关节节软骨缺损修复研究进展
摘要；软骨损伤的修复是关节外科最常见的临床问题，也是一个至今也没得到完全
解决的难题，这主要是与关节软骨的自身特点有很大的关系!关节软骨足透明软
骨，它是一种特殊的软骨组织。由单一的软骨细胞、纤维和基质构成。软骨组织
具有其自身独特的生理学特点．无血管，无神经，无淋巴引流，在关节腔内仪靠
滑液来获取营养，其代谢主要靠无氧酵解等决定了它极其有限的再生能力。在临
床上由于创伤、炎症以及肿瘤等关节软骨极易受到损伤，月易继发骨性关节炎。
严重可影响关节功能。对关节软骨缺损的修复方法一直处在探索之中，主要有以
下几种方法，分别进行概述，其中着重介绍近年兴起的组织T程技术在软骨缺损
的修复中的的应用。现将其研究进展状况综述如下。 一、关节软骨缺损的自发修复
成熟的荚符软骨修复能力极为有限，直径小于3mm的缺损可获得部分或全部
修复，而直径大于4mm者一般不能自发修复。在受损局部有一定的细
胞增生，
并可产生氨基多糖。但新生细胞所产生的胶原坷i足以修复缺损，其底部组织也随
后发生退化【1】。1931年．Shand经实验提出表浅缺损软骨再乍，全层缺损
可能修复较快，尤其是仝层小缺损【2】，术后2天即可见问充质细胞长入，8周出现透
明软骨．12周开始退化。也有人认为未成熟的软骨细胞可有部分增生能力【3】
二、自体或异体软骨移植修复
基于滑膜关节软骨表面缺损难以修复，人们设想了诸多替代方法。最初尝试
的足自体软骨移植【4 5】。带薄层骨的自体软骨能较长时间完好存在于缺损处，底
部0骨组织紧密结合。仅侧壁与正常软骨间有纤维软骨样组织存在。因自体软骨
来源极为有限【5】该方法难以广泛应用。人们又采用异体软肯移植【5 6】，新鲜异体软
骨能在缺损中成活，因而该方法能暂时解决或延缓关竹功能的丧失，但免疫反应
终究小可避免【7】。由于宿主滑膜或骨髓内免疫系统的攻击．异体移植呈现慢性免
疫排斥反应，最终导致手术失败。所以降低免疫排斥反应一直是异体软骨。移植的
研究焦点。以受者血浆浸润被移植软骨【6】可降低免疫反心。另外，也有人尝试以
新鲜或处理过(如戊二醛浸泡)的半月板进行移植，fu其缺损为纤维软骨移植。
三：软骨膜或骨膜移植修复
软骨膜内层为成软骨细胞，有分化为软骨细胞的潜力。继Amiel等【8】以软骨
膜修复关节软骨表面缺损后，Honlnming等【9】又将免的肋软骨膜移植入羊的膝关节
软骨缺损内进行异种移植，3个月后发现缺损完全由软骨样物质填充，镜下可见
网形的软骨细胞和软骨陷窝，并且未发现单核细胞和粒细胞浸润。以聚丙稀酰腋
凝胶电泳(SDS．PAGE)的方式进行生化检；显示胶原大部分为II型：与自体软
骨膜移植不同的是修复组织下层出现了口明显钙化。自1975年起，该方法开始用
于临床修复关节而软骨缺损及耳鼻软骨缺损【10】。由于修复组织不能较好耐受压
力目有远期退化，冈而该力法也末得到广泛应用。另一种托用的力法
为骨膜移植，
科研人员以自体游离骨膜修复关节缺损，在术后能形成软嚣样组织。O’Driscoll
等.!注意到持续被动运动(continuous passive motion，CPM)对骨膜成软骨作用
有重要影响，可促进软骨形成．并用骨膜移植来修复关节软骨缺损。骨膜成软骨
系骨膜生发层末分化的间充质细胞在关节内特殊的营养、生物力学环境下分化成
软骨细胞的结果。据此，1wasaki等【12】以转化生长因子一B transformlinggrowth
factor，TGF-B)促使间充赝细胞分化为软骨细胞，产生软骨组织。随后谢博饮(缺
少综述弓)等以游离骨膜与高浓度．IGF—B体外矩时问培养厉移植入缺损内，术
后2周可见缺损为软骨样组织修复，组织化学检测显示已有蛋白多糖基质产生。尽管如此，骨膜成软骨系其成骨前一过渡阶段(即软骨内肯化前期表现)，
因此与向骨转化(即软骨内车丐赫沉积、成骨细胞长入等一系列变化)台笤必然的
联系。这种远期效果不稳定的缺|5fj，使得人们又不断探索更完善的修复方法。
生。尽管如此，骨膜成软骨系其成骨前一过渡阶段(即软骨内骨化前期表现)，
因此与向骨转化(即软骨内车丐赫沉积、成骨细胞长入等一系列变化)台笤必然的
联系。这种远期效果不稳定的缺陷，使得人们又不断探索更完善的修复方法。
四、软骨细胞移植修复
体外软骨细胞的培养成功，使得人们尝试直接用软骨细胞来修复笑节软骨缺
损。1968年，ChestInan等将软骨细胞恳液注射到笑节软骨缺损部f寺，结果表明，
缺损为滑膜或纤维组织修复，镜下仅见少爷新生软骨细胞结节。Bentley等认为
前者使用的木瓜蛋白酶浓度过高．呵能损伤软骨细胞，凶而改进实验方法，以较
低浓度的酶分离小软骨细胞，接种到关。托软骨缺损内。缺损出现一定程度的修复，
仉组织学显示为纤维软骨修复。Grallde等则认为软骨细胞存缺损内大量丢失，
因此不可能得到软骨组织修复。所以他们将软骨细胞接利种于关节软召的缺损部位
州，外以自体膜状组织覆盖，试图止细胞丢失，但到底又有多少细胞
留存缺损
处，Grangde等把修复组织中细胞的7.8％作为移梢细胞的米源，后来(jrangde
把骨膜缝的滴水不漏，雨在其上用纤维蛋白密封，但仍不清楚有多少细胞也留下，
而且缺损也没有得到理想的修复。因此，减少缺损内软骨细胞丢失崮然重要，移
植的软骨细胞能否成活及能否分泌软骨基质也直接关系到缺损修复的质量。单纯
细胞移植时，不仪容易造成丢失，而且拥挤的细胞缺乏氧气和养料，难以生长和
分泌基质。这时候人们想到了支架材料，这样使移植物由液态变成了吲态，便于
移植且不易丢失，而且它的二维空M使得细胞有足够的空问呼吸和接触养料，有
利于细胞的生长和分泌。最开始是Grcen以脱钙骨为支架并接种t软骨细胞，移
植到缺损部位修复缺损，虽未成功，但他指出，只要找到一种合适的支架材料，
将软骨细J抱接种于其上，即可能形成良好的软瞥组织修复。1987年，Itay等以鸡
胚骺软骨细胞培养后接种到自体细胞外基质与纤维蛋白凝胶混合物
上：，制成细胞
与纤维蛋n凝胶的复合物，用来修复关节软骨缺损。8周后缺损完全被软骨样修
复组织充填，镜下下见软骨陷窝及井染基质。但是，修复组织内细胞数量明显较
正常软骨组织高，形态狭长，与透明软骨有别。19年，wakiIani等将软骨细胞
与人工提取的胶原凝胶混合后修复关节软骨缺损，8剧后修复组织为半透明富有
弹性的组织，镜下可见丰高的基质及柱状}排列的软骨细胞，放射性臼显影显示其
中软骨细胞来自移植物。其合成的胶原以【14】C脯氨酸标记后进行聚闪稀酰胺凝胶
电泳显示为含a1I(II)链的lI型胶原。但由于该材料的免疫原性及降解速度过
快的原吲，使得其生成软骨小均匀，与JF常软骨界面接合差，日无软骨F板巫建，
其组织学、生物化学及生物力学等特性也均末达到正常关节软骨要求。从总体上
说，单纯细胞移植易丢失，且细胞缺乏三维立体空间进行营养交换和，生长代谢，
细胞不能形成组钐!，不能用于修复软骨缺损，但借助合适的支架利
料进{?软骨缺 损修复是可行的。 参考文献
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