软骨损伤讲课2016ppt课件

关节软骨损伤,运动医学研究所 王健,正常关节软骨,病理基础：透明软骨 结构：4层。表层、中间层、柱状层、钙化软骨、软骨下骨。（有清晰的潮线） 胶原成分：型胶原 基质成分：葡糖醛胺（硫酸软骨素、硫酸角质素等），水分。,透明软骨的成分,水 65-80% 基质 晶体样网状结构 （lattice-type framework） 胶原 II V IX X XI 蛋白聚糖（proteoglycans） 软骨细胞（chondrocyte）分泌基质不能再生,Lattice -like composition,功能单位 （functional organization unit）,切线区 tangential zone 中间区 intermediate zone 钙化软骨 calcified cartilage 潮线 tidemark,Organization of the cartilage unit,histology of group 2,In group 2, the result was close to that of normal cartilage. The surface layer was smooth, chondrocyte was well-distributed and well-arranged, no cluster was found, the tidemark was complete, the staining of toluidine blue was even.,营养来源,关节液：渗透（挤压） 软骨下骨,一、关节软骨损伤的病理分型,目前关节镜下关节软骨损伤的病理分型尚无统一标准。 1976年 Jackson对髌骨软骨软化的镜下表现提出III级分型。 1988年 Bauer 和 Jackson 根据关节镜下股骨髁软骨损伤的表现将其分为VI型。 我们所根据关节软骨的组织结构特点，将软骨损伤分为IV度。,JACKSON髌骨软骨软化的镜下III级分型,第I级（Grade I) 用探钩可探及软骨变软，有的表面有小裂隙，还可发现典型的囊性改变。,JACKSON髌骨软骨软化的镜下III级分型,第二级（Grade II） 软骨表面囊状改变，呈“蟹肉”样外观。,JACKSON髌骨软骨软化的镜下III级分型,第III级（Grade III） 软骨下骨外露。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,I 型（线样裂缝型） 线样裂缝，有时也可深达软骨下骨。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,II型（星状裂纹型） 软骨表面出现一系列裂纹，呈星状，中心部常有小片剥脱。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,III 型（瓣状型） 软骨裂开、翻起呈瓣状，翻起的瓣常呈三角形，常在股骨髁的负重区。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,IV型（火山口型） 软骨小块剥脱，常为全层，缺口周边的软骨与下面的骨分离，呈火山口状。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,V型（纤维化型） 软骨改变呈细的纤维状或絮状，负重区多见。,Bauer & Jackson 股骨髁软骨损伤分型,VI 型（退变型） 软骨表面呈大小不等的剥脱，深浅不一，股骨髁、滑车、髌骨、胫骨平台均可出现,运医软骨损伤分型,I 度 软骨表面失去光泽，呈黄色或灰白色，或软骨表面有一层薄膜。,运医软骨损伤分型,II 度 软骨表面呈纤维状、絮状，或呈结节状隆起，或呈囊泡样改变用探钩探之有凹陷,运医软骨损伤分型,III 度 软骨改变呈索条状，凹凸不平，有的有小片剥脱（非全层）、龟裂，有的表现为瓣状，翻起的瓣不规则。,运医软骨损伤分型,IV 度 除有III度的表现外，或有全层的缺损，呈火山口样，或大面积剥脱，周边的软骨与下面的骨分离。,Outbridge分级,四度：关节镜下分级 变软 毛糙（不超过软骨厚度1/2） 龟裂（超过软骨厚度1/2） 剥脱 三度（关节镜）,Outer- bridge 分型,Outebridge I 型,II型,Outebridge II 型,Outebridge III 型,Outebridge IV 型,ICRS分型,0-4 0：正常 1-2：损伤不超过50% 3：损伤超过50% 4：损伤至软骨下骨,2度,The surface layer was not flat; little fissure was present; loss of toluidine blue was seen in surface layer.,3度,There was defect at the surface, cluster of chondrocyte was found; Loss of toluidine blue was seen.,4度,Large areas of fibrosis, until the deep layer, was seen in cartilage, amount of cells decreased, the tidemark disappear, the calcified cartilage layer was difficult to distinguish. Loss of toluidine blue was seen in most part of cartilage.,1度,the formation like ridge and ditch lose its order at the surface layer of cartilage.,2度和3度,the collagen fiber was exposed,the gap was present in surface layer, the collagen fiber broken and exposed .,4度,volcanic crater cartilage loss was seen, the bone beneath the cartilage was exposed, around which the broken collagen fiber revealed,软骨分区,髌股关节,胫股关节,负重区：分度 非负重区：半月板区、脂肪垫区、边缘区,损伤后的愈合机制重要结论,膝关节损伤后关节内释放软骨降解因子进一步破坏软骨 非全层软骨缺损不会愈合但可以保持静止（partial thickness） 全层软骨缺损会有纤维软骨愈合(full thickness) 2cm者退变的可能性很大且会出现症状及功能受限,损伤后的愈合机制,过去观点：1度损伤、 2、3度损伤、 4度损伤均无法恢复，或许表面修复成纤维软骨，但一般不平整。 最新观点：软骨损伤仍有自我修复能力（2010ICRS）。,病因,劳损 外伤 炎症破坏 失营养（固定）,临床表现,急性：软骨损伤或软骨骨折 急性创伤性滑膜炎表现：关节积液，疼痛，活动受限。 慢性：反复肿胀、疼痛，有时有卡感或交锁（不固定且不顽固），活动受限（日常活动尚可）,诊断,症状 辅助检查： 核磁：序列要全。（T1W1，T2W1，T2W1-fsT1）。 三维扰相脂肪抑制梯度回波（3D-WATS）序列（测量胫骨平台软骨厚度较好） T2弛豫时间图（T2mapping）,自然转归,持续加重，重度骨性关节炎,全层软骨损伤后大多只能修复为纤维软骨（I型胶原）其弹性硬度耐磨性都远不如透明软骨（II IV IX胶原）易于出现骨关炎,早期处理的重要,早期治疗的效果明显好于创伤性骨关节病的后期治疗。,软骨损伤的预后影响因素 ,病因学 急 慢性 外伤 缺损厚度 outerbridge分型 大小 10cm 包含性 (containment) 部位 股骨 胫骨 髌骨,软骨损伤的预后影响因素1,韧带稳定性 半月板完整性 力线 治疗经过：手术史 x-ray / MRI 系统疾病： RA HLA B27 红斑狼疮 糖尿病 肥胖 家族史 胶原病,治疗,急性期： 一般软骨损伤：休息，对症处理 软骨骨折或剥脱性骨软骨炎：如果移位不明显，可石膏固定3月。移位明显，手术固定（软骨钉） 非功能区：关节边缘非负重区，（膝关节）脂肪垫区、半月板区边缘、滑车脊。,骨软骨切线骨折的处理,1. 骨折块较小予以去除，创面钻孔。 2. 骨折块较大（新鲜）可清理创面后复位、固定。 3. 骨折块较大（陈旧）亦可去除。 4. 组织工程、软骨细胞培养、移植。,骨软骨切线骨折的处理,骨软骨切线骨折的处理,骨软骨切线骨折的处理,慢性软骨损伤治疗,保守治疗：非药物及药物治疗 手术治疗,非药物治疗,教导患者关节保护的原则和方法 热疗 关节周围肌肉的等长收缩锻炼 如果患者肥胖，建议减轻体重 使用手杖或步行器，避免过度负重 穿有很好鞋垫的鞋 对膝内翻或膝外翻作矫形,药物治疗,药物：1、对症药物：消炎镇痛药、激素等 2、补充软骨成分药物：氨基葡萄糖 玻璃酸钠（否定） 3、拮抗OA病变中致软骨退变因子的药物（实验室阶段）,药物治疗,三个指南 美国骨科医师协会 1氨基葡萄糖无效，2玻璃酸钠无效（等同于安慰剂） 美国骨关节炎防治指南 1硫酸氨基葡萄糖有一定效果，2玻璃酸钠有一定效果，注意指征（轻中度骨性关节炎） 中国骨关节炎防治指南 均有效果,保守治疗,髌骨关节：直抬腿及静蹲练习。 负重区：减轻负重，游泳或上肢活动。,治疗,手术治疗： 适应征：保守治疗效果不满意，影响日常工作和生活。,关节软骨损伤的手术治疗,一、损伤的修复 打磨刨削/清理术 局部切除加钻孔 组织移植：自体异体骨软骨移植、 骨膜或软骨膜移植、加软骨细胞移植 置入人造假体：硅胶、金属假体 再生软骨移植：多聚体支架上培养软 骨细胞,关节软骨损伤的手术治疗,二、间接治疗： 截骨 减压 关节置换,1.打磨刨削/清理术 （shaving/debridement）： 刨刀、刮匙、髓核钳、射频等去除软骨碎屑，使软骨表面平滑稳定，清理增生滑膜，必要时去除骨赘 适应征：轻度软骨损伤（3度以下）或严重损伤（大面积剥脱）。,打磨刨削/清理术 （shaving/debridement）： 不会促进软骨愈合，可去除机械刺激症状（交锁、弹响、别卡感），减轻滑膜炎症，暂时缓解症状。,关节镜下清理术的冲洗作用 （Lavage）,资料表明：近期效果好，远期效果不佳 。,关节冲洗,软骨碎屑,金属蛋白酶,炎症因子,焦磷酸盐结晶,症状缓解,清除,美国骨科医师协会：对于伴有机械症状（如卡和交锁），或合并半月板损伤（半月板损伤症状为主）的关节镜效果较好。,2.间充质干细胞刺激法（mesenchymal stem cell stimulation）： 穿透软骨下骨板引出深层骨髓内的间充质干细胞、细胞因子、生长因子、纤维凝块，诱发纤维软骨愈合反应，通过术后摩擦刺激形成软骨组织。 钻孔（Pride,1959） 微骨折（Rodrigo,1994） 海绵化（Ficat,1979） 软骨成形术（Johnson,1984）,钻孔,钻孔器械 标准：深3mm，直径3mm，孔间距1-2mm,适应征,年龄：50岁（最好40岁以下） 范围：直径2cm以下 部位：关节负重区，较稳定区域。,术后效果,膝关节：6089%，踝关节：4080% 术后转归： 病理：透明软骨，纤维软骨 术后失败原因： 1、未完全愈合，仍有界限 2、不平整,3、人工材料移植,硅橡胶移植： 取硅橡胶块填塞入缺损处（切开手术） 适应征：基本同微骨折。 术后效果：满意 缺点：磨损后产生的碎屑引起变态反应。,固体硅胶修补法,局部金属假体,4.组织移植（Tissue transplation）: (1)异体骨软骨移植（osteochondral allograft） 最佳适应证：年轻，活动量大，小于4cm，特别是由创伤或剥脱性骨软骨炎引起者 优点：移植物来源充分，供体年龄可选择，移植物可精确匹配 缺点：传播疾病，免疫排斥，生物修复慢 失败原因：支撑骨或移植物本身碎裂，长期并发症是移植物萎缩，内部细胞减少等,同种异体骨软骨移植,(2)自体骨软骨移植（osteochondral autograft ）： 取自关节边缘部分。 优点：不存在免疫排斥及传播疾病危险，软骨细胞活性好，骨间愈合可靠 缺点：组织来源有限，2cm内，年龄固定，匹配困难，供区病损 镶嵌成形术/马赛克成形术（mosaicplasty）: 关节面的非负重区取多个小的骨软骨栓植入缺损区，可避免大块移植匹配不良的问题。,自体骨软骨移植修补缺损,（3）软骨膜或骨膜移植（perichondral graft）： 取肋软骨膜覆盖缺损区，1990年及1996年，Homminga和Okamura分别报告了30及21例临床应用，发现有透明软骨样组织充填缺损区。 理论基础：受区的生物学环境可决定移植物的基因表达，低氧可以促进形成软骨，高氧可促进成骨。 多和其他方法合并使用。,骨膜移植修补股骨软骨缺损,两年后,延伸,生物膜技术：动物腹膜。,(4)人工合成基质移植： 将体外培养的自体或异体软骨细胞种植于人工基质上，同时携带生物活性分子及生长因子，用关节镜技术植入体内，软骨细胞合成型胶原，形成新的关节软骨，人工基质被吸收。 软骨细胞载体：胶原、琼脂糖凝胶、碳纤维膜、聚乳酸（polylactic acid,PLA）、聚乙醇酸(PGA)等。,关节软骨的组织工程方法,自体软骨细胞体外分离培养和移植，骨膜覆盖。,软骨细胞移植,指征：膝、踝的4度软骨损伤，面积（要求不高，可修补10cm的缺损），年龄50， 部位：关节负重区，髌骨 2007、07、17：35岁，滑车1.5cm1.5cm大小四度损伤，关节镜下清理创面，并取内髁内缘或髁间窝边缘骨软骨组织进行培养，6周后关节镜下手术，俯卧位，清理，此时清理面已经有软骨再生，但不完全，重新清理至骨面，放开止血带，保持新鲜出血面，并局部用速碧林，然后将培养组织注入缺损面，,其他的细胞移植技术：干细胞（骨髓、外周血） 多种方法混合：骨膜（或生物膜）覆盖、内注入软骨细胞等方法,术后康复,早期免负重（根据缺损面积大小决定，软骨细胞移植相对其他修复方法下地时间更晚） 被动关节活动刺激生长、化生。 避免过度生长。,预后,预后：愈合几率差异？（不同方法优缺点） 年龄及损伤范围 部位（膝关节优于踝关节）,治疗方案选择,股骨2cm 间充质细胞刺激法 自体软骨细胞移植 异体骨软骨移植 髌骨 必须同时