關節(jié)鏡下堿性灌洗液治療痛風性關節(jié)炎的實驗研究

關節(jié)鏡下堿性灌洗液治療痛風性關節(jié)炎的實驗研究*

石玲玲鄭佳鵬郭志民

(廈門大學附屬東南醫(yī)院·解放軍第175醫(yī)院骨科，福建 漳州 363000)

【摘要】目的觀察堿性灌洗液在關節(jié)鏡下治療痛風性關節(jié)炎痛風結(jié)晶的效果。方法將痛風患者手足中的痛風結(jié)晶置于溫箱內(nèi)烘干后取出痛風石。實驗用新西蘭大白兔70只，隨機分為7組，每組10只，制造高尿酸血癥動物模型。對照組20只又分為生理鹽水(對照組Ⅰ)和蒸餾水(對照組Ⅱ)；實驗組50只按不同濃度的碳酸氫鈉溶液分為1%(實驗組Ⅰ)、2%(實驗組Ⅱ)、3%(實驗組Ⅲ)、4%(實驗組Ⅳ)和5%(實驗組Ⅴ)。每組均為500ml溶液，比較幾組對結(jié)晶的溶解度和各個溶液對周圍組織及軟骨細胞的安全性。結(jié)果實驗組Ⅴ對痛風石的溶解度和結(jié)晶總體積與實驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ比較差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而其余4組差異則無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；實驗組Ⅴ與實驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ比較正常軟骨細胞占全部軟骨細胞百分比的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；而其余4組差異則無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組Ⅴ與對照組Ⅰ、Ⅱ在溶解度、痛風結(jié)晶總體積、正常軟骨細胞占全部軟骨細胞百分比的差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；實驗組Ⅰ~Ⅳ與對照組Ⅰ、Ⅱ比較差異則無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結(jié)論5%碳酸氫鈉溶液能夠安全有效地降解痛風石，對動物的關節(jié)軟骨無損傷，為臨床治療痛風性關節(jié)炎和清除患者的痛風石提供了實驗依據(jù)。

【關鍵詞】關節(jié)鏡； 痛風石； 痛風性關節(jié)； 5%碳酸氫鈉溶液

【中圖分類號】R 684.3【文獻標志碼】A

基金項目：解放軍第175醫(yī)院青年苗圃基金(13Y0008)

收稿日期：( 2014-08-04； 編輯： 張翰林)

Experimental research of alkaline lavage arthroscopic treatment on gout arthritisSHI Lingling，ZHENG Jiapeng，GUO Zhimin

(DepartmentofOrthopedics，The175thHospitalofPLAinZhangzhou；SoutheastHospitalAffiliatedof

XiamenUniversity,Zhangzhou363000,Fujian,China)

Abstract【】ObjectiveTo investigate the effect of alkaline lavage arthroscopic treatment for gout arthritis crystallization. MethodsThe uric acid crystals were obtained from the hands and feet of patients with gout arthritis. 70 New Zealand white rabbits were randomly divided into 7 groups. Each group contained 10 rabbits were used to develop high hematuria acid animal model. The control group, containing 20 rabbits, was divided into normal saline group (group Ⅰ) and distilled water group (control group Ⅱ). The experimental group included sodium bicarbonate solution of different concentration, 1% (group Ⅰ), 2% (group Ⅱ), 3% (group Ⅲ), 4% (group Ⅳ) and 5% (group Ⅴ). Each group had 500ml, several groups of solubility. Safety of each solution to the surrounding tissue and cartilage cells was observed. Results The solubility of sodium bicarbonate and crystallization volume of experiment group Ⅴ were different from that of experiment group Ⅰ, experiment group Ⅱ, experiment group Ⅲ and experiment group Ⅳ(P<0.05). The percent of normal chondrocyte of experiment group Ⅴwere different from that of control group Ⅰ, control group Ⅱ, control group Ⅲ and control group Ⅳ(P<0.05). The solubility of sodium bicarbonate, crystallization volume and chondrocyte of experiment group Ⅴwere different from that of control group Ⅰ and control group Ⅱ (P<0.05). The solubility of sodium bicarbonate, crystallization volume and chondrocyte of experiment group Ⅰ to Ⅳ were not different from that of control group Ⅰ and control group Ⅱ (P>0.05). Conclusion5% sodium bicarbonate solution can effectively degrade tophi and cannot injury the articular cartilage of the animal.

【Key words】Arthroscopy; Gout; Gouty arthritis; 5% sodium bicarbonate solution

痛風性關節(jié)炎是一種常見的炎性反應性疾病，主要由患者體內(nèi)的嘌呤代謝出現(xiàn)紊亂，進而導致尿酸鹽結(jié)晶沉積于關節(jié)內(nèi)外尤其是膝關節(jié)，最后累及關節(jié)功能及周圍組織的正常代謝[1]。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，痛風的發(fā)生率具有明顯增長趨勢[2]。采用關節(jié)鏡下清理技術是目前治療痛風性關節(jié)炎的有效方法，術中通過微創(chuàng)手術清除關節(jié)腔內(nèi)的痛風結(jié)晶，從發(fā)病機制上阻斷痛風結(jié)晶體引起的炎性反應[3]。但如果要強行清除干凈又容易損傷關節(jié)內(nèi)一些組織[4]，采用關節(jié)鏡沖洗液來溶解痛風結(jié)晶將能有效縮短手術時間，又能較徹底清除痛風結(jié)晶而不易損害關節(jié)內(nèi)組織。本研究用堿性灌洗液作為關節(jié)鏡下沖洗液，結(jié)果表明能溶解痛風結(jié)晶并對關節(jié)軟骨具有保護效果，現(xiàn)報告如下。

1材料與方法

1.1實驗動物與材料①實驗用新西蘭大白兔70只,來自漳州市解放軍第175醫(yī)院成年雄性，體重1.8~3.0kg, 分籠喂養(yǎng)，清潔2級。②材料與試劑：包括手術器械包手術操作臺、濾紙、漏斗、電子天平及燒杯等常見器皿。戊巴比妥鈉、Sigma、尿酸檢測試劑盒由中生北控生物技術有限公司提供；不同濃度的碳酸氫鈉溶液：1%，2%，3%，4%，5%；生理鹽水、蒸餾水。操作符合漳州市解放軍第175醫(yī)院動物倫理委員會的規(guī)定。

1.2試驗方法

1.2.1溶解有效性實驗將痛風患者手足中的痛風結(jié)晶置于溫箱內(nèi)烘干后取出痛風石，分為對照組和實驗組。對照組又分為生理鹽水(對照組Ⅰ)和蒸餾水(對照組Ⅱ)，實驗組包括不同濃度的碳酸氫鈉溶液1%(實驗組Ⅰ)、2%(實驗組Ⅱ)、3%(實驗組Ⅲ)、4%(實驗組Ⅳ)和5%(實驗組Ⅴ)。每組均為500ml溶液，分別在0.5h和1h后用濾紙過濾痛風結(jié)晶(過濾前測量好濾紙質(zhì)量)，濾后得到未溶解痛風石，連帶濾紙一起烘干后再測量，即為未溶解痛風石質(zhì)量。比較幾組溶解的質(zhì)量，得出溶解度與時間及濃度的關系。

1.2.2安全性實驗實驗用新西蘭大白兔70只，隨機分為7組，每組10只，人工制造高尿酸血癥動物模型成功后以1%戊巴比妥鈉麻醉作左側(cè)膝關節(jié)切開，分組采用反復沖洗浸泡蒸餾水、生理鹽水、1%、2%、3%、4%和5%碳酸氫鈉溶液，時間均為1h，縫合傷口后分別在6H、24H，2W、4W和3M分別處死實驗動物，取出雙側(cè)膝關節(jié)軟骨送病理檢查(HE染色)，根據(jù)病理結(jié)果及正常軟骨細胞的百分比，尋求最安全和溶解度較高的溶液濃度范圍。

1.2.3檢測項目①比較幾組不同溶液對痛風石的溶解度的差異。②組織學檢查，取出實驗大白兔的雙側(cè)關節(jié)軟骨，經(jīng)過固定、脫鈣、包埋、切片，HE染色，在電子顯微鏡下觀察痛風結(jié)晶的總體積以及軟骨細胞的形態(tài)有無變性，比較不同組別中正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比。

1.3統(tǒng)計學分析采用統(tǒng)計軟件17.0進行配對t檢驗，計量資料采用平均值±方差表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2結(jié)果

2.1溶解度的比較實驗組Ⅴ與實驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ比較差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而后4組溶解度之間的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組Ⅴ與對照組Ⅰ、Ⅱ溶解度的差異也具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，而另外4組與對照組Ⅰ、Ⅱ差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。對照組Ⅰ與對照組Ⅱ溶解度的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

表1實驗組與對照組不同溶液對痛風石溶解度的比較

Table 1Comparison of solutions on gouty tophi on solubility of the five groups

組別n溶解前質(zhì)量(g)溶解后質(zhì)量(g)溶解度(×10-2)對照組 Ⅰ100.600±0.0010.443±0.05427.0±7.8 Ⅱ100.593±0.0160.423±0.04327.1±6.2實驗組 Ⅰ100.573±0.0120.432±0.01425.3±5.4 Ⅱ100.581±0.0320.401±0.00928.5±7.3 Ⅲ100.593±0.0310.432±0.02128.6±5.4 Ⅳ100.598±0.0020.430±0.01629.1±6.9 Ⅴ100.578±0.0810.197±0.02572.4±9.4

2.2安全性比較實驗組Ⅴ與實驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ痛風結(jié)晶總體積比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而后4組痛風結(jié)晶總體積的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組Ⅴ與對照組Ⅰ、Ⅱ痛風結(jié)晶總體積比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，另外4組與對照組Ⅰ、Ⅱ比較則無差異(P>0.05)。對照組Ⅰ、Ⅱ之間比較也無差異(P>0.05)。實驗組Ⅴ與實驗組Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而后4組正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組Ⅴ與對照組Ⅰ、Ⅱ正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比的差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，另外4組與對照組Ⅰ、Ⅱ則無差異(P>0.05)。對照組Ⅰ、Ⅱ之間比較也無差異(P>0.05)，見表2。

表2　實驗組與對照組不同溶液安全性比較

3討論

痛風性關節(jié)炎急性發(fā)作主要機制是關節(jié)內(nèi)尿酸濃度過飽和形成結(jié)晶，脫落的尿酸結(jié)晶觸發(fā)機體固有免疫反應，引起肥大細胞、單核巨噬細胞系統(tǒng)的活化，通過一系列復雜的細胞內(nèi)級聯(lián)反應分泌白細胞介素及腫瘤壞死因子，引發(fā)急性炎癥反應[5,6]。急性發(fā)作具有自限性的特點，但易反復發(fā)作[7,8]，長期的尿酸鹽沉積于滑膜、軟骨、關節(jié)囊等部位可導致其破壞溶解，從而逐漸產(chǎn)生對骨與關節(jié)的破壞[9,10]。

痛風結(jié)晶是尿酸鹽結(jié)晶，呈弱酸性，在常溫常態(tài)下比較難溶于水，但根據(jù)酸堿中和原理，較易溶于堿性溶液中。因此，目前臨床上主要通過堿化尿酸達到治療痛風結(jié)晶的目的。文獻報道，Roger[11,12]通過體外實驗，研究了尿酸與尿酸鹽的溶解性，而通過堿化尿液，能夠使尿酸鹽在尿中溶解度增加。在國內(nèi)的研究中[13,14]，發(fā)現(xiàn)痛風患者關節(jié)周圍的肌肉組織較少，關節(jié)液無血供，而尿酸在堿性環(huán)境下易轉(zhuǎn)變?yōu)槿苡谒哪蛩猁}，達到溶解的目的。

碳酸氫鈉作為一種堿性物質(zhì)，通過酸堿中和的原理能夠堿化難溶于易溶于堿的尿液。據(jù)此，本研究大膽設想，偏酸性的痛風石是否能夠被碳酸氫鈉溶液所溶解。因此，本項目研制的灌洗液主要由碳酸氫鈉注射液組成，屬于弱堿性溶液，當與尿酸結(jié)石相混合時可使其PH值增高，尿酸鹽結(jié)晶溶解度大大增加，而轉(zhuǎn)變于溶于水的尿酸鹽[15~18]。幾組溶液對痛風石的溶解度的差異，經(jīng)統(tǒng)計分析，實驗組5%的碳酸氫鈉溶液與其余幾組差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而其余各組溶解度之間的差異不具有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組5%的碳酸氫鈉溶液與其余幾組痛風結(jié)晶總體積的差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而其余各組痛風結(jié)晶總體積的差異不具有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實驗組5%的碳酸氫鈉溶液與其余幾組正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比的差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。而其余各組正常軟骨細胞占全部軟骨細胞的百分比的差異不具有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

4結(jié)論

本實驗研究結(jié)果表明，5%碳酸氫鈉溶液能有效地溶解痛風性關節(jié)炎實驗者膝關節(jié)處的痛風結(jié)晶，同時不損傷周圍的軟骨細胞和保持軟骨細胞正常的形態(tài)，有利于關節(jié)處的修復和功能的恢復，為關節(jié)鏡下選擇灌洗液治療痛風性關節(jié)炎提供了實驗依據(jù)。

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