卢世璧 软骨损伤及其修复

骨 及其修软损伤复骨 及其修软损伤复

解放 医院军总

世璧卢

The future methods of improving articular The future methods of improving articular

cartilage repair will begin with a detailed cartilage repair will begin with a detailed

analysis of the structural and functional analysis of the structural and functional

abnormalities of the involving joint.abnormalities of the involving joint.

--Henry J, Mankin MD

van c. Mow.phD

关节软骨的基本结构关节软骨的基本结构

浅表层功能解剖 软骨细胞分二层

无细胞层

扁平椭圆软骨细胞

功能 分泌

Hyaluronic acidLubricin

基质蛋白多醣

含量最少 结合大量水份

胶原胶原量大

胶原细丝 20nm– 厚 50-100um

平行排列– 含有 deeorin ( 含硫酸角质素 )– Diglycan (leucine-rich)

浅表层

功能保护层 连续

抗张力

早期可修复

中 层

功能解剖

软骨细胞 较园

基质 大量细胞外基质

胶元 粗 排列无序

II 型胶元

多糖多糖 ++ 胶原胶原

深 层

软骨细胞 大园 密度低

基质 蛋白多醣最多DecorinBiglycan 最少

胶元粗 垂直

抗张力差

功能

中层、深层

承受压力

分散载荷

细胞分散 修复能力差

退化后代谢产物集于深层

钙化层

深层软骨与钙化层交界处称为潮线

软骨细胞

萎缩

分泌 X 型胶元 富有碱性

磷酸酶，使其质钙化

钙化层 实为骨骺二次骨化中心的残留组织

功能

当软骨退变时（ OA ）

钙化区延伸到软骨深层而形成新的潮线

在修复软骨时，也要防

止在畸形中软骨退变，

基质钙化而失去软骨修

复能力

与软骨修复有关的因素

软骨细胞

老年时部分软骨细胞凋亡

软骨生长或修复必须有大量细胞

软骨无血管 缺少干细胞及吞噬细胞

无修复能力， 代谢产物聚积

细胞因子的作用

小儿有软骨修复现象

防止蛋白分解：

抑制基质合成 IL1

TNF-α

刺激合成 胰岛素生

长因子

软骨与软骨下骨的连接

软骨下骨与软骨交界处

基质胶元酶—可分解软骨胶元 Ⅱ

也可分解骨胶元 Ⅰ

使骨与软骨分离

S.E.L-maddady

移植软骨与周围软骨整合

要求新软骨与周围软骨和骨整合

在压力下才能整合 mitchlhk sphepared

浸泡 collagenase 可促进二者整合

软骨断面细胞凋亡 caspases

与骨整合需穿过软骨下骨

软骨损伤的评估

X 线检查

Outerbridge grade 1

Cartilage sofening

Outerbridge grade 2

cartilage fibrillation

Outerbridge grade 3

<50%

Outerbridge grade 4

Full-thickness loss

ICRS 软骨损伤分级

Arthroscopic Chondroplasty

A controlled frial of arthroscpic surgery for osteoarthritis of the knee

moseley J B. et al

N.Eng J Med 2002 jul 11:347(2):81-8

650， 000次 /$5000 180 90/90 2年

关节镜下冲洗清理结果不比安慰组好

* * *不改变骨关节炎的自然过程，而可以在一段时间内缓解症状

Microfracture Treatment

软骨缺损的处理

软骨缺损创面 游离软骨取出

创面钻孔 钻孔后创面出血

软骨下骨打孔术软骨下骨打孔术

在软骨缺损或退化的软骨下骨打孔已有多处报导

Fical(1979) 85 例 67(79%) 优良

髋骨

Ewing(1990) 223 膝 163(73%) 改善

Friedman(1984) 73 膝 44(60%) 改善 <40

岁者较好 25(34%) 无变化 4(5%) 恶化

Johnson(1990) 7400 膝 75% 满意

12% 二年无 症状

Sprague(1981) 69 膝 51(74%) 良 7(10%) 11(18%)

Levy(1996) 15 膝 6 优 9 良

Osteochondral Plug Transplantation

咬边

测量

供区取材

动物实验

70—80%透明软骨

20—30%纤维软骨

纤维软骨填充满缺损处

松质骨 4 周愈合

术后康复期应不负重

术后康复

• 关节功能范围活动 CPM 、 6 hr / d

• 不负重 2—3 周

• 部分负重（ 30—40Kg ） 2 周（促进纤维

软骨形成）

• 全负重 术后第 4—5 周

• 正常运动 术后 6个月

600 例（ 8 年）

股骨、胫骨髁 优良率 92%

距骨 95%

髌股关节 84%

Laszlo Hangody (2000 年）

Chondrocyte Transplantation

兔软骨细胞培养 人软骨细胞培养

ACIMats Brittberg (Sweden) 1987 年 10月 应用于临床

1994 年 第一次报道23 例

2003 年 报道 1200 例

目前world wide超过 10 ， 000 例Mats Brittberg 2003 年 244 例患者，随访 2-10 年结果

缺损

股骨髁

OCD

股骨髁+ACL

髌骨

多缺损

髁间

主 /客观改善百分比

89%/95%

91%/93 %

63% 、 85%/74%

72%

76%

66%

优良率

51/57 （ 33 、 18 、 4 、2 ）

53/58 （ 31 、 22 、 4 、1 ）

20/27 （ 9 、 1 、 6 、 1 ）

22/32 （ 8 、 14 、 4 、6 ）

44/58 （ 17 、 27 、 11 、 3 ）

7/12 （ 2 、 5 、 5 、 0 ）

Allograft Transplantation

异体骨软骨移植

• 应用方便

• 新鲜或冷冻

• 适用于 创伤性 髌骨进行性关节炎

创伤性 关节炎

创伤性 胫骨缺损

干脆性

缺血性

股骨髁

Osteochondral allografting

Gross AE 1997 年 123 例患者 创伤后局灶性骨关节缺损

存活率： 5 年 ---95%； 10； 20 年 ---66%

Aubin PP 2001 年 72 例膝关节

存活率： 10 年 ---85%； 15 年 ---74% 随访 10 年时平均HSS 评分 83 分William Bugbee 2003 年 超过 300 例 膝关节 超过 200 例

膝关节随访 4-12 年 局灶性缺损成功率

85% 以上，较大缺损在 70%左右。

OCD 69/66case 随访 5.2 年 (1-18) 2 例失随访

效果优良 79.2% （ 53/67 10/67 4/67 ）

踝关节： 20 例， 10 年以上随访，成功率 70%

Nadav Shasha 2003 年 67 例 胫骨关节面

随访 12 年（ 5-24 ）

效果 存活率： 5 年 95.4% ， 10 年 80% ， 15 年

65% ， 20 年 46% ，其中 44/67 移植物完整

X 线： 100%愈合 8.5%塌陷（大于 3mm)

39% 有中到重度退变

21/67 后来进行了膝关节置换

异体软骨移植长期随诊结果

• Gross et al. 膝创伤性骨关节缺损 新鲜软骨移植 92 例

5 年 优良率 75% （ 69 例）

10 年 59% （ 64 例）

14 年 58% （ 63 例）

• Flynn et al. 股骨髁缺血坏死 冷冻软骨移植

结果满意 使用方便

组织工程软骨

软骨细胞体外培养扩增，以自体筋膜为载体修复关节软骨缺损

接种在筋膜上的软骨细胞 关节软骨缺损已修复

幼稚软骨细胞体外培养，以几丁质为载体构建工程软骨块修复关节软骨缺损

培养瓶

PLGA双层支架

MSC

诱导转染诱导+

转

染

骨髓穿刺

结 果

×7

×60

1 、支架材料微观结构

MSC组

诱导组 转染组

MSC组

诱导组 转染组

Osteotomy

膝内 / 外翻的病理机制

关节载荷偏移到单侧

关节退变 加重畸形

软骨下骨硬化 侧副韧带松弛

关节间隙变宽

关节截骨术

减低病变关节面的接触压力

“ The pathomechanical change in cartilage depond on local stress level rather than global joint force”

截骨术的机理

减少病变关节软骨载荷

调整侧副韧带张力

减少肌肉挛缩

纠正关节线倾斜

调整体重重力线位置

纠正其畸形

改善骨内充血

截骨术的作用

下肢对线

肌肉长线及方向

关节稳定

负重区

关节功能

美观

“生物因素和机制性损伤相互作用而引起一系列生物变化，从而产生的力

学紊乱所致”

(陈百成 )

在各种软骨修复的方法中

常需要进行

必要的截骨术