透明质酸促进撞击性膝关节软骨损伤修复的生物学机理研究

摘要

直接或间接撞击是引起膝关节软骨损伤的常见诱因,关节软骨本身没有血供,基质陷窝中的软骨细胞代谢活性低,损伤后难以自我修复.透明质酸是软骨基质和关节液的重要组成成分,是促进软骨修复的一个有希望的载体与支架.本实验通过手术建立兔膝关节股骨內髁撞击损伤模型,术后每周关节内注射透明质酸0.5ml,伤后8 周收集标本,关节液用ELISA 法做Ⅱ型胶原、粘多糖和肿瘤坏死因子TNF-α含量测定.用组织学和免疫组织化学观察股骨內髁软骨中细胞层次结构、形态和Ⅱ型胶原表达,并用Tunel 法观察了软骨及软骨下骨中凋亡细胞的发生率.结果直接撞击可引起股骨內髁软骨面的损伤,组织学上表现为从浅表层到软骨下骨深浅不一的微裂纹、塌陷或缺损.ELISA 分析显示撞击后8 周关节液中Ⅱ型胶原和粘多糖含量减少,肿瘤坏死因子TNF-α含量增加.透明质酸可增加关节液中Ⅱ型胶原和粘多糖含量并降低TNF-α含量.免疫组化显示透明质酸治疗组关节软骨中Ⅱ型胶原阳性细胞数量增加;软骨下骨层凋亡细胞数减少.透明质酸诱导软骨细胞集簇性增生,但增生的软骨细胞未能按正常组织结构排列,未能向损伤处趋化;从而影响软骨损伤的直接修复能力,裂纹和缺损的软骨层未见明显的修复.结论：关节内注射透明质酸可增加Ⅱ型胶原和粘多糖的分泌;降低凋亡细胞数量,显示有稳定软骨的作用.但增生的软骨细胞未能向损伤处趋化, 从而未能直接修复损伤的软骨;如何联合利用透明质酸,干细胞和骨髓刺激促进软骨的修复需进一步研究.