透明软骨素?髌股关节软骨磨损属于不可逆损伤吗
- 关节知识
- 2023-07-18
- 文章编号: -20013
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膝盖软骨有可能再生吗
2016)年7月6日出刊的《科学转译医学期刊》(ScienceTranslationalMedicine)有一篇精彩的研究:利用碳14定年的方法验证软骨的再生能力。只可惜,结果可能要让你大失所望了。
碳14定年法常被用于考古学研究,碳14是碳元素中具放射性的同位素,其占所有碳元素的比例在不同时期有特定的比例。活的生物体会不断摄取自然界中的碳(主要来自大气中的二氧化碳),在稳定代谢状态下,碳元素会以有机化合物的形式固定于生物体内,体内碳14所占的比例应与当时大气中碳14的比例相同。
当生物死去时(或不再代谢时),碳原子不再有机会进入身体内,碳14所占的比例便会一直维持在死亡那一天的比例。由于近百年核子试爆频繁,大气中碳14比例有着精准的纪录,我们可以轻易对照出一块生物组织停止代谢的时间。
软骨组织(cartilagetissue)属于结缔组织(connective),组织内没有,且代谢率低,以致修复困难。主要由软骨细胞(chondrocyte)及其所分泌的大量细胞外间质(extracellularmatrix)所组成。
细胞外间质的主成分是胶原蛋白(collagen),由三条胺基酸长链互相螺旋缠绕而成,拥有极佳的抗张性(anti-tensile),是软骨、肌腱、韧带的主要成分。糖胺聚糖(glycosaminoglycan)则属于多糖类,具吸湿性及抗压性(anti-compressive),常听到的软骨素(chondroitin)、玻尿酸(hyaluronicacid)皆为此类化合物。
依凭碳14定年的原理以及软骨组织的特性,一群丹麦的科学家(包括骨科医师、科医师及天文物理学家)收集因退化或接受人工膝关节置换术或截肢切下的胫骨端软骨组织,包括15支退化磨损膝关节及8支正常膝关节(来自7位截肢患及一位捐赠大体),分析其中胶原蛋白与糖胺聚糖中碳14之比例并加以定年。
经过酵素分解、分层与纯化,它们发现:位在膝关节中央位置的软骨,其胶原蛋白平均停留在11岁时的碳14比例;膝关节周边的软骨则平均停留在13岁,且退化组和正常组两组间无显著差异。这表示在13岁之后,软骨便不再发生含碳化合物的!另一方面,糖胺聚糖的碳14比例均接近手术取样时之碳14比例,表示其合成持续终生。
这个实验证实了膝盖软骨无法再生的事实。然而,软骨组织真的在任何状况下都没有办法再生吗?此研究并没有回答这个问题。目前再生医学界仍尝试利用以下三种方法促进关节软骨重建:
1.修整法:被视为保守,利用关节镜技术将裂开的部分缝补、碎片的部分移除。
2.重建法:或称组织工程法。取出自体软骨细胞,利用组织培养技术,在体外「养」出一片新的软骨组织,再经由手术移植回膝关节。
3.修复法:利用关节注射适当的软骨生长因子,或是直接在软骨上钻洞,让骨髓中丰富而多样的生长因子流入关节腔,达到软骨再生的目的。生长因子的注射可以利用高浓度糖水刺激诱发(prolotherapy,增生疗法)、也可抽取患富含的浆(platelet-richplasma,PRP)、甚至是干细胞疗法。
许多研究也发现上述再生方法的确会增加胶原蛋白合成,然而这些胶原蛋白是否会加入软骨组织提供缓冲力,还是只出现在关节液中,迟早还是被代谢掉,则仍有赖进一步研究。
此外,正常状况下,软骨组织的含水量可视为是软骨健康程度的一项指标。糖胺聚糖与含水量相关。本研究发现糖胺聚糖终生皆可被合成加入软骨组织,若经由适当的再生,增加糖胺聚糖的合成,或许可以增加软骨的耐压力,此点也有待进一步生物材料力学研究证实。
再者,此研究尚无法回答「软骨在青春期前是否有再生的能力」。应可思考在青春期前藉由适度运动锻炼肌肉骨骼系统,趁年轻存老本,待成年后才有足够的软骨组织可用。
此研究结论是:不论有无退化,关节软骨在成熟后便不再进行胶原蛋白的合成。这在告诉我们:「胜于」,青春期前多锻炼,成年后注意保养才是王道;等到膝盖开始退化了才进行的处置,可能都嫌晚了。不过,本研究也未否定常用的再生医疗,让医学界仍有持续研究软骨再生的潜力与空间,这正有待各位聪明读者的接续努力来发现。
髌股关节软骨磨损属于不可逆损伤吗
髌股关节是由髌骨和股骨所构成的,在髌股关节中有软骨的附着。这种结构有利于关节运动流畅,缓冲压力等作用。同样的,髌股关节的软骨经常会发生损伤。一般来说有两种,一种是损伤,即为长时间的摩擦所致。另一种为暴力性损伤,是指一次或者几次的不正确姿势或者受力方式所致的髌骨软骨磨损。一般来说,髌股关节软骨磨损是不可逆的一种损伤。
髌股软骨磨损常见的成因包括髌股关节劳损、创伤及错位。患者一般会觉得髌骨后面隐隐作痛,特别是长期坐着、下山或下楼梯、膝盖关节大幅度屈曲及进行重复的屈曲或伸展运动时,痛楚便会加剧。参与田径、体操、羽毛球等运动项目时,由于腿部长期受到大力撞击,所以患上髌股软骨磨损的几率较大。当膝关节屈曲时,髌骨会在股骨髁的骨沟内移动,在髁间窝。若某些部分软组织过紧、肌力过弱、肌肉失控或生理结构异常(如膝外翻和扁平足),都可能导致髌骨错位,使髌骨不能顺畅地在骨沟内移动。当膝盖重复屈曲时,屈曲幅度愈大,髌股压力愈大。此时,髌股软骨很容易发生磨损。
髌股关节软骨为透明软骨,透明软骨间质内仅含少量胶原原纤维,基质较丰富,新鲜时呈半透明状。关节软骨没有支配,也没有,其营养成分必须从关节液中取得,而其代谢废物也必须排至关节液中。因为这样的结构所以导致了髌股软骨磨损一旦发生就很难重新生长。关节软骨的这种营养代谢必须通过关节运动,使关节软骨不断的受到压力刺激才行,所以关节运动对于维持关节软骨的正常结构起重要的作用。但是,运动却不能过量,现在很多关节类,都是由于软骨损伤所造成的。

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