主動運動療法輔助治療膝骨關(guān)節(jié)炎的療效及關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平變化觀察

周俊剛，蔣澤林

（鄭州德仁骨科醫(yī)院骨二科 骨關(guān)節(jié)運動醫(yī)學(xué)科，河南 鄭州 452370）

膝骨關(guān)節(jié)炎作為一種關(guān)節(jié)疾病， 在骨關(guān)節(jié)炎中其發(fā)病率居于首位[1]。 該病以中老年人群多見，為致殘的常見因素。 隨著老齡化趨勢到來，未來社會中該病的影響極大。 膝骨關(guān)節(jié)炎患者主要表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、活動障礙，病情嚴(yán)重者患肢變形嚴(yán)重，關(guān)節(jié)僵硬，勞動、行走功能逐漸喪失，導(dǎo)致患者生活質(zhì)量明顯下降[2-3]。 隨著醫(yī)學(xué)理念的不斷延伸，近年來相關(guān)研究表明康復(fù)訓(xùn)練療法可以促進膝關(guān)節(jié)周圍肌肉恢復(fù)，逐步改善膝關(guān)節(jié)功能[4-5]。主動運動療法是一種較為新型的康復(fù)療法， 主要通過患者肌力自主運動達到治療疾病的目的，在骨科疾病輔助治療中效果顯著[6]。 基于此，本研究以65 例膝骨關(guān)節(jié)炎患者為例，探究主動運動療法輔助治療的療效及對關(guān)節(jié)滑液腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、 白介素1β（Interleukin 1β，IL-1β）、 基質(zhì)金屬蛋白酶3（matrix metalloproteinase 3，MMP-3）水平的影響。報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本院2015 年12 月至2020 年12 月就診的65 例膝骨關(guān)節(jié)炎患者，隨機數(shù)表法分為兩組。 納選標(biāo)準(zhǔn)：（1）與膝骨關(guān)節(jié)炎診斷標(biāo)準(zhǔn)相符[7]；（2）與保守治療要求相符；（3）單側(cè)病變者；（4）年齡不超過75 歲；（5）認(rèn)知功能良好；（6）知情同意。 排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）存在其他膝關(guān)節(jié)疾病者；（2）既往做過膝關(guān)節(jié)手術(shù)者；（3）存在肢體障礙等其他影響主動運動的疾病；（4）膝關(guān)節(jié)存在陳舊性損傷者；（5）合并惡性腫瘤、血液疾病、心腦血管疾病、精神疾病者；（6）入院前1 個月內(nèi)已接受藥物、康復(fù)運動治療者。 本研究經(jīng)倫理委員會審批同意。本研究中32 例對照組，33 例研究組。兩組性別、病變部位、年齡、病程相比無差異（P＞0.05）。 見表1。

表1 兩組基礎(chǔ)資料對比[n（%），（±s）]

表1 兩組基礎(chǔ)資料對比[n（%），（±s）]

性別男組別 n 年齡（歲） 病程（年）女病變部位左側(cè)膝關(guān)節(jié) 右側(cè)膝關(guān)節(jié)研究組對照組χ2/t P 33 32 14 15 0.130 0.718 19 17 18 14 0.758 0.384 15 18 63.75±3.26 64.02±3.34 0.330 0.743 3.28±0.47 3.15±0.52 1.058 0.294

1.2 治療方法 對照組給予常規(guī)治療：患者入院后為其進行膝骨關(guān)節(jié)炎病因、治療方法、注意事項等相關(guān)知識宣教，使其了解日常行為對病情的影響；以患者病情嚴(yán)重情況為依據(jù)為其制定藥物治療方案，并按照患者實際情況為其制定物理治療方案，同時指導(dǎo)患者進行適宜的被動運動等。 觀察組在常規(guī)治療基礎(chǔ)上行主動運動療法輔助治療：（1）股四頭肌主動運動。 患者體位為仰臥位，最大程度將患側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展， 以患者承受力為依據(jù)可在其踝關(guān)節(jié)部位適當(dāng)添加重物，將腿抬高至離地面15 cm左右的距離，并保持5 s 后將腿放下，每日4~6 組，每組20 次；股四頭肌繃緊、放松運動：最大程度將患側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展，再將股四頭肌繃緊，以感覺到肌肉酸脹后再將股四頭肌放松， 每日4~6 組， 每組15~25 次；股四頭肌等張收縮運動。 患者在硬凳子上就坐，將雙腳抬離地面直至膝關(guān)節(jié)呈彎曲狀，每日4~6 組，每組15~20 次，以患者承受力為依據(jù)可在其腳踝部位適當(dāng)添加重物； 股四頭肌等速收縮運動： 利用等速CPM 儀進行股四頭肌等速收縮運動。（2）臀部肌肉運動。患者體位為俯臥位，最大程度將患側(cè)膝關(guān)節(jié)伸直， 并將患側(cè)下肢向上抬到最高點，保持5 s 后放下，每日4~6 組，每組15~25次。（3）靜蹲運動。患者背靠墻，將雙足分開至與肩同寬，并緩慢向前伸，使雙腿與身體重心有40~50 cm 的間距，保持25 s 后恢復(fù)，每日4~6 組，每組15~25 次。 兩組均治療1 個月。

1.3 觀察指標(biāo) （1）療效：膝關(guān)節(jié)疼痛完全消失，關(guān)節(jié)活動度恢復(fù)正常， 西安大略麥馬斯特大學(xué)骨性關(guān)節(jié)炎指數(shù)可視化量表（Westemn Ontario and Mc-Master Universities Index of Osteoarthritis，WOMAC）評分0~1 分為臨床痊愈；膝關(guān)節(jié)疼痛基本消失或明顯緩解， 關(guān)節(jié)活動度顯著改善，WOMAC 評分下降幅度不低于2/3 為顯效； 膝關(guān)節(jié)疼痛有所緩解， 關(guān)節(jié)活動度有所改善，WOMAC 評分下降幅度超過1/3 為有效；與以上標(biāo)準(zhǔn)不符為無效[8]?？傆行?（臨床痊愈例數(shù)+顯效例數(shù)+有效例數(shù)）/n×100%。 （2）WOMAC 評分[9]：于治療前、治療1 個月后采用WOMAC 評分評估患者癥狀和體征的變化情況，該表包括關(guān)節(jié)功能（170 分）、疼痛（50 分）、僵硬（20 分）3 個維度，滿分240 分，各維度評分愈高病情愈嚴(yán)重。（3）關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平：于治療前、治療1 個月后患者行膝關(guān)節(jié)腔穿刺抽取2 mL 關(guān)節(jié)液，經(jīng)高速離心10 min 后取上清液待檢。 患者關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3水平采用酶聯(lián)免疫吸附法測定。 （4）膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)指標(biāo)：于治療前、治療1 個月后采用美國飛利浦X 儀檢查患者膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)情況，患者體位為仰臥位，將下肢及腳伸直，拍攝正位照，中位線對準(zhǔn)骸骨下緣中點，球管距離底片控制在1 m 范圍內(nèi)，拍攝膝關(guān)節(jié)腔間隙上、下30 cm 范圍內(nèi)圖像，測量圖片的關(guān)節(jié)間隙角、脛骨角及股骨角角度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 借助軟件SPSS 20.0 分析數(shù)據(jù)。計數(shù)資料n（%）描述，行Fisher 精確概率檢驗；計量資料描述， 行t 檢驗；P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組療效比較 治療1 個月后，研究組總有效率96.97%，比對照組的78.13%高（P＜0.05）。 見表2。

表2 兩組療效對比[n（%）]

2.2 兩組WOMAC 評分比較 兩組治療前WOMAC 各維度評分相比無差異（P＞0.05）；兩組治療1個月后WOMAC 各維度評分均比治療前低 （P＜0.05）； 研究組治療1 個月后WOMAC 各維度評分均比對照組低（P＜0.05）。 見表3。

表3 兩組WOMAC 評分對比（±s，分）

表3 兩組WOMAC 評分對比（±s，分）

注：* 相比同組治療前，P＜0.05。

組別 n 關(guān)節(jié)功能治療前 治療后疼痛治療前 治療后僵硬治療前 治療后研究組對照組t P 33 32 46.39±5.67 46.15±5.52 0.173 0.863 24.74±3.03*28.61±3.60*4.695＜0.001 13.92±1.64 13.84±1.58 0.200 0.842 7.47±1.15*8.59±1.27*3.729＜0.001 5.64±1.12 5.57±1.08 0.256 0.799 2.79±0.71*3.75±0.93*4.687＜0.001

2.3 兩組關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平比較 兩組治療前TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平相比無差異（P＞0.05）； 兩組治療1 個月后TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平比治療前低（P＜0.05）；研究組治療1 個月后TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平比對照組低（P＜0.05）。 見表4。

表4 兩組關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平對比（±s）

表4 兩組關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平對比（±s）

注：* 相比同組治療前，P＜0.05。

組別 n TNF-α（ng/L）治療前 治療后IL-1β（pg/mL）治療前 治療后MMP-3（ng/mL）治療前 治療后研究組對照組t P 33 32 1.45±0.48 1.39±0.51 0.489 0.627 0.62±0.27*0.85±0.38*2.820 0.006 20.42±5.75 19.78±5.61 0.454 0.651 9.39±3.48*12.64±3.95*3.523 0.001 168.36±30.14 166.92±29.73 0.194 0.847 84.49±21.25*100.32±24.61*2.778 0.007

2.4 兩組膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)指標(biāo)比較 兩組治療前關(guān)節(jié)間隙角相比無差異（P＞0.05）；兩組治療后關(guān)節(jié)間隙角比治療前低， 且研究組比對照組低 （P＜0.05）；兩組治療前、后脛骨角、股骨角相比無差異（P＞0.05）。 見表5。

表5 兩組膝關(guān)節(jié)角對比（±s，°）

表5 兩組膝關(guān)節(jié)角對比（±s，°）

注：* 相比同組治療前，P＜0.05。

組別 n 關(guān)節(jié)間隙角治療前 治療后脛骨角治療前 治療后股骨角治療前 治療后研究組對照組t P 33 32 2.28±0.65 2.24±0.63 0.252 0.802 1.21±0.26*1.47±0.42*3.011 0.004 94.96±2.81 94.92±2.83 0.057 0.955 94.48±1.87 94.65±1.91 0.363 0.718 79.98±1.95 79.96±1.89 0.042 0.967 79.28±1.72 79.49±1.81 0.480 0.633

3 討論

膝骨關(guān)節(jié)炎患者受多種病因影響致使關(guān)節(jié)軟骨出現(xiàn)纖維化、萎縮，骨損發(fā)生，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)承受力降低，關(guān)節(jié)出現(xiàn)疼痛、僵硬、功能障礙等癥狀，嚴(yán)重影響患者日常生活[10]。 因此，怎樣減輕或延緩膝骨關(guān)節(jié)炎患者病情進展， 一直是臨床醫(yī)師關(guān)注的重點課題。 因膝骨關(guān)節(jié)炎患者病理表現(xiàn)具有較大差異， 臨床治療該病以藥物結(jié)合非藥物的綜合治療為主，必要時采用手術(shù)治療。 近年來主動運動療法在骨科中廣泛應(yīng)用， 且其在膝骨關(guān)節(jié)炎治療中取得一定進展。 主動運動療法主要是依靠患者主動參與自身肢體功能鍛煉，進行肌力自主運動，以改善關(guān)節(jié)周圍肌肉與神經(jīng)功能，加強關(guān)節(jié)活動度，提高肌力，促進血液循環(huán)，進而促使關(guān)節(jié)活動能力提升、穩(wěn)定性增強，從而達到提高綜合療效的目的[11-12]。張建洛等[13]報道，對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者進行主動運動療法治療可以明顯提高患者療效，改善膝關(guān)節(jié)功能。 本研究中，研究組治療1 個月后總有效率比對照組高， 研究組治療1 個月后WOMAC 各維度評分均比對照組低，與上述報道一致， 說明主動運動輔助治療較常規(guī)治療更能明顯提高膝骨關(guān)節(jié)炎患者治療效果，減輕臨床癥狀。 主動運動中核心為股四頭肌運動訓(xùn)練。 股四頭肌作為一種膝關(guān)節(jié)伸肌肌群， 對膝關(guān)節(jié)肌群具有明顯緩沖作用。 據(jù)國內(nèi)外研究報道，與同年齡健康人相比，膝骨關(guān)節(jié)炎患者股四頭肌運動能力偏低，同一神經(jīng)纖維可調(diào)動的肌纖維數(shù)量降低， 膝關(guān)節(jié)承重能力降低，從而膝關(guān)節(jié)運動功能減弱甚至喪失[14-15]。通過以股四頭肌為核心的主動運動鍛煉， 促使未被調(diào)動的肌纖維得到充分調(diào)動， 神經(jīng)纖維所能調(diào)動的肌纖維數(shù)量上升，加上臀部肌肉運動、靜蹲運動等主動運動鍛煉促使膝關(guān)節(jié)相關(guān)肌肉群得到綜合改善，從而達到提高療效、減輕癥狀的目的。

相關(guān)研究顯示， 膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展和復(fù)雜的細(xì)胞因子調(diào)控有關(guān)；當(dāng)膝關(guān)節(jié)腔內(nèi)受損時，刺激軟骨細(xì)胞、滑膜分泌TNF-α、IL-1β 等細(xì)胞因子，進一步刺激關(guān)節(jié)液中MMP 增加，關(guān)節(jié)軟骨遭到進一步破壞[16-17]。 TNF-α、IL-1β 均為促炎因子，能夠參與機體炎癥反應(yīng)，直接在軟骨細(xì)胞上作用，刺激釋放前列腺素E2 與表達一氧化氮合酶，促進軟骨細(xì)胞合成活性氧自由基與一氧化氮數(shù)目增加， 加速軟骨細(xì)胞的軟化與凋亡；同時，TNF-α、IL-1β 還可以誘導(dǎo)MMP 等炎性遞質(zhì)的產(chǎn)生，對合成蛋白聚糖與軟骨膠原具有選擇性抑制作用， 致使關(guān)節(jié)邊緣骨質(zhì)遭到破壞，進而加劇病情進展[18]。MMP-3 屬于膝骨關(guān)節(jié)炎軟骨破壞中重要的細(xì)胞因子， 其能夠降解軟骨細(xì)胞外基質(zhì)、 基底膜及蛋白多糖， 激活MMP 家族其他成員，切斷Ⅱ型膠原，破壞關(guān)節(jié)軟骨完整性[19]。 張婉容等[20]報道，對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者實施齊刺配合短波治療可以降低TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平。 本研究中，研究組治療1 個月后TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平比對照組低，提示主動運動輔助治療膝骨關(guān)節(jié)炎療效較好的作用機制可能與降低TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平密切相關(guān)。另外， 本研究發(fā)現(xiàn)主動運動輔助治療可以降低膝骨關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)間隙角角度， 改善生物力學(xué)指標(biāo)。 但兩組治療前、后脛骨角、股骨角相比無差異，這可能是因為本研究樣本量較少，隨訪時間較短，還有待后續(xù)大樣本、多中心的進一步研究。

綜上所述， 對膝骨關(guān)節(jié)炎患者進行主動運動療法輔助治療具有較好療效， 能夠明顯降低患者關(guān)節(jié)滑液TNF-α、IL-1β、MMP-3 水平。