膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷臨床特點(diǎn)及治療的差異性比較

莫亞峰 周鳳珍 周 坤 湯樣華

1.浙江省杭州市蕭山區(qū)中醫(yī)院 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬江南醫(yī)院骨科，浙江杭州 311200；2.浙江省杭州市蕭山區(qū)中醫(yī)院 浙江中醫(yī)藥大學(xué)附屬江南醫(yī)院手術(shù)室，浙江杭州 311200

膝、踝關(guān)節(jié)軟骨是一種高度分化的結(jié)締組織，與軟骨下骨緊密相連，提供機(jī)械和代謝上的支持。關(guān)節(jié)軟骨疾病通常由侵入性損傷或退行性病變引起，常表現(xiàn)為關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙。由于軟骨缺乏修復(fù)能力，軟骨缺損的長(zhǎng)期存在可能會(huì)成為導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎的重要病理因素[1]。踝關(guān)節(jié)軟骨損傷以距骨骨軟骨損傷為主，在超過(guò)65%的慢性踝關(guān)節(jié)扭傷及75%的踝關(guān)節(jié)骨折中均有發(fā)生[2-3]。而膝關(guān)節(jié)軟骨損傷則更為多見，關(guān)節(jié)面軟骨損傷常以膝骨關(guān)節(jié)炎（knee osteoarthritis，KOA）的形式存在，而半月板纖維軟骨損傷則常出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)交鎖等癥狀。當(dāng)前關(guān)于膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療雖然存在較多的共性，但因兩者在解剖結(jié)構(gòu)、成分組成、分子生物學(xué)特性及生物力學(xué)等方面存在一定差異，仍然易發(fā)生同樣的治療方法對(duì)膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷的效果存在差異。因此，總結(jié)膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷特點(diǎn)及治療的差異性，或許能為臨床的精準(zhǔn)化治療提供參考。

1 膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷臨床特點(diǎn)的差異性比較

1.1 關(guān)節(jié)軟骨解剖結(jié)構(gòu)差異

關(guān)節(jié)軟骨的厚度范圍為160～6 250 μm，各部位關(guān)節(jié)軟骨厚度均不同，其中踝關(guān)節(jié)的軟骨厚度遠(yuǎn)薄于膝關(guān)節(jié)軟骨[4]。膝關(guān)節(jié)是由脛股關(guān)節(jié)和髕股關(guān)節(jié)組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)。軟骨厚度在脛骨平臺(tái)中顯示出特定的分布格局，在脛骨棘上最厚，徑向向外遞減，半月板以下最薄，而內(nèi)外兩側(cè)比較，外側(cè)比內(nèi)側(cè)更厚[5]。而軟骨厚度在股骨遠(yuǎn)端表面上是比較均勻的[6]。半月板是半圓形的纖維軟骨結(jié)構(gòu)，部分地將脛股關(guān)節(jié)腔分隔在股骨髁和膝關(guān)節(jié)內(nèi)外側(cè)相對(duì)平坦的脛骨平臺(tái)之間，且外側(cè)半月板比內(nèi)側(cè)半月板更靈活，因?yàn)樗鼉H通過(guò)前、后角及半月板股骨韌帶附著在脛骨和內(nèi)側(cè)股骨髁上。相比之下，內(nèi)側(cè)半月板的外圍邊緣通過(guò)冠狀韌帶連接到關(guān)節(jié)囊和脛骨。因此，外側(cè)半月板損傷通常比內(nèi)側(cè)更易遭受破壞，更容易促進(jìn)KOA 的發(fā)生、發(fā)展[5,7]。

踝關(guān)節(jié)是由距骨和脛骨、腓骨遠(yuǎn)端形成的鉸接式滑膜關(guān)節(jié)。距骨下方與跟骨連接，前方與足舟骨連接。距骨圓頂負(fù)責(zé)踝關(guān)節(jié)背屈和跖屈功能[8]。與膝關(guān)節(jié)比較，踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)接觸面積較小，超過(guò)60%的距骨圓頂被透明軟骨覆蓋，圓頂?shù)暮髢?nèi)側(cè)和前外側(cè)區(qū)域具有較距骨圓頂更厚的關(guān)節(jié)軟骨[8-9]。

1.2 關(guān)節(jié)軟骨成分差異

踝關(guān)節(jié)軟骨厚度大約只有膝關(guān)節(jié)的1/2，但踝關(guān)節(jié)在淺表區(qū)軟骨分布的比例較高，這表明踝關(guān)節(jié)軟骨在負(fù)重時(shí)比膝關(guān)節(jié)具有更強(qiáng)的保護(hù)作用[4]。此外，踝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中蛋白多糖mRNA 水平比膝關(guān)節(jié)高出2.1 倍，蛋白多糖的轉(zhuǎn)換半衰期也明顯低于膝關(guān)節(jié)，提示踝關(guān)節(jié)軟骨在蛋白多糖的代謝方面更活躍[10]。

此外，與膝關(guān)節(jié)比較，踝關(guān)節(jié)軟骨具有糖胺聚糖含量高、含水量低、水力滲透性低和韌性高等特性[11]。研究還發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)軟骨受應(yīng)力刺激后出現(xiàn)聚集蛋白聚糖酶和基質(zhì)金屬蛋白酶蛋白水解能力增強(qiáng)，但踝關(guān)節(jié)對(duì)于應(yīng)力刺激的反應(yīng)則較低，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)還發(fā)現(xiàn)因踝關(guān)節(jié)軟骨不存在MMP-8，從而減少了細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的內(nèi)源性降解[12]。

1.3 生物力學(xué)差異

因膝、踝關(guān)節(jié)存在明顯的解剖結(jié)構(gòu)差異，導(dǎo)致兩者之間也存在許多生物力學(xué)方面的差異。膝關(guān)節(jié)是一個(gè)相對(duì)不穩(wěn)定的關(guān)節(jié)，主要由半月板和韌帶及部分肌肉來(lái)穩(wěn)定關(guān)節(jié)。而踝關(guān)節(jié)因脛腓骨間韌帶和骨間膜的協(xié)助穩(wěn)定作用，是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的關(guān)節(jié)。從生物力學(xué)角度來(lái)看，膝關(guān)節(jié)在滾動(dòng)、滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中承受更高的剪切力[13]，而踝關(guān)節(jié)在高負(fù)荷下，關(guān)節(jié)表面應(yīng)力高度一致，并能將身體的重量負(fù)荷從脛骨傳遞分散到足踝的其他負(fù)重骨骼和關(guān)節(jié)。另外，在正常行走中，踝關(guān)節(jié)表面承受的單位表面積負(fù)荷高于膝關(guān)節(jié)，當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨受到壓力性損傷時(shí)，踝關(guān)節(jié)軟骨的抗壓能力明顯高于膝關(guān)節(jié)[14]。以上也進(jìn)一步證實(shí)膝關(guān)節(jié)退變比踝關(guān)節(jié)更嚴(yán)重的原因所在。

1.4 骨關(guān)節(jié)炎患病率與軟骨損傷相關(guān)性的差異

文獻(xiàn)報(bào)道，目前全球約有15%的成年骨關(guān)節(jié)炎患者，其中踝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎僅占約1%，發(fā)生原因主要被認(rèn)為與距骨骨軟骨損傷相關(guān)[14]。而KOA 則是一種以關(guān)節(jié)軟骨變性、破壞及骨質(zhì)增生為特征的關(guān)節(jié)病。研究顯示[14-15]，67%的KOA 患者是原發(fā)性的，而原發(fā)性踝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎僅占9%，并且多達(dá)78%的患者是由創(chuàng)傷所致。綜上，骨關(guān)節(jié)炎患病率踝關(guān)節(jié)明顯低于膝關(guān)節(jié)，踝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生主要與創(chuàng)傷相關(guān)，而膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎則主要與關(guān)節(jié)軟骨變性、退化相關(guān)[16]。

2 膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療方法及作用機(jī)制的差異性比較

2.1 藥物治療及作用機(jī)制的差異性

當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生退變、損傷時(shí)，局部肉芽組織填補(bǔ)病損，軟骨細(xì)胞基質(zhì)被水解破壞，蛋白多糖含量減少[17-18]。氨基葡萄糖不僅能夠作為原料促進(jìn)軟骨基質(zhì)合成、刺激軟骨細(xì)胞生成蛋白多糖，還可以抑制蛋白酶的釋放，抑制炎癥因子生成及肉芽組織增生[18-19]。其他口服藥物譬如軟骨素也有類似效果[20,21]。但是此類藥物或因療程漫長(zhǎng)且對(duì)軟骨原料蛋白多糖的補(bǔ)充效率較低，通常運(yùn)用于蛋白多糖含量較低的膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，而鮮有踝關(guān)節(jié)軟骨損傷運(yùn)用氨基葡萄糖等藥物治療的文獻(xiàn)報(bào)道。

富血小板血漿（platelet-rich plasma，PRP）近年來(lái)廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)軟骨損傷的臨床治療。體外研究[22-23]發(fā)現(xiàn)，PRP 被激活后釋放出的生長(zhǎng)因子可以刺激軟骨細(xì)胞分化、增殖及加快細(xì)胞基質(zhì)合成，從而增強(qiáng)關(guān)節(jié)軟骨再生、修復(fù)能力，同時(shí)可以抑制白細(xì)胞介素-1 等炎癥因子的生成，減輕軟骨損傷。玻璃酸鈉是治療骨關(guān)節(jié)炎常用藥物，相關(guān)研究[24]表明，玻璃酸鈉進(jìn)入關(guān)節(jié)腔后不僅可以形成保護(hù)膜依附于關(guān)節(jié)受力部位，同時(shí)還可以抑制滑膜炎癥反應(yīng)，降低關(guān)節(jié)間壓力，并為蛋白多糖集聚體提供基本支架和為聚集蛋白聚糖的更新提供原料和動(dòng)力，提高軟骨抗損傷能力[25]。PRP、玻璃酸鈉的關(guān)節(jié)腔注射對(duì)于膝、踝關(guān)節(jié)均具有即時(shí)、顯著的療效。對(duì)于膝關(guān)節(jié)軟骨損傷，已有相關(guān)指南對(duì)其做出明確的推薦指數(shù)及相關(guān)注射頻率；但對(duì)于踝關(guān)節(jié)軟骨損傷，目前尚無(wú)官方的指南明確關(guān)節(jié)腔藥物注射的標(biāo)準(zhǔn)[26]。

此外，近年來(lái)關(guān)于中醫(yī)藥治療也進(jìn)行了較多的實(shí)驗(yàn)和臨床研究。如研究顯示，透骨消痛膠囊可有效減緩軟骨細(xì)胞退變，減輕細(xì)胞腫脹，改善軟骨細(xì)胞基質(zhì)的功能，顯著增加Ⅱ型膠原、蛋白多糖含量[27]。補(bǔ)腎壯筋湯能夠有效抑制軟骨退變、軟骨基質(zhì)纖維變性，減少炎癥細(xì)胞堆積；同時(shí)能夠提高細(xì)胞抗氧化酶活性，從而促進(jìn)軟骨細(xì)胞的增殖與修復(fù)[28]。杜仲、當(dāng)歸等補(bǔ)腎活血中藥能提高軟骨細(xì)胞存活率，降低相關(guān)炎癥因子的表達(dá)水平及部分基質(zhì)金屬蛋白酶的mRNA 和蛋白表達(dá)水平，從而達(dá)到保護(hù)軟骨細(xì)胞的作用[29-30]。溫經(jīng)通絡(luò)方可通過(guò)調(diào)控Axin 水平負(fù)性調(diào)節(jié)Wnt/β-catenin信號(hào)通路，抑制軟骨細(xì)胞中β-catenin 和糖原合成酶激酶-3β 表達(dá)水平[31-32]。

綜上，中醫(yī)藥對(duì)于軟骨損傷治療作用機(jī)制復(fù)雜，對(duì)膝、踝關(guān)節(jié)軟骨的臨床效果差別尚不明確，臨床應(yīng)用選擇和組方也未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 手術(shù)治療及作用機(jī)制的差異性

目前，對(duì)于距骨骨軟骨損傷病灶面積較大者，主要以自體或異體軟骨移植術(shù)、植骨術(shù)為主要術(shù)式[33]。而對(duì)于損傷病灶范圍直徑≤10 mm 者則常采用微骨折術(shù)[34]。手術(shù)治療目的主要是減輕距骨病灶對(duì)周圍的刺激及重建壞死距骨骨軟骨表面的軟骨層[35]。研究顯示[35]，關(guān)節(jié)鏡下微骨折術(shù)可以建立距骨骨軟骨損傷部位與軟骨下骨的聯(lián)系通道，將軟骨下骨和軟骨深層的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞及幼稚軟骨細(xì)胞動(dòng)員到損傷部位進(jìn)行修復(fù)。而關(guān)節(jié)鏡下自體骨軟骨移植是通過(guò)移植自體軟骨細(xì)胞填補(bǔ)軟骨缺損區(qū)，并促進(jìn)其增殖、分化，形成新的軟骨基質(zhì)[36]。

對(duì)于膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)面的軟骨損傷，目前也是以微骨折術(shù)、自體骨軟骨移植術(shù)為主[37]，且手術(shù)治療作用機(jī)制與踝關(guān)節(jié)也存在較多共性。但膝關(guān)節(jié)發(fā)生軟骨損傷的部位除了股骨內(nèi)側(cè)髁關(guān)節(jié)面外，則以半月板纖維軟骨損傷最為多見。多數(shù)半月板手術(shù)對(duì)于關(guān)節(jié)功能的影響較大，容易引發(fā)早期骨關(guān)節(jié)炎，對(duì)于半月板退變性損傷采取非手術(shù)治療可取得更優(yōu)效果[38]，而對(duì)于半月板撕裂則通常要根據(jù)癥狀、半月板損傷位置及形態(tài)來(lái)具體決定手術(shù)與否[39]。但近幾年興起的生物材料和細(xì)胞移植技術(shù)或許可以克服半月板術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)欠佳的弊端[40]。

3 小結(jié)

在軟骨解剖層面，踝關(guān)節(jié)軟骨較膝關(guān)節(jié)更薄且接觸面積更?。痪统煞纸M成而言，踝關(guān)節(jié)的軟骨分布比例和代謝水平更高，受到損傷刺激后膝關(guān)節(jié)軟骨則更容易損傷而生成蛋白水解酶。生物力學(xué)方面，踝關(guān)節(jié)能將身體重量分散至足踝部其他負(fù)重骨骼和關(guān)節(jié)，具有優(yōu)于膝關(guān)節(jié)的抗壓能力。在臨床發(fā)病率方面，膝關(guān)節(jié)軟骨損傷多見于退行性骨關(guān)節(jié)炎，而踝關(guān)節(jié)軟骨損傷則多見于創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎。關(guān)于治療手段方面比較，膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷治療方法多大同小異，缺乏個(gè)體化針對(duì)性治療，如此勢(shì)必會(huì)造成效果欠佳、病情遷延、醫(yī)療資源浪費(fèi)等弊端。因此，本文總結(jié)膝、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷特點(diǎn)及治療的差異性，或許能為臨床的精準(zhǔn)化治療提供一定的借鑒參考。