孟维春[1]2001年在《力学因素对关节软骨影响的实验研究》文中研究指明关节软骨是构成关节的重要成分，其力学性质对关节的正常功能以及某些关节疾病如骨关节炎的形成具有重要意义。骨关节炎是临床上常见疾病，其主要病变是关节软骨的慢性退行性变，引起关节的疼痛和功能障碍，严重影响患者的生活质量，但目前对其防治尚无简单而有效的措施。骨关节炎的病因很多，力学因素是其中重要的原因。为进一步探讨力学因素对关节软骨的影响，本课题对正常关节软骨的生物力学特性及相关的组织学形态变化进行了研究，开展了如下工作：一、正常关节软骨压缩特性的实验研究 应用微力学实验装置，测定关节软骨在受压状态下应力和应变、以及随时间的变化，探讨正常关节软骨的压缩特性。实验中将正常关节软骨制成圆柱形标本40个，平均分为A、B、C、D四组。应用两种不同的力学实验装置分别对A、B组关节软骨加载，测定软骨在受压后1秒末的应力和应变值，作出应力—应变曲线图，将两组结果进行比较；C组关节软骨在恒定压力下受载，测量关节软骨在受压后不同时间应变值的变化。D组关节软骨受压后并保持一定的应变值，观察关节软骨受压后不同时间压力的变化。实验结果显示：①正常关节软骨的瞬时应力—应变曲线呈非线性关系，应力越大，弹性模量值越高；两种装置的实验结果具有明显差异性。②关节软骨在恒定应力作用下，应变随时间的延长而增大，最终达到一恒定值。③关节软骨在保持一定应变所需要的应力，将随着时间的延长而不断减小，最终达到一恒定值。本实验结果表明：关节软骨是一种很好的粘弹性材料，具有良好的弹性和抗压特性；在受到低应力作用时主要表现为弹性特性，而在受到高应力作用时则主要表现为抗压特性。对软 力学因素对关节软骨影晌的实验研究 中丈箔要 骨采用不同p压，所狈定的瞬时弹性模量值具有显着差异。 二、关节软骨在受压状态下wig＄R）15iffi52ljlt察。为探讨旅…弧时的内部结构变化，我JJJIiF常成人关节。＿’， 软骨伟成圆柱形标本，朋－向加载，置于固定液中固定；纵向4 切取标本，分另作常规HE娜甲苯胺蓝染色，观察软骨细胞的形态变 化和蛋白多糖浓度的变化；用扫描电镜卿隐鄙阑原纤维的结构变化。鹏发 现，关节软骨在受压后软骨细胞变得扁平，蛋白多糖的浓度增加，溅纤 维变得弯曲、不规贝，甚至断裂。本实验结果表明：关节软骨在受压后会 出现内部结构的变化；如果应变较大，R5；起软骨细胞的损伤和哪纤 维断裂等结构破坏征象。
梁楚西[2]2015年在《针刀干预对KOA兔韧带胶原相关因子及软骨细胞凋亡因子基因、蛋白表达的影响》文中指出研究背景:膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)是以膝关节疼痛和功能障碍为主要临床表现的常见退行性骨关节病,针刀治疗KOA有较好的疗效,本课题组前期以韧带生物力学和软骨力学信号的传导为切入点,对针刀治疗KOA的短期作用机制有了初步探讨,但仍缺乏长期疗效观察及作用机制的研究内容,本研究依托国家自然科学基金"针刀干预对膝骨关节炎韧带力学改变及软骨细胞力学信号转导的影响"的部分内容,在前期工作基础上,继续探讨针刀治疗KOA的"调筋治骨法"的长期效应机制。研究目的:本研究拟以改良后左后肢伸直位固定法的KOA兔模型为研究对象,从中医经筋学说出发,结合针刀医学对KOA发病机制的动态力平衡失调的认识,运用X-ray、光镜、扫描电镜、Real-time PCR、Western Blot等技术,观察软骨形态学、韧带基质胶原相关因子及软骨细胞凋亡因子基因和蛋白的表达,验证针刀通过调控韧带基质,减缓韧带刚性,增强弹性,减轻韧带对关节软骨不良应力刺激,阻抑软骨细胞的凋亡和退变的假说,揭示针刀通过矫正"伤筋"而"正骨"的科学性,为临床治疗KOA远期疗效的机制研究提供一定的实验依据。研究方法:选用6月龄雄性健康新西兰家兔,随机分为4组,分别为正常组、模型组、针刀组和电针组,以改良后左后肢伸直位固定制动法制备KOA兔模型,后两组以造模后1周开始干预治疗,针刀组以膝关节内、外侧副韧带及髌韧带为松解对象,以纵疏横剥法进行针刀松解,每周1次,共治疗3周;电针组取阴陵泉、阳陵泉、内膝眼、外膝眼,电针频率2/100 Hz,强度3mA,每次电针20 min,每周治疗3次,共3周。于造模后及取材前对各组兔的行为学进行评价、取材前对各组兔影像学进行检测;取材后,以光镜和扫描电镜观察各组兔软骨的病理学表现;以Real-time PCR法和Western blot法检测韧带转化生长因子-β1(TGF-β1)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)及软骨细胞凋亡因子Bcl-2、Bax、Caspase-3基因和蛋白表达水平,最后对上述指标进行比较分析。研究结果:1行为学观察示:造模后,模型组、针刀组、电针组行为学评分较正常组均明显升高(P<0.01),治疗结束3周后,针刀组、电针组评分较模型组降低(P<0.01),且针刀组积分改善程度明显(P<0.01)。说明治疗结束3周后,针刀干预对KOA兔关节疼痛、活动度、肿胀和步态等行为学指标亦有改善。2影像学观察示:正常组兔X线膝关节面光滑,软骨下骨密度均匀,关节间隙正常;模型组兔可见明显关节间隙变窄,有明显关节边缘骨赘形成,关节面粗糙,软骨下骨可有高密度影。X线评分示干预治疗后有不同程度改善:针刀组、电针组与模型组比有极显着性差异(P<0.01),针刀组与电针组相比无明显差异(P>0.05)。3软骨光镜观察示:正常组软骨表面光滑,结构清晰完整;模型组软骨表面时有剥脱缺损,细胞排列紊乱,潮线模糊或见双重潮线;针刀组软骨表层较光滑,结构基本正常,细胞排列较整齐;电针组软骨表层可见局部缺损,细胞排列轻度紊乱,或有血管翳生成。干预治疗后,针刀组及电针组表现介于正常组与模型组之间,Mankin评分示针刀组、电针组评分与模型组相比均有极显着差异(P<0.01),针刀组与电针组无明显差异(P>0.05)。4软骨扫描电镜观察示:针刀组及电针组对KOA兔膝关节软骨均有不同程度的改善,从软骨表面完整性及表面的无定性物质分布,裂隙的大小及胶原纤维的表现来看,针刀组KOA软骨的扫描电镜的观察结果更优于电针组。5软骨Real-time PCR法和Western blot法检测结果示:造模后,Bcl-2 mRNA表达量、Bcl-2/BaxmRNA比值较正常组明显降低(P<0.01),Bax、Caspase-3mRNA表达量明显升高(P<0.01);Bcl-2蛋白表达量、Bcl-2/Bax蛋白比值及Bax的蛋白表达水平与正常组相比无统计学意义(P>0.05),Caspase-3蛋白表达水平较正常组明显升高(P<0.01)。治疗结束3周后,针刀组、电针组Bcl-2 mRNA、BcⅠ-2/Bax mRNA比值表达量较模型组均显着升高(P<0.01),Bax、Caspase-3 mRNA表达量较模型组均显着降低(P<0.01);针刀组、电针组Bcl-2蛋白表达量、Bcl-2/Bax蛋白比值较模型组均有上升趋势,但与模型组相比差异无统计学意义(P>0.05),两组Caspase-3蛋白表达水平较模型组显着降低(P<0.01),且针刀组与正常组相比差异无统计学意义(P>0.05)。上述结果提示,造模后引起了软骨细胞凋亡过程的发生,针刀干预3周后仍能上调Bcl-2、Bcl-2/Bax基因和蛋白表达比值,下调Caspase-3基因和蛋白表达水平,对阻抑KOA软骨细胞凋亡进程有更好的调控作用。6 韧带 Real-time PCR 法和 Western blot 法检测结果示:造模后,TGF-β 1、Col-Ⅰ mRNA及蛋白表达水平较正常组均明显上升(P<0.01),治疗结束3周后,针刀组及电针组TGF-β1、Col-ⅠmRNA表达水平均低于模型组(P<0.01,P<0.05),TGF-β1、Col-Ⅰ蛋白表达水平较模型组亦有下降趋势,其中针刀组TGF-β 1蛋白表达水平与模型组相比有极显着性差异(P<0.01);针刀组TGF-β 1、Col-Ⅰ基因及蛋白表达水平均低于电针组,TGF-β 1、Col-Ⅰ基因表达量与电针组相比差异明显(P<0.05)。结论:1针刀干预通过抑制韧带TGF-β1和COL-Ⅰ的基因及蛋白水平的过度表达,调节韧带基质,恢复韧带的结构和功能,改善KOA力学平衡。2针刀干预可以减缓KOA关节软骨细胞凋亡进程,阻抑KOA病理进程。3针刀干预通过恢复膝周韧带的结构和功能,有利于关节的稳定性,从而减少软骨的不良刺激,阻抑其凋亡过程及进一步损伤可能是其治疗KOA的长期效应机制之一。
刘东东[3]2017年在《幼年和成年关节软骨的准静态力学性能和棘轮性能研究》文中研究说明骨关节炎是一种退行性疾病,主要表现为进行性破坏的关节软骨,软骨下骨增厚,骨赘形成和滑膜炎症,尽管是所有因素的联合影响,关节软骨破坏被认为是骨关节炎发病机制的主要中介。关节软骨覆盖在膝盖关节的末端,支持和分配关节表面的负载和压力,在运动中起到减缓震动的作用。关节软骨的成熟是后天发展的过程,用以适应关节表面特定位置生物力学的需求,一般软骨在生长和发育过程中形态上发生变化进一步达到成熟,同时机械疲劳是生长过程中造成骨关节炎的主要原因。因此,研究成年和幼年关节软骨的动态和静态机械性能对关节软骨疾病的预测和治疗有重要作用,并能够为人工软骨的制造提供依据。本文采用一个月和八个月猪的新鲜关节软骨制备了幼年组和成年组的实验模型,测试了它们在准静态压缩载荷下的蠕变、率相关性能以及动态压缩下的棘轮行为。同时,借助非接触式数字图像技术研究了幼年和成年猪关节软骨不同层区的力学行为。实验研究发现,随着施加应力的增加,幼年组软骨和成年组软骨蠕变应变的累积速率明显增快,并且幼年组软骨的蠕变速率明显大于成年组软骨蠕变速率,二者之间的差距随着施加应力的增加而增加;幼年组软骨各个层区的蠕变应变和蠕变速率均高于成年组软骨蠕变应变和蠕变速率,在浅表层二者之间的差距最大,中间层弱之,在深层区二者的差距并不明显,并且随着应力增大这种现象更加明显;成年软骨和幼年软骨有着各自的率相关性,加载过程中成年组软骨的弹性模量高于幼年组软骨的弹性模量。比较幼年组软骨和成年组软骨的棘轮行为发现,相同圈数、应力幅值和加载率下,幼年组软骨的高于成年组软骨的棘轮应变,循环加载初期二者差异比较明显,并且应力幅值的改变对成年软骨和幼年软骨棘轮行为的差异影响很大。通过完成蠕变、蠕变-恢复和保持时间对循环加载影响的实验,研究了静态与动态载荷结合下关节软骨的力学行为。结果发现,蠕变越久,应变越大,在一定时间恢复之后仍然存在不可逆的变形;幅值越大关节软骨棘轮应变积累越迅速;随波峰和波谷保持时间的增加,关节软骨棘轮应变速率加快;蠕变预加载使软骨强化,有效地改善了关节软骨抵抗棘轮变形的能力,蠕变后恢复会减弱这种强化作用。
任富继[4]2009年在《高效价糖皮质激素治疗膝骨性关节炎的临床与实验研究》文中提出目的:临床观察高效价糖皮质激素联合透明质酸钠关节腔内注射对膝关节骨性关节炎患者的临床疗效,并通过动物实验研究关节腔内注射高效价糖皮质激素对关节正常软骨的影响,从而探讨一种合理、安全、有效的使用糖皮质激素的方式,进而指导临床用药。方法:临床部分:对符合纳入标准的90例伴有急性滑膜炎的骨性关节炎患者,按就诊的时间段不同分入研究组与对照组,研究组50例,对照组40例,均取单侧患膝为观察单位。研究组患者首次给予患膝复方倍他米松和透明质酸钠,之后单纯给予透明质酸钠一疗程,对照组首次给予患膝醋酸泼尼松龙和透明质酸钠,继之亦单纯给予透明质酸钠一疗程。在治疗前、治疗后1周、2周、4周、5周、3个月及6个月随访时,对患者进行膝关节指数的评分与分级,以及Lysholm膝关节功能评分。所有数据应用Spss11.5进行统计学分析。实验部分:27只成年日本大耳白兔,随机分成3组:干预1组、干预2组及对照组,每组9只。将干预1组又随机分为3个亚组:1a,1b,1c,首次双膝关节腔内注射复方倍他米松0.05ml/kg,3个亚组分别于间隔1周、2周、3周后再次以同样的方式给药一次。干预2组亦分为3个亚组:2a,2b,2c,首次双膝关节腔内注射复方倍他米松0.05ml/kg+透明质酸钠0.2ml,3个亚组分别于间隔1周、2周、3周后再次以同样的方式给药一次。对照组亦分为3个亚组:3a,3b,3c,首次双膝关节腔内注射无菌生理盐水0.3ml,3个亚组分别于间隔1周、2周、3周后再次以同样的方式给药一次。分别于两次给药后2周的第一天取膝关节软骨标本(股骨内髁和滑车)。将内髁的软骨标本做石蜡切片,行HE染色,光学显微镜观察、计数空陷窝;并应用EnduraTEC ELF3200生物力学测试系统对滑车软骨标本进行纵向拉伸实验。结果:临床部分:治疗前两组患者的病程、性别、年龄构成比较,及两组患者的膝关节指数评分及Lysholm评分比较无统计学意义(p＞0.05)。治疗后1周:两组患者的疗效与Lysholm评分比较均无统计学意义(p＞0.05)。治疗后5周及3个月随访时:两组患者的疗效与Lysholm评分比较均有统计学意义(p＜0.05),研究组的疗效要优于对照组。6个月随访时:两组患者的疗效与Lysholm评分比较均无统计学意义(p＞0.05)。实验部分:1.关节大体形态观察:对照组软骨呈蓝白色,色泽明亮。干预1组依两次给药间隔时间的延长,关节软骨表面光泽度逐渐增加,从灰白到轻度灰白色。而干预2组的情况要相对好于干预1组。2.HE染色结果:对照组关节软骨表层光滑,软骨细胞层次清楚、排列整齐,大量软骨细胞柱,无簇聚软骨细胞及核固缩现象,潮线完整、无破坏。干预1组中的1a、1b、1c亚组关节软骨发生不同程度的退变,主要表现为软骨细胞层次模糊,排列紊乱,软骨细胞柱消失,有少量簇聚的软骨细胞,较多空陷窝。相应的干预2组情况较好,2c组情况最好,接近对照组。空陷窝数占软骨细胞总数比例的比较经χ~2检验,1a、1b、1c、2a、2b任意两组间没有统计学意义。2c组与干预组中其他各组比较有统计学意义(p＜0.05),与对照组比较没有统计学意义(p＞0.05)。3.生物力学测定:所有各亚组之间抗拉伸强度进行比较,经方差分析,除3a、3b、3c叁组之间比较无统计学意义(p＞0.05)外,其余各组间两两比较差异均有统计学意义(p＜0.05),即抗拉伸强度:3a=3b=3c＞2c＞2b＞2a＞1c＞1b＞1a。结论:与传统使用的糖皮质激素(醋酸泼尼松龙)相比,关节腔内注射高效价糖皮质激素(复方倍他米松),并联合透明质酸钠按疗程使用,能够显着缓解骨性关节炎患者的急性滑膜炎症状,在控制渗出、疼痛方面疗效俱佳,且该种激素用量小,疗效维持时间长,从而避免了反复多次使用激素的弊端。通过动物实验证实关节腔内注射糖皮质激素时,要尽量选择用量少、效价高的糖皮质激素,尽量延长两次使用激素的间隔时间,并联合透明质酸钠使用是安全、合理的。
方娟[5]2016年在《不同力学环境导致宏微观骨结构变化的数值模拟及多尺度实验研究》文中认为骨组织具有功能适应性,可以通过骨重建过程调整自身结构和质量分布以适应其周围力学环境。骨重建过程主要受力学因素调控,长期处于不正常力学环境下会导致骨形态结构异常,进而导致骨疾病发生,如骨性关节炎(Osteoarthritis,OA)和骨质疏松症(Osteoporosis,OP),降低了老年人的生活质量,并且给社会经济增加了沉重的负担。为了深入探索不同力学环境对骨结构的影响机制,本文采用定量骨重建理论结合有限元法,模拟不同力学环境对宏观和微观骨结构的影响,并对骨密度(Bone mineral density,BMD)和力学性能的变化进行定量分析,探讨力学因素与骨形态结构异常的关系,为临床上骨疾病的预防和治疗提供理论依据;采用实验方法研究了生长期雌性大鼠进行不同水平负重和负重跑步运动对多尺度骨属性的影响,从宏观-细观-微纳观不同尺度对比了骨宏观力学性能、微观结构及纳观材料属性的变化,探讨不同水平负重和负重跑步运动对骨形态结构和力学特性的影响。本研究有助于深入认识不同水平力学激励导致生长期大鼠骨骼在不同尺度的变化,为青少年期进行合理锻炼以增加骨强度提供理论依据。本文研究内容可分为以下叁部分:第一部分,采用适应性定量骨重建理论结合有限元法,模拟不同力学环境下叁维胫骨近端内部BMD的变化,探索力学环境与骨形态结构异常的关系。利用计算机断层扫描(Computed tomography,CT)获得右侧胫骨近端影像数据,在MIMICS 17.0软件中建立胫骨近端叁维模型,导入到大型有限元软件ANSYS12.0中建立叁维胫骨近端有限元模型,采用有限元法与定量骨重建理论相结合,首先对年轻人正常力学环境下叁维胫骨近端内部结构进行模拟预测,为了验证模拟结果,在胫骨近端选择感兴趣区(Region of interest,ROI),对BMD进行定量分析,并与临床测量结果进行对比。模拟结果表明,年轻人正常力学环境下叁维胫骨近端BMD的分布与临床测量正常胫骨近端结果一致,说明本研究采用的方法可以较为准确地模拟胫骨近端叁维内部结构。验证模型的准确性之后,根据膝外翻胫骨平台上关节力变化规律,改变胫骨平台上的载荷分布,以正常胫骨近端模拟结果为初始结构,模拟预测了老年人膝外翻6°后叁维胫骨近端内部结构。在胫骨近端选取ROI对BMD进行定量分析,并与临床测量结果进行对比,结果表明,膝外翻后胫骨近端BMD分布与临床上OA患者测量结果一致。可见力学环境的变化是导致OA的重要原因之一,长期处于不正常力学环境可能会导致OA的发生。此外,本文采用的方法可以较为准确地模拟不同力学环境下叁维胫骨近端内部结构,有助于更好地理解OA的发病机制,还可以为OA的早期预防与诊断提供理论依据,是进一步研究全膝关节置换后假体周围骨吸收的基础,并为假体的优化设计提供理论依据。第二部分,探索女性由于老龄和绝经导致骨量和松质骨微结构及力学性能的变化。采用细观水平定量骨重建理论与有限元法相结合,模拟6种不同工况下叁维松质骨微结构的变化,同时计算松质骨微结构的力学性能。这6种工况包括:(1)板状松质骨微结构的形成;(2)杆状松质骨微结构的形成;(3)载荷方向发生变化;(4)骨小梁断裂后结构变化模拟;(5)板状结构退化穿孔;(6)女性老龄化过程中松质骨微结构变化。结果表明,活动量减小48.48%导致松质骨微结构形态参数骨体积分数(Bone volume fraction,BV/TV)、骨小梁厚度(Trabecular bone thickness,Tb.Th)分别减小52.44%和55.79%,而骨小梁分离度(Trabecular bone separation,Tb.Sp)增大2倍,此时结构表观弹性模量和表观屈服强度分别降低了70.37%和74.09%。当发生微损伤时,松质骨微结构形态参数和表观弹性模量并未发生明显变化和降低,但是当力学激励阈值提高16.67%时,表观屈服强度降低了13.86%。对于女性,在40岁到60岁的20年时间里,由于绝经和老龄的共同作用,其松质骨微结构形态参数BV/TV和Tb.Th分别减小了14.00%和23.96%,而Tb.Sp则增大了23.16%,此时表观弹性模量和表观屈服强度分别降低了24.92%和25.23%。可见,老龄导致了骨量流失,而雌激素缺乏加速了与老龄有关的骨流失,与此同时,松质骨微结构退化,松质骨微结构强度大大降低,从而增加了骨折的风险。本研究模拟了由力学因素和生物学因素共同作用导致的松质骨微结构变化,并对这种变化进行定量分析,可以为临床上预防和治疗由于老龄和绝经导致的骨量流失提供理论依据,及为其他骨疾病如废用导致的OP的治疗提供帮助。第叁部分,深入探索不同水平力学激励对生长期骨骼不同尺度属性的影响,将96只1月龄雌性Wistar大鼠随机分为对照组、负重12%组、负重19%组、负重26%组、跑步运动组、负重12%跑步运动组、负重19%跑步运动组、负重26%跑步运动组。对其进行中等强度的跑步运动训练,速度为12 m/min,15 min/天,7天/周。8周实验后处死,取血液离心后获得血清检测其碱性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶,评估其成骨和破骨细胞活性;取大鼠股骨进行多尺度实验研究,对股骨干皮质骨进行叁点弯曲力学试验、微型计算机断层扫描(Micro-computed tomography,Micro-CT)、纳米压痕测试、化学成分分析及扫描电镜观测,对皮质骨宏观力学性能、叁维微观结构、纳观力学性能、钙、磷含量及股骨干皮质骨横向断裂面微观形貌进行检测和观察;对股骨头松质骨进行Micro-CT扫描、荧光测试和纳米压痕力学测试,评估其叁维微观结构、骨矿化沉积率和骨形成速率,及纳观力学性能。结果表明,在生长期进行负重和负重跑步运动未能显着增大雌性大鼠皮质骨密度和松质骨密度;低水平负重跑步运动能够显着改善松质骨微观结构;负重为中等和高水平时,尚未发现跑步运动对松质骨微观结构有积极作用,且无论是否进行跑步运动,松质骨微观结构退化程度都随负重水平增加而增加。皮质骨各个尺度性能均发生变化,虽然负重和负重跑步运动未显着增加股骨宏观强度,但在微观尺度,无负重跑步运动组(ex组)、低水平负重组(eb12组和wb12组)和中等水平负重组(eb19组和wb19组)显着改善了皮质骨横向断裂面胶原纤维排列;在纳观尺度,低水平负重跑步运动组(eb12组)和中等水平负重跑步运动组(eb19组)显着改善了皮质骨纳观材料力学性能。本研究结果有助于进一步认识生长期大鼠骨骼在不同尺度的变化,可以为人类在青少年期进行合理锻炼以提高骨质量提供理论指导。
黄怡然[6]2014年在《基于“调筋治骨”法探讨针刀治疗KOA模型兔软骨与股直肌修复的作用机制》文中指出膝关节骨性关节炎(Knee Osteoarthritis,KOA)是40岁以上人群最常见的慢性、进展性、退行性关节疾病,它以关节软骨退变及骨质硬化、增生为主要特征,以进行性发展的膝关节疼痛、僵硬、肿胀、功能障碍为临床主要表现,严重时可导致关节畸形,甚至丧失关节功能,影响患者正常生活和工作。在全球范围内KOA约占成年人口的6%,发病率女性总体高于男性.约在1.5：1～4：1之间,该病有一定的致残率。但目前现代医学对其病因尚不完全清楚,也尚无根治本病的方案和预防措施。中医药在治疗KOA相关疾病疗效显着,尤其是针刀疗法在临床治疗KOA上无论是单独应用还是联合应用,均以其简、便、廉、验的优势成为治疗本病的主流疗法。目前,研究者们通过行为学、形态学、生物力学、分子生物学等方法和手段,从中枢镇痛、细胞因子、软骨细胞凋亡、细胞外基质等角度对针刀KOA治疗的作用机理开展了相关研究,而对针刀对于膝关节周围软组织的损伤与修复,以及骨骼肌损伤修复与软骨损伤修复之间关系的相关研究较少。本研究依托郭长青教授国家自然基金项目“针刀干预对膝关节炎韧带力学改变及软骨细胞力学信号转导的影响”的大量研究工作基础,以骨骼肌损伤修复及其与关节软骨损伤修复之间的关系为切入点,即从“筋”-“骨”平衡关系角度探讨针刀治疗KOA的疗效和机制。目的：本实验以骨骼肌损伤修复及其与关节软骨的损伤修复之间关系为切入点,旨在验证针刀松解法通过“调筋治骨”恢复膝关节“筋骨平衡”思路的科学性,为以中医筋经理论指导下开展的KOA相关疗法提供依据。方法：将6月龄,健康清洁级,新西兰兔45只,按随机原则分为5组：正常组、模型组、针刀组、电针组和圆利针组,每组9只,其中8只用于各项指标检测,1只用于造模后6周形态学检测造模成功。以改良后的Videman法左后肢伸直位固定制动法造模,对实验性KOA模型兔分别采用针刀、电针和圆利针叁种针刺方法进行干预治疗,针刀和圆利针选取左侧内、外侧副韧带及髌韧带的中点前缘、起、止点(阿是穴)进入,刀口线与韧带方向平行,分别松解5次,每周1次,共6次；圆利针进针点与针刀组一致,分别松解5次,每周1次,共6次；电针选取“阳陵泉-阴陵泉”、“内膝眼-外膝眼”疏密波,连续波,频率2/100Hz,强度3mA,每次20min,隔日1次,1周3次,共6周对照。实验第一部分和第二部分通过观察不同时间窗下,KOA模型兔体重、兔膝关节屈伸被动活动范围(PROM), Lequesne MG的膝关节级别评估(关节局部反应、步态分析、关节畸形)等方面进行行为学观察,并通过X-ray, MRI对KOA兔膝关节系统整体情况进行影像学观察；同时通过HE染色在普通光学显微镜下观察实验性KOA兔股直肌细胞的形态、肌纤维断裂情况和异常细胞情况,以及观察关节软骨潮线及间隙等病理变化情况；并于透射电镜下观察股直肌超微结构变化,于扫描电镜下观察关节软骨表面超微结构变化,比较针刀、电针和圆利针叁种干预治疗方法之间的疗效差异；实验第叁部分和第四部分以TUNEL法检测KOA模型兔股直肌细胞凋亡AI指数,采用Western blot法检测股直肌中Bcl-2, Bax, Caspase-3的蛋白表达,采用Real-Time PCR和western blot检测病变关节软骨中MMP-1、3、13和TIMP-1mRNA和蛋白表达水平,探讨叁种干预方法治疗实验性KOA对软组织损伤修复和软骨损伤修复之间关系的影响。结果：1、针刀、电针和圆利针叁种干预治疗措施能够有效改善KOA模型兔关节疼痛和运动功能障碍,即Lequesne MG的膝关节炎总指数(疼痛、关节肿胀、关节畸形)与膝关节被动活动度(PROM)等行为学指标,同时对膝关节X-ray表现的关节面软骨破坏、关节间隙狭窄和骨赘形成均有明显的改善作用；对膝关节MRI表现滑膜增生、关节畸形也有一定的改善作用,且叁个治疗方法的治疗效果无显着差异。2、实验性KOA模型兔膝关节周围软组织与软骨损伤与修复同时存在,从形态学角度观察,针刀、电针和圆利针对于骨骼肌和软骨均有明确的修复作用。在光镜下,股直肌HE染色切片显示叁种干预治疗方法均可有效抑制关节局部炎症反应,促进肌纤维结构恢复正常,且针刀组优于电针组和圆利针组,电针与圆利针组无显着差异；透射电镜下可见,针刀组、电针组和圆利针组骨骼肌纤维较模型组恢复了M线、Z线的有序排列,且可见大量线粒体聚集,部分新生肌丝生成等再生修复迹象,叁种干预治疗效果无显着差异。关节软骨HE染色切片显示,针刀、电针和圆利针有效抑制了软骨基质的退变,促进了软骨的再生修复,且针刀组效果优于电针组和圆利针组,圆利针组优于电针组；扫描电镜下,可见叁种疗法均有效改善了软骨表面结构的破坏,且针刀组优于电针组和圆利针组,圆利针组优于电针组。3、从TUNEL结果显示中我们得出叁种干预治疗方法降低了骨骼肌细胞凋亡,针刀组和圆利针组优于电针组(P<0.05); Bax蛋白表达：模型组、电针组较正常组显着升高(P<0.05)；与模型组比较,针刀组与圆利针组蛋白表达均明显降低(P<0.05),Bc1-2/Bax比值：模型组、电针组较正常组显着降低(P<0.05)；针刀组与圆利针组较模型组蛋白表达明显升高(P<0.05). Caspase-3蛋白表达：模型组与电针组较空白组明显升高(P<0.05),针刀组与圆利针组较模型组明显降低(P<0.05)。以松解手法为主的针刀和圆利针疗法可通过下调Bax、 Caspase-3蛋白表达,升高Bc1-2/Bax比值抑制KOA模型兔股直肌细胞凋亡,表明其治疗KOA的机制可能与抑制病变关节周围骨骼肌以线粒体途径为主细胞凋亡有关,这与电针治疗关节损伤的机制存在差异。4. Real-Time PCR结果显示：正常组、模型组、针刀组、电针组和圆利针组各组间比较,MMP-1的mRNA表达无统计学差异(P>0.05); TIMP-1的mRNA表达各组较正常组有升高(P<0.05),电针组较模型组显着升高(P<0.05); MMP-3的mRNA表达,模型组、电针组与圆利针组较正常组显着升高(p<0.05),针刀组、电针组与圆利针组较模型组显着降低(p<0.05); MMP-13的mRNA表达模型组、电针组较正常组显着升高(p<0.05),针刀组与圆利针组较模型组显着降低(p<0.05)。Western blot实验结果显示：MMP-1蛋白表达水平模型组较正常组明显升高(P<0.01); TIMP-1蛋白表达模型组较正常组显着降低(P<0.05),电针组、针刀组与圆利针组较模型组显着升高(p<0.05); MMP-3. MMP-13蛋白表达模型组和电针组较正常组显着升高(p<0.05),针刀组与圆利针较模型组显着降低p<0.05)。以松解手法为主的针刀和圆利针对MMP-3. MMP-13的mRNA和蛋白表达有抑制作用,表明其治疗KOA的机制可能与调节基质金属蛋白酶家族有关,这与电针治疗关节损伤的机制存在差异。结论：1、针刀松解法可抑制膝关节局部炎症、滑膜增生等反应,降低软骨基质退变及骨质硬化、增生等现象,从而改善实验性KOA膝关节疼痛、肿胀及功能障碍。2、针刀松解法能有效治疗实验性KOA模型兔股直肌和软骨组织的损伤,并能促进股直肌纤维和软骨细胞的再生修复,进而恢复组织的正常结构和功能。3、针刀松解法可能通过抑制股直肌细胞凋亡,改善软骨细胞外基质MMPs之间的平衡,促进股直肌和软骨的同步修复,且其与电针治疗KOA的机制存在差异。4、通过松解膝关节周围的软组织,解除关节内异常应力集中点,恢复关节的力学平衡,可能是针刀松解法治疗KOA的重要机制之一,即通过“调筋治骨”恢复“筋骨平衡”而达到治疗效果。
湛梅圣[7]2012年在《独一味对兔骨关节炎模型关节软骨影响的实验研究》文中研究指明目的探讨藏药独一味对兔KOA模型软骨退变的保护或治疗机制,为临床独一味防治骨关节炎的推广应用提供理论支持。方法将40只新西兰大白兔随机编号,分为五组,即,(A)空白对照组、(B)模型对照组、(C)小剂量组治疗组、(D)中剂量组治疗组、(E)大剂量组治疗组,每组8只。A组作为空白对照组,行模拟手术。B、C、D、E组按Hulth方法,制造兔膝关节骨关节炎模型。术后1周开始全部实验动物每天驱赶行走30min,于造模1周后开始灌胃,各治疗组给药剂量根据Meeh-Rubner公式计算,将按体表面积折算的临床常用量等效剂量,溶于10mL蒸馏水中,独一味小剂量治疗组、中剂量治疗组和大剂量治疗组分别灌胃给予独一味胶囊60mg/kg、120mg/kg、240mg/kg。每天灌胃给药一次；空白对照组、模型对照组于同一时间点给予等量生理盐水灌胃。治疗6周,末次给药后禁食12h。处死动物。再用组织学、免疫组化、RT-PCR学等技术对兔KOA模型关节软骨、关节液等部位进行检测和评估。切开实验侧兔膝关节,对兔膝关节关节软骨行大体观察并参照文献标准进行评分,比较各组间的差异；将关节软骨制作成普通光学显微镜切片进行观察,并按照Mankin's关节软骨组织学评分系统进行评分,比较各组间的差异；制作透射电子显微镜切片,观察其超微病理变化。在切开膝关节之前抽取关节液,检测关节液中IL-1β、NO的含量变化,比较各组间的差异；应用RT-PCR技术检测药物治疗后,关节软骨MMP-3, MMP-13, TIMP-1mRNA表达的变化,比较各组间的差异；用免疫组化法分别测量关节软骨组织GAG含量、II型胶原阳性染色面积的变化,并比较各组间的差异；结果给药前后体重变化：与给药前动物体重相比较,各剂量治疗组在实验结束时体重均有不同程度的增加,但无统计学差异(均为P>0.05)。关节活动度：实验动物关节被动活动度测定结果显示,实验6周时,模型对照组与小剂量治疗组相比,P<0.05。各治疗组关节活动度均有不同程度的恢复,独一味中剂量、大剂量治疗组恢复程度尤为明显(P<0.01)。大体观察,中、大剂量治疗组与模型对照组比较,软骨磨损、退变程度明显减轻(P<0.01),光镜下观察,治疗组与模型对照组比较,Mankin's评分明显降低,小剂量治疗组与模型对照组比较,P<0.05；中剂量、大剂量治疗组与模型对照组比较,P<0.01；电镜观察发现,药物治疗后中、大剂量治疗组关节软骨细胞的形态、结构、排列等均优于模型对照组。经不同剂量独一味治疗后,各组关节液中的NO、IL-1β含量均值相对于模型对照组有所降低,各治疗组间进行比较,中、大剂量治疗组关节液中NO、IL-1β含量与模型对照组比较明显降低,比较有显着性差异(P<0.01)。小剂量治疗组与模型对照组比较,经检验,P<0.05；提示随着独一味剂量的增大,关节液中NO、IL-1β含量进一步降低。治疗后,中、大剂量治疗组与模型对照组比较,中、大剂量治疗组MMP-3,MMP-13的mRNA表达较低、而TIMP-1的mRNA表达较高；模型对照组关节软骨中MMP-3,MMP-13的mRNA表达明显增高,而TIMP-1表达明显降低。组间比较有显着性差异(P<0.01)。II型胶原阳性染色后,模型对照组,阳性染色显着减少,分布不均匀,且表浅层出现缺损；经独一味胶囊治疗后,中、大剂量治疗组与模型对照组比较,中、大剂量治疗组II型胶原阳性染色面积明显增大,比较有显着性差异(P<0.01)。检测软骨基质中GAG含量,模型组与小剂量治疗组比较,软骨基质中GAG含量有显着性差异,P<0.05；中剂量组治疗组、高剂量组治疗组与模型组分别比较,中、高剂量治疗组软骨基质中GAG含量有显着性差异,P<0.01；结论1. Hulth手术方法建立家兔膝OA模型,稳定性好,成功率高,诱导周期较短,重复性好。2.独一味通过减少兔膝OA模型关节液中NO、IL-1β含量,抑制MMPs表达,增加TIMP-1表达,提高ECM中GAG含量,促进II型胶原的合成,延缓或一定程度上能够阻止兔膝OA病变过程的发展,进而改善兔膝OA关节功能。3.独一味胶囊对骨性关节炎的治疗机制可能与这几方面有关：在兔膝关节骨性关节炎模型上,经不同剂量独一味治疗后,能增加模型OA关节的关节活动度,减轻或延缓软骨退变、磨损程度和减少关节周围软骨性骨赘的增生,降低关节软骨光镜下的Mankin's评分,中、高剂量治疗组表现尤为明显。应用独一味干预OA关节模型后,经检测关节液中的NO、IL-1β含量明显降低,表明独一味胶囊通过降低OA关节局部IL-1β、NO的水平,减轻关节滑液和滑膜的炎性反应,并呈现出一定的剂量依赖性。通过降低关节液中NO的含量,减少或延缓NO对关节软骨基质的破坏作用,减少软骨细胞的破坏,促进软骨细胞合成软骨基质,抑制或减少软骨细胞凋亡,使关节软骨的破坏减少。通过降低关节液中IL-1β的含量,调节软骨细胞的合成代谢,抵抗强大的促炎症作用,调节关节软骨分解代谢的影响；抑制或延缓骨关节炎进程。实验结果显示,空白对照组MMP-3、MMP-13的mRNA表达低于模型对照组,而治疗组中TIMP-1的mRNA表达高于模型对照组,进一步验证了OA与基质金属蛋白酶、金属蛋白酶抑制剂的调控密切相关。经不同剂量独一味治疗后的各组MMP-3、MMP-13的mRNA表达均值均明显少于模型对照组,提示独一味能抑制MMP-3、MMP-13在关节软骨组织中的表达,并呈现出一定的剂量依赖性,剂量越大,抑制作用越强。证明独一味胶囊能延缓骨性关节炎进程,起到延缓关节软骨基质的破坏、保护关节软骨的作用。藏药独一味可能是通过降低IL-1β等炎性细胞因子对软骨细胞的作用,减少MMPs的分泌,进而有效地促进了软骨细胞II型前胶原mRNA的表达,促进合成蛋白多糖和II型胶原,有效地防止了基质胶原的降解,一定程度上缓解了骨关节炎关节软骨的破坏进程,起到了一定的保护和修复作用。
王鑫[8]2014年在《不同强度静水压力对人膝关节软骨细胞生物学特性的影响》文中研究指明研究背景骨关节炎是一种常见的慢性关节疾病，好发于负重较大的膝关节等部位，是由于多种机械性和生物性因素相互作用所致，其具体的病因和发病机制目前尚不明确。膝关节是人体最复杂也是最大的关节，对人体下肢运动和载荷支撑起着非常重要的作用，关节软骨作为关节的重要组成部分，与人的其它体细胞相比，处于关节内特殊的压力环境之中，具有独特的结构与力学特性，致使其代谢和功能也必然受到压力的影响和调控。许多骨关节炎相关的动物模型也证实了骨关节炎的疾病进展过程与压力密切相关，尤其是静水压力对软骨新陈代谢的影响。Ⅱ型胶原、IL-1β、TNF-α、MMP-13作为与骨关节炎的发生发展具有高度相关性的细胞因子和蛋白，若能证明其在压应力与骨关节炎疾病间具有纽带作用，则对研究关节压应力与骨关节炎发病和进展的相关性具有重要意义。研究目的本研究拟建立一个理想的人软骨细胞压力实验模型，以更好的模拟人承重关节内部的压力环境，为进一步研究压力对关节软骨细胞影响的奠定实验基础。通过高强度静水压力实验,试从细胞学层面探讨高强度压力与人关节软骨退变、骨关节炎之间的关系。研究方法1.通过临床上获得的正常膝关节软骨组织和骨关节炎软骨组织，经两步酶消化法获取原代正常软骨细胞和骨关节炎软骨细胞，传代并观察；甲苯胺蓝染色和Ⅱ型胶原免疫组化染色鉴定软骨细胞；基于自行设计的多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置建立人软骨细胞压力实验模型。2.通过多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置对实验组软骨细胞分别施加3.0MPa、7.0MPa、10.0MPa的静水压力，每天加压培养2h，共5d；通过CCK-8、MTT、流式细胞仪检测软骨细胞经不同压力处理后的增殖和凋亡情况；根据压力实验数据对建立的人软骨细胞压力实验模型进行评估。3.通过多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置分别对正常软骨细胞组和骨关节炎软骨细胞组施加10.0MPa静水压力，每天加压培养2h，共5d；通过qRT-PCR和Western-Blot检测压力处理后各组软骨细胞中Ⅱ型胶原、IL-1β、TNF-α和MMP-13的分泌和表达情况。研究结果1.通过原代培养从临床上获得的活力较高的膝关节正常软骨细胞和病变明显的膝关节骨关节炎软骨细胞，其更符合人类的生物学特点。多功能恒温体外细胞培养中高压静水压力加载装置能有效模拟生理情况下人膝关节内的静水压力负荷。2. CCK-8、MTT、流式细胞仪检测显示，与对照组相比，3.0MPa压力能促进软骨细胞增殖，抑制凋亡；7.0MPa压力可致软骨细胞增殖能力的下降和细胞凋亡率升高；10.0MPa压力导致软骨细胞增殖能力的大幅下降和明显的细胞凋亡趋势。人软骨细胞压力实验模型经实验评估，证实其性能稳定、安全可靠、可重复性强，可以有效的模拟人关节内的压力环境。3. qRT-PCR和Western-Blot检测结果显示：正常软骨细胞或骨关节炎软骨细胞经高强度静水压力作用后，都表现出对Ⅱ型胶原表达的抑制，和对IL-1β、TNF-α和MMP-13表达的促进作用；经高强度静水压力作用后，骨关节炎软骨细胞与正常软骨细胞相比，Ⅱ型胶原的表达下降，MMP-13和IL-1β的表达升高，而TNF-α的表达差异不明显。结论1.本研究从临床上获取人膝关节软骨组织，通过原代培养，获得活力较高的膝关节正常软骨细胞和病变明显的膝关节骨关节炎软骨细胞，其更符合人类关节内的生物学特点，研究结果可信度更高。建立的人软骨细胞压力实验模型更贴近人类，可以更好的模拟人承重关节内部的压力环境，较动物模型更具优势。2.利用本压力实验模型，初步确定了人软骨细胞压力实验中的压力梯度选择，证实了不同强度的静水压力对人膝关节软骨细胞的增殖和凋亡会产生不同的影响。经过实验评估，证明此压力模型可以安全稳定的向培养的细胞施加静水压力，用于各类静水压力影响相关的实验。3.超过生理水平的高强度静水压力不仅可直接影响软骨细胞新陈代谢，造成细胞损伤，引起细胞凋亡，还能通过抑制Ⅱ型胶原合成，促进IL-1β、TNF-α和MMP-13的分泌表达，从而间接的导致软骨支撑作用和保护机制的减弱，加快关节软骨的退变，使正常的软骨细胞向骨关节炎样细胞转化，或加重骨关节炎的病理改变。
李小东[9]2010年在《自体富含血小板血浆回注对兔关节软骨影响的实验研究》文中认为目的:随着社会经济发展和人口老年化进程不断加快,导致高能、高速创伤及骨关节炎的病人日益增加,关节软骨损伤及其修复也就成为困扰骨科基础研究与临床治疗的棘手问题。因此,系统探讨关节软骨损伤及其修复具有十分重要的意义。关节软骨的损伤与关节内出血有一定密切的联系,已有研究表明:全血或其某些成分仅仅与软骨细胞接触几个小时也会对软骨细胞造成十分严重的损伤。另外,也有学者研究表明:大量的关节内出血对关节软骨的影响比少量的关节内出血要明显。血液组成成份较多,本实验以兔富含血小板血浆(Platelet Rich Plasma, PRP)作为影响因素,将其提取后回注到自体膝关节,探讨其对关节软骨的重要组成成份包括水、蛋白多糖、胶原含量是否有影响;若有以哪一方面或哪些方面的改变为主及其变化规律?因此我们设计了以下实验,以做一个机制性的探讨。通过PRP回注对兔关节软骨影响的实验研究,分析其主要观察指标的参数变化,进一步探讨PRP自体回注对关节软骨的影响。为研究全血中其它不同成分对兔关节软骨的影响提供研究方法及理论依据。方法:将24只新西兰大白兔麻醉后,采自体静脉血离心,得到PRP,回注右后膝关节腔,左后膝作为空白对照组,在第3天重复一次,剂量及方法同前。再将24只实验动物随机分为3组,分别于第1周、3周、5周取材及抽血,测定含水率、胶原中羟脯氨酸含量、血清中MMP-3和TIMP-1含量的改变,同时进行光学观察。全部数据采用SPSS13.0统计软件包进行统计,计量资料数据以均数±标准差(±s)表示,组间差异采用单因素方差分析及Q检验,P<0.05认为有统计学意义。结果:1大体观察正常关节软骨表面富有光泽,颜色明亮,结构均匀。实验侧关节软骨表面粗糙,颜色稍暗,结构轻微破坏。术后第1周最明显,第3周渐好转,第5周恢复接近正常光泽。2染色2.1 HE染色正常关节软骨表面光滑,软骨细胞分布均匀,无簇聚软骨细胞,潮线清晰完整。实验组软骨表面不光滑,可见细小碎屑。细胞排列欠整齐,细胞分裂相增多,可见软骨细胞簇聚,潮线变模糊。2.2 Alcian Blue染色正常关节软骨软骨细胞周围的酸性黏多糖呈深蓝色,基质部分呈淡蓝色;实验组术后第1周软骨细胞周围颜色减退最明显,第3周渐好转,第5周恢复接近正常深蓝色。2.3过碘酸雪夫氏反应(PAS)染色正常关节软骨中软骨组织基质中的中性黏多糖呈紫红色,而软骨细胞内为无色.实验组术后第1周软骨组织基质颜色减退最明显,第3周渐好转,第5周恢复接近正常紫红色。3含水率的改变实验组在第1周关节软骨的含水率(80.67±4.88)%与空白对照组(65.86±3.60)%比较差异显着(P<0.05)。实验组在第3周关节软骨的含水率(72.90±3.69)%与空白对照组(65.73±3.72)%比较差异显着(P<0.05)。实验组在第5周关节软骨的含水率(65.49±2.36)%与空白对照组(65.71±2.91)%比较无差异(P>0.05);实验组的含水率在第1、3、5周的比较均差异显着(P<0.05),空白对照组的含水率在第1、3、5周的比较均无差异(P>0.05)。4胶原含量中羟脯氨酸含量的改变实验组在第1周关节软骨中羟脯氨酸的含量(51.6±3.1)mg/L与空白对照组(62.8±2.5)mg/L比较差异显着(P<0.05)。实验组在第3周关节软骨中羟脯氨酸的含量(62.2±2.9)mg/L与空白对照组(63.8±2.8)mg/L比较无差异(P>0.05)。实验组在第5周关节软骨中羟脯氨酸的含量(63.8±3.1)mg/L与空白对照组(63.4±3.0)mg/L比较无差异(P>0.05)。实验组胶原含量中羟脯氨酸含量在第1周与3、5周比较差异显着(P<0.05),第3、5周比较无差异(P>0.05)。空白对照组胶原含量中羟脯氨酸含量在第1、3、5周的比较均无差异(P>0.05)。5兔血清中MMP-3与TIMP-1含量的改变5.1兔血清中MMP-3含量的改变实验组血清中的MMP-3含量在第1周(7.6±0.6)ug/L与第3周(10.5±1.7)ug/L比较差异显着(P<0.05)。第3周与第5周(7.6±0.7)ug/L比较差异显着(P<0.05)。第1周与第5周比较无明显差异(P>0.05)。5.2兔血清中TIMP-1含量的改变实验组血清中的TIMP-1含量在第1周(3.8±0.7)ug/L与第3周(20.4±3.0)ug/L比较差异显着(P<0.05)。第3周与第5周(7.5±0.9)ug/L比较差异显着(P<0.05)。第1周与第5周比较差异显着(P<0.05)。结论:1自体PRP回注可对关节软骨产生影响。2自体PRP回注对关节含水率及蛋白多糖影响较为明显。3自体PRP回注对胶原含量影响较小。4自体PRP回注血清中MMP-3与TIMP-1的含量的呈现波动性变化。
金英利[10]2014年在《针刀对KOA兔韧带力学改变及韧带胶原相关因子基因蛋白表达的影响研究》文中研究说明膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis, KOA),随着年龄增长,膝骨关节炎的发病率逐渐增高。临床表现为缓慢发展的关节疼痛、压痛、僵硬、关节肿胀、活动受限和关节畸形等。临床应用针刀治疗膝骨关节炎有较好的疗效,但对力学方面的其作用机理尚无深入研究。本研究是依托中国自然科学基金“针刀干预对膝骨关节炎韧带力学改变及软骨细胞力学信号转导的影响”的部分内容。本实验从周围软组织的角度进行相应的基础研究,以明确针刀治疗对膝骨关节炎兔韧带组织的力学特性及韧带胶原相关因子基因和蛋白表达等的调整作用,将为临床治疗膝骨关节炎提供新的思路和方法。研究目的通过针刀“调筋治骨法”治疗膝骨关节炎,观察针刀治疗对膝骨关节炎兔模型韧带力学改变和韧带胶原相关因子基因蛋白表达等的影响,验证针刀治疗膝骨关节炎是通过松解局部韧带等软组织的粘连,调整韧带的力学平衡,调控韧带转化生长因子-β1、Ⅰ型胶原、基质金属蛋白酶-13基因和蛋白表达,恢复韧带结构和功能,有利于膝关节的稳定性,减少软骨不良刺激,阻抑软骨基质的退变,恢复膝关节力学平衡这一假说,揭示中医基础理论中关于经筋“束骨利关节”的科学内涵,为针刀的基础研究开创新的篇章。研究方法将6月龄健康清洁级新西兰兔50只(雌雄各半)随机分为空白组、模型组、针刀组和电针组,应用左后肢伸直位固定制动法制作膝骨关节炎兔模型。针刀组和电针组于造模结束1周后分别进行治疗干预。治疗前后观察各组兔的行为学、影像学表现；光镜和电镜观察各组兔软骨和韧带组织的病理表现；对外侧副韧带进行应力松弛、蠕变、拉伸等力学检测；Real-time PCR法和Western blot法检测转化生长因子-81、工型胶原、基质金属蛋白酶-13及基质金属蛋白酶抑制剂-1基因和蛋白表达水平。分别对以上指标进行比较分析,观察针刀对膝骨关节炎兔的调节作用。研究结果1行为学结果：治疗前,模型组、针刀组和电针组Lequesne MG评分无统计学意义(p>0.05),治疗后,叁组都有不同程度变化,其中针刀组治疗前后计分差值最为明显(p<0.01),针刀治疗可以改善膝骨关节炎兔关节疼痛、活动度、肿胀和步态等行为学指标。2影像学结果：治疗前,模型组、针刀组和电针组正侧位X片显示膝骨关节炎兔膝关节内外侧间隙变窄、关节表面变形、关节面凹凸不平,胫骨平台骨质增生,软骨下骨密度不均,治疗后,针刀组和电针组有不同程度改善,兔膝关节间隙稍增宽,骨质增生有所减轻。3局部组织形态学结果：观察光镜和电镜显示,造模后,局部组织炎症反应明显,治疗后,针刀组和电针组都有不同程度变化,但针刀组较电针组明显改善。针刀治疗可减轻膝骨关节炎兔局部组织的炎症反应,减少细胞异常增生,减少胶原纤维异常变化,减少基质退变,促进组织修复。针刀治疗对软骨和韧带组织有调节作用。4生物力学结果：造模后,模型组外侧副韧带的应力松弛、蠕变和拉伸等力学特性较空白组出现了显着的差异。治疗后,针刀组和电针组有不同程度变化,两组均可以改善力学特性,针刀对松弛率产生了良好的影响,较电针组明显改善,接近于空白组的水平。5Real-time PCR法和Western blot法检测结果：造模后,膝骨关节炎兔外侧副韧带中转化生长因子-β1、Ⅰ型胶原和基质金属蛋白酶抑制剂-1基因和蛋白表达水平降低,基质金属蛋白酶-13表达水平上升,较空白组均有统计差异。治疗后,针刀组和电针组均有调节作用,可以转化生长因子-β1、Ⅰ型胶原和基质金属蛋白酶抑制剂-1基因和蛋白表达水平上调,基质金属蛋白酶-13表达水平下调。提示针刀或电针治疗对韧带中转化生长因子-β1、Ⅰ型胶原、基质金属蛋白酶-13和基质金属蛋白酶抑制剂-1基因和蛋白表达发挥了良好调节作用,但针刀的调节作用优于电针。研究结论1针刀治疗可以改善膝骨关节炎兔局部组织的炎症反应,减少基质退变,促进组织修复。针刀干预对软骨和韧带组织有良好修复作用。2针刀治疗有效地调整关节韧带的生物力学特性,恢复韧带受力,调节韧带功能,恢复膝关节力学平衡。3针刀治疗有效地调节韧带基质,恢复韧带的结构和功能,抑制膝骨关节炎病理进程。4针刀治疗对膝关节力学调整作用,可能是治疗膝骨关节炎的重要机制之一。
参考文献：
[1]. 力学因素对关节软骨影响的实验研究[D]. 孟维春. 苏州大学. 2001
[2]. 针刀干预对KOA兔韧带胶原相关因子及软骨细胞凋亡因子基因、蛋白表达的影响[D]. 梁楚西. 北京中医药大学. 2015
[3]. 幼年和成年关节软骨的准静态力学性能和棘轮性能研究[D]. 刘东东. 天津理工大学. 2017
[4]. 高效价糖皮质激素治疗膝骨性关节炎的临床与实验研究[D]. 任富继. 天津医科大学. 2009
[5]. 不同力学环境导致宏微观骨结构变化的数值模拟及多尺度实验研究[D]. 方娟. 吉林大学. 2016
[6]. 基于“调筋治骨”法探讨针刀治疗KOA模型兔软骨与股直肌修复的作用机制[D]. 黄怡然. 北京中医药大学. 2014
[7]. 独一味对兔骨关节炎模型关节软骨影响的实验研究[D]. 湛梅圣. 湖北中医药大学. 2012
[8]. 不同强度静水压力对人膝关节软骨细胞生物学特性的影响[D]. 王鑫. 第四军医大学. 2014
[9]. 自体富含血小板血浆回注对兔关节软骨影响的实验研究[D]. 李小东. 河北医科大学. 2010
[10]. 针刀对KOA兔韧带力学改变及韧带胶原相关因子基因蛋白表达的影响研究[D]. 金英利. 北京中医药大学. 2014
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