力下降，关节周围肌力也下降，出现关节不稳。不稳定的膝关节很易发生关节炎。
（6）营养缺乏：研究表明，如果维生素D的摄入低于正常的1/3，则膝关节发生骨关节炎和关节疼痛的风险性增加3倍。
4 发病机制
4.1 骨性关节炎发病机制的三种假说
第一种假说：认为关节超负荷、滑液的改变、软骨下骨的微小骨折及血管形成等，导致细胞外基质分解，软骨细胞损伤，以及关节软骨退变，这是基于软骨外因素提出的影响膝骨关节炎发病的解释。
第二种假说：软骨基质内的稳定平衡破坏，蛋白酶或抑制剂，以及细胞因子和生长因子之间的比例失调，产生一系列酶促反应，直接导致细胞外基质进行性耗损。
第三种假说：软骨细胞病理性凋亡，引起关节软骨细胞数量大量减少，导致关节软骨进行性萎缩退变。对凋亡的研究将会为揭示骨关节炎发病机制提供思路。
前一种假说是从软骨外因素引起其自身发生病理变化，而后两种假说是从软骨内自身因素提出其发病本质，三种假说互为因果，为其病机的阐述提供依据。
4.2 骨性关节炎具体发病机制的探讨
（1）软骨因素：随着年龄增长，软骨细胞与基质功能衰退，胶原纤维的网状结构破坏，蛋白聚糖的降解，软骨力学性能的改变衰退，修复功能终将衰竭而消失，退变继续发展。
①自身免疫反应：当关节软骨病损后，最终可使软骨细胞、蛋白多糖及胶原蛋白的抗原决定簇显露，引起抗自体软骨成分的自身免疫反应，产生的抗原、抗体可抑制软骨细胞DNA、蛋白多糖和胶原的合成，进一步加重软骨退变。
②自由基对关节软骨的影响：过量的氧自由基可破坏关节软骨表面胶原纤维，损伤软骨细胞，攻击透明质酸分子使其解聚和降解，从而导致软骨的损伤。
（2）血循环障碍：血液循环障碍引起的骨内高压是形成膝骨关节炎的重要因素，也是导致本病一系列临床症状如膝痛、休息痛的直接原因。其本质病理变化是骨内静脉瘀滞。骨内静脉瘀滞学说是引起骨内高压的主要机制，而骨内微循环的病理改变是引起骨内高压持续存在的主要原因。因骨内静脉瘀滞，二氧化碳分压增高，关节软骨的营养受影响而产生退变；同时，由于氧供不足，刺激红细胞增加，使骨内血粘度升高，增加了骨内血流阻力，造成部分血管栓塞，发生骨小梁坏死，坏死的骨小梁在改建过程中引起骨质增生和硬化，进一步软骨和骨顺应性及负重最大接触面变化，加重关节软骨损伤。骨内静脉瘀滞导致滑膜分泌酸性滑液，滑液的改变使关节内软骨营养障碍导致关节软骨中软骨母细胞活动紊乱。
（3）内分泌紊乱：在一些内分泌疾病患者膝骨关节炎呈现高发。流行病学调查也证实雌激素减退有增加骨性关节炎危险的可能性。绝经后妇女比同龄男性更易出现膝骨关节炎的症状，并且进展更快。
5 骨关节炎的病理进程
首先，关节软骨退变、磨损、消失，软骨下骨裸露、硬化、软骨下骨血肿囊性变，骨赘形成，滑膜增生、积液、韧带及半月板退变、纤维化，肌肉萎缩，最终关节面广泛破坏，关节畸形。
软骨的变化表现为关节软骨软化剥落。关节软骨4层结构由水、胶原、蛋白聚糖及软骨细胞组成。软骨在挤压活动下蠕变反应——软骨与滑膜液营养物质交换。软骨损伤后软骨面软化、裂缝、掀起、脱落、软骨下骨暴露。
滑膜的变化表现为滑膜组织增生水肿。透明质酸滑液—营养软骨和润滑关节面。通过滑膜细胞吞噬能力进行新陈代谢。由于滑膜炎症使滑膜充血水肿，滑膜增厚，软骨表面形成血管翳促使软骨破坏。
骨质的变化表现为髌骨上下极、胫骨平台、股骨髁等处形成骨赘。由于软骨下骨反应性增生、硬化、水肿、囊变。增生机理可能是骨髓内淤血，缺氧二氧化碳升高刺激骨母细胞增高——骨赘。
软骨游离体的形成。软骨碎片在滑液中存活，滚动成型深层软骨细胞坏死钙化。该游离体有别于滑膜软骨瘤病和骨赘骨折。
半月板磨损退变和关节内韧带磨损等相续出现。
6 诊断
6.1 评估和分级
6.1.1 Outerbridge分类用于骨关节炎的分级 骨关节炎的评估和分级依然较困难，Outerbridge分类起初用于髌骨软骨软化的分级，现在常常在骨科应用于骨关节炎的分级。
（1）0级表示正常关节软骨；
（2）1级为软化和肿胀的软骨，
（3）2级表示软骨有早期的裂隙但没有达到软骨下骨，直径小于0.5英寸，
（4）3级表示软骨裂隙达到软骨下骨，但没有暴露软骨下骨，直径大于0.5英寸，
（5）4级为各种直径的软骨下骨暴露。
6.1.2 X线片的骨关节炎分级（Kellgren and Lawrence） 目前在临床上继续沿用：
（1）0级：正常。
（2）Ⅰ级：关节间隙可疑变窄、似有骨赘，
（3）Ⅱ级：关节间隙可疑变窄、明显骨赘，
（4）Ⅲ级：关节间隙明确变窄、中量骨赘，
（5）Ⅳ级：关节间隙明显变窄、大量骨赘、硬化和畸形。
6.2 骨关节炎的临床表现
62.1 主要症状 为受累关节的反复发作性疼痛，如膝关节早期上下楼疼、蹲起疼、行走疼、关节肿胀、关节僵硬、活动时骨擦音，后期出现关节积液及骨性肥大,功能障碍或畸形。
6.2.2 查体 早期髌下区压痛，髌骨研磨痛，推髌痛或提髌痛，髌骨内或外侧皱襞压痛，随病情进展膝关节内髁、内侧胫骨平台、膝后侧压痛，伸屈角度受限，内翻畸形。
该病的晨僵时间一般数分钟至十几分钟（该晨僵表现不同于类风湿性关节炎，它不一定出现在早晨刚起床，而是关节静止一段时间后都可出现僵硬，所以常称为“胶着感”）。关节肿胀早期为少量关节积液的局限性肿胀，随病情进展可有弥漫性肿胀和滑囊增厚性关节肿。
6.2.3 实验室检查
血常规、免疫复合物及血清补体等指标一般在正常范围。伴有滑膜炎的患者可出现C反应蛋白（CRP）和血沉（ESR）轻度升高。类风湿因子及抗核抗体阴性。关节积液一般淡黄色、透明、黏稠度正常。
6.2.4 X线检查 骨关节炎的X线特点为：非对称性关节间隙变窄；软骨下骨硬化和囊性变；关节边缘的骨质增生和骨赘形成；关节内游离体；关节畸形。
根据患者的症状、体征和影像学检查, 诊断骨关节炎的并不困难。可参照美国风湿病学会1995年的骨关节炎诊断标准。
6.3 膝骨关节炎诊断标准
6.3.1 临床标准 包括以下5条：
（1）近1 个月大多数时间有膝关节疼痛；
（2）有骨摩擦音；
（3）晨僵小于等于30分钟；
（4）年龄大于等于38岁；
（5）有骨性膨大。
满足（1）+（2）+（3）+（4）条,或（1）+（2）+（5）条或（1）+（4）+（5）条者可诊断为膝骨关节炎。
6.3.2 临床加放射学标准 包括以下6条：
（1）近1个月大多数时间有膝痛；
（2）X线片示骨赘形成；
（3）关节液检查符合骨关节炎；
（4）年龄大于等于40岁；
（5）晨僵小于等于30分钟；
（6）有骨摩擦音；
满足（1）+（2）条或（1）+（3）+（5）+（6）条,或（1）+（4）+（5）+（6）条者可诊断为膝骨关节炎。
7 骨关节炎治疗概要
7.1 非手术治疗
非药物治疗：患者教育、自我保健、心理辅导、减肥、关节活动度训练、肌力强化训练、辅助支具、物理疗法、针灸疗法、非负重活动等。
药物治疗：口服药类如非甾体消炎药（NSAIDs）和环氧化酶-1和环氧化酶-2（COX1和COX2）、止痛药、软骨营养药、中药等。
关节内注射药：糖皮质激素、透明质酸钠。
局部外用药等。
7.2 手术治疗
微创手术；关节镜下关节清理术。
开放手术：截骨术、骨软骨移植术、软骨细胞移植术、人工关节置换术等。
7.3 其它治疗：干细胞培养、组织工程学、基因治疗等。
8 骨关性节炎治疗的选择
8.1 非手术治疗
发病早期，症状较轻，X线片（0～Ⅰ级），未经过正规医院的系统治疗者，或者经药物治疗症状明显逐步好转者，当然，症状较重的中晚期有手术禁忌证的患者或拒绝手术的患者，也需非手术治疗手段。根据症状给药。
以单纯软骨病变为主要症状的患者给以非甾体类药物、软骨的营养性药物、透明质酸纳腔内注射。
以软骨病变伴发滑膜炎症状的患者给以非甾体类药物、软骨的营养性药物、透明质酸纳腔内注射、糖皮质激素腔内注射、中药及理疗。
以滑膜炎和关节内积液为主要症状的患者给以非甾体类药物、糖皮质激素腔内注射、中药及理疗。
8.2 关节镜微创手术治疗
症状明显，X线片（Ⅰ～Ⅲ级），经过正规医院的系统治疗半个月以上者症状无改善，甚至2个月保守治疗无显效。伴游离体、半月板绞索症状者。尽管X线片变化不重，药物治疗后病情也经常反复者。临床症状局限者都是关节镜微创手术治疗的适应证。
8.3 关节镜手术
8.3.1 手术适应证 包括以下5条：
（1）经正规药物治疗2个月无效果，X-ray（Ⅰ～Ⅲ级）或MRI（软骨磨损Ⅱ级以上）。
（2）反复保守治疗时好时坏，X-ray（Ⅰ～Ⅲ级）。
（3）伴游离体绞索、半月板损伤症状、较重滑膜炎等。
（4）无手术禁忌症，如手术区皮肤皮疹、感染、僵直等。
（5）关节病情较重但拒绝截骨术、关节置换也可酌情考虑。
8.3.2 提高关节镜手术疗效 包括以下的三要素：
（1）选择合适的病历，掌握手术适应症（较轻的病历或严重的病历慎重）
（2）娴熟的手术技巧，局限化轻柔性操作（仅处理病痛区，不提倡地毯式清理）
（3）系统的术后康复，逐步练功加辅助治疗（术后复查、指导练功和理疗、药疗）
8.3.3 关节镜手术的主要步骤 包括以下4个步骤：
（1）关节冲洗：清除软骨碎渣、小游离体和致病因子，清除胶原抗体、减缓自身免疫反应减少滑膜炎症，清除滑膜水肿。
冲洗液中的阳离子吸附带负电荷的致痛因子，补充钠、钾离子调解软骨、碱化关节液。
（2）软骨处理：清除剥脱状态下的软骨（软骨损伤后自愈能力很差，尽量保留软骨
修平缺损的软骨边缘），气化仪固缩软骨边缘，软骨光滑不易掀起。
软骨下骨的钻孔起到减压及缓解疼痛的作用，对因软骨下骨挤压、淤血、缺氧、坏死、囊性变、局部骨压增高引起顽固性骨痛有效（部分患者临床有效）。有促进软骨修复可能，通过软骨下骨髓腔的多浅能细胞聚集分化为软骨细胞修复缺损。（组织学检查有纤维软骨或钙化形成）
通常认为软骨下骨出现水肿（淤血）甚至囊性变时，钻孔准则为钻孔比不钻孔好，钻孔比磨钻好，小孔比大孔好，多而细比单而粗好，外伤型优于退化型。常钻孔的部位是股骨内髁钻孔、胫骨内侧平台钻孔、髌骨体钻孔。
软骨移植是有很好治疗前景的一种手段，自体非负重区马塞克柱状软骨移植已用临床。
（3）骨赘的处理：骨赘被认为有稳定骨关节的自我保护作用，但在一些部位造成关节绞索和滑膜炎反应，骨赘处理的处理重要针对造成活动受限或绞索的骨赘，如髌骨上极已经折断的骨赘及向关节内突出的骨赘，与滑车上缘骨赘撞击或绞锁的骨赘。髌骨
下极向关节内突出的骨赘，肥大髌骨下极骨赘造成关节伸直受限，髌下挤压痛（Hoffa氏病）。髁间窝和髁间棘增生造成关节伸直受限或绞锁时需要处理。髌骨外缘增生和滑车增生需酌情处理。股骨内外髁外缘及胫骨平台缘骨赘一般无须处理或谨慎处理。
（4）镜下其它操作：取游离体、修整退变的半月板缘、刨削炎性充血增生的滑膜（送病理），主要是髌下滑膜和内髁对应的充血滑膜。清除炎性的髌骨内、外侧皱壁、清理髌下脂肪松解挛缩的髌骨外侧支持带，松解炎性索带及粘连带
8.3.4 关节镜手术操作要点 主要包括以下7点：
（1）术中解决主要问题，避免面面俱到。
（2）可保留的软骨尽量保留，软骨缺损缘修成斜面或软骨面尽可能平整。
（3）手术要轻柔避免损伤正常软骨。
（4）MRI定位下软骨下骨水肿或囊变区打孔要细而深。
（5）非炎性或不大的皱壁无需清除。
（6）不要过力扭曲关节。
（7）为视野清楚处理顺序应游离体-半月板-软骨-滑膜。
8.3.5 关节镜术后的系统康复 练功康复：术后抬高患肢，第1天练直腿抬高练股四头肌力（等长练习）；第2天坐病床傍非负重屈膝活动（等张练习）；第3天试站立及非负重行走。强调早期练功，但避免次数过多。酌情早期下地，应避免不必要走动。适度屈伸关节，应避免早期下蹲。
药物康复：避免或减轻有痛练功，术后继续服用一段时期非甾体类药物、软骨营养药物的治疗。
辅助治疗：中医、中药及物理康复
腔内注射：透明质酸纳关节腔内注射，滑膜炎较重者术后联合关节腔内注射给药，如糖皮质激素＋透明质酸纳。
糖皮质激素有抗炎镇痛特性减少炎性渗出，抑制花生四烯酸及其代谢产物（前列腺素、白三烯）的合成和释放。但激素影响未成熟的软骨母细胞向成熟软骨细胞的转变，破坏软骨细胞代谢，所以糖皮质激素＋透明质酸纳联合腔内给药比较安全。目前临床使用一种高效价的糖皮质激素（缓解关节滑膜炎症及疼痛取得明显效果。该高效价的糖皮质激素是一种复合激素，每毫升含有二丙酸倍他米松5 mg（脂性）长效发挥疗效，倍他米松磷酸钠2 mg（水性）速效发挥作用。
8.3 开放手术治疗
症状和体征都比较严重，X线片（Ⅲ～Ⅳ级），膝关节内翻或外翻畸形明显，骨赘广泛尤其后关节区，负重正位X线片胫股关节内侧间隙消失，胫骨软骨下骨及股内髁大量囊性变，年龄中老年，多适合人工关节置换术等开放手术治疗。
8.4 开放手术治疗
8.4.1 截骨术 对于由于膝内翻或膝外翻造成骨关节炎，胫股关节行走痛，保守治疗无效，年龄中年或更小不适合人工关节置换者，可行胫骨近端截骨术。
8.4.2 关节置换术 症状和体征都较严重，膝关节内翻或外翻畸形明显，胫股关节内侧间隙消失，骨赘广泛及负重区软骨下骨大量囊性变，年龄中老年，多适合人工关节置换手术治疗。
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