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【目的】系统性地研究不同阶段退行性膝OA关节软骨及软骨下骨改变,证实骨内压作为关键性因素,与关节软骨、软骨下骨的病理进程密切相关。借助于骨内压干预,可有效遏制关节软骨、软骨下骨的退变进展,为早期治疗膝OA提供新的外科治疗方式。【方法】纳入雄性不同月龄组(3,6,9,12,18)Dunkin-Hartley豚鼠(N=10),绘制体重-月龄曲线,双膝关节行放射学检查(X线、Micro CT、MRI),对X线、MRI影像结果分别采用Kellgren-Lawrence OA系统、Osteoarthritis MRI Reference Image系统进行评分,确定Dunkin-Hartley豚鼠膝OA合理的月龄研究谱表;测量不同月龄组(6,9,12,18)Dunkin-Hartley豚鼠(N=5)股骨远端、胫骨近端骨内压的变化,观察双膝负重区关节软骨在组织学(大体、HE、甲苯胺兰)、免疫组织化学(2型胶原、MMP13)等方面的差异;骨内压干预后即刻及术后12周,测定骨内压值,并分别采用Micro CT、组织学(大体、HE、甲苯胺兰)、免疫组织化学(2型胶原、MMP13)的方法,比较减压侧与非减压侧负重区关节软骨及软骨下骨的退变程度。所有数据应用SPSS13.0及Graph Pad Prism5.01进行统计学分析。体重-月龄变化差异采用单向方差分析(One-way ANOVA)进行统计学分析;不同月龄组(3、6、9、12、18)Kellgren-Lawrence OA评分差异、Osteoarthritis MRI Reference Image评分差异采用单向方差分析(one-way ANOVA)、组间比较采用t检验;不同月龄组(6、9、12、18)双膝关节软骨组织学染色评分差异采用单向方差分析(One-way ANOVA)、组间比较采用t检验;单一月龄组(6、9、12、18)双膝关节软骨组织学染色评分差异比较采用独立样本t检验。不同月龄组(6、9、12、18)股骨远端、胫骨近端骨内压变化差异采用单向方差分析(One-way ANOVA)、组间比较采用t检验;单一月龄组(6、9、12、18)股骨远端、胫骨近端骨内压变化差异比较采用独立样本t检验。以上检验水准均设为双侧(α=0.05)。【结果】随月龄增长,Dunkin-Hartley豚鼠体重逐渐增加,9月龄之前,体重增加较为迅速,9月龄以后,体重增加减缓;组间体重差异具有显著统计学意义(F=433.892,P=0.000)。双膝Kellgren-Lawrence OA评分逐渐增加,组间评分差异具有显著统计学意义(F=219.802,P=0.000)。3月龄与6月龄比较,评分差异无统计学意义(P=0.068);其他组间评分差异存在显著统计学意义(P=0.000)。Osteoarthritis MRI Reference Image评分逐渐增加,组间评分差异具有显著统计学意义(F=303.840,P=0.000)。3月龄与6月龄比较,评分差异无统计学意义(P=1.000);其他组间评分差异均存在显著统计学意义(P=0.000)。Micro CT显示,9月龄至18月龄Dunkin-Hartley豚鼠股骨远端、胫骨近端负重区软骨下骨塌陷、融合。Mankin评分(HE、甲苯胺兰)随月龄增长逐渐增加,不同月龄组间差异具有显著统计学意义(P=0.000),完整覆盖了膝OA不同的退变程度,每一月龄组双侧评分比较,差异未见统计学意义(P>0.05)。Mankin评分(2型胶原、MMP13)随月龄增长逐渐增加,不同月龄组间差异,具有显著统计学意义(P=0.000),其中6~12月龄组间差异显著(P<0.01),12~18月龄组间存在差异(P<0.05);每一月龄组双侧评分比较,差异未见统计学意义(P>0.05)。股骨远端、胫骨近端骨内压均呈现随月龄增长先升高后降低的变化趋势,且变化差异存在显著统计学意义(股骨侧:F=8.261,P=0.000;胫骨侧:F=8.469,P=0.000)。其中,9月龄较6月龄,骨内压略升高,但差异无统计学意义(股骨侧:P=0.997;胫骨侧:P=0.973);12月龄较9月龄,骨内压明显升高,差异具有统计学意义(股骨侧:P=0.019;胫骨侧:P=0.019);至18月龄时,骨内压较12月龄反而明显下降,差异具有显著统计学意义(股骨侧:P=0.000;胫骨侧:P=0.000)。就单一月龄组而言,双膝股骨远端骨内压差异无统计学意义(P>0.05);双膝胫骨近端骨内压差异亦无统计学意义(P>0.05);股骨远端骨内压略高于胫骨近端骨内压,但差异无统计学意义(P>0.05)。术后12周时,不同月龄组无论减压与否,股骨远端、胫骨近端骨内压亦呈现随月龄增长,先升高后降低的变化趋势,但变化差异组间未见统计学意义(减压侧:股骨F=0.623,P=0.611、胫骨F=2.230,P=0.124;非减压侧:股骨F=0.690,P=0.571、胫骨F=2.214,P=0.126);减压较非减压侧骨内压均呈降低趋势,但差异无统计学意义(P>0.05);减压侧股骨远端骨内压较胫骨近端骨内压低,但差异无统计学意义(P>0.05);非减压侧,股骨远端骨内压亦较胫骨近端低,尽管差异亦无统计学意义(P>0.05)。不同月龄组(6、9、12、18)减压术后即刻测压,股骨远端骨内压较胫骨近端下降更为明显,即刻骨内压差异本身、与术前相比骨内压所降低的幅度,差异均具有显著统计学意义(P=0.000)。术后12周,组织学发现,不同月龄(6、9、12、18)组Dunkin-Hartley豚鼠双膝均呈现关节软骨退变表现,但减压侧较非减压侧退变程度明显减轻。Mankin评分(HE、甲苯胺兰)随月龄增长逐渐增加,但减压侧退变程度明显放缓,退变层级明显降低;每一月龄组,减压侧较对照侧差异均具有显著统计学意义(P<0.01);Mankin评分(2型胶原)随月龄增长逐渐增加,减压侧较非减压侧有效的保留了2型胶原的阳性表达厚度、含量和层次分布特点;每一月龄组,减压侧较对侧差异均具有显著统计学意义(6DH:t=-3.500,P=0.008;9DH:t=-3.497,P=0.008;12DH:t=-6.668,P=0.000;18DH:t=-6.396,P=0.000);Mankin评分(MMP13)均随月龄增长逐渐增加,减压侧较非减压侧有效地降低了MMP13在关节软骨内的表达;每一月龄组,减压侧较非减压侧差异均具有显著统计学意义(6DH:t=-3.795,P=0.005;9DH:t=-4.427,P=0.002;12DH:t=-3.883,P=0.005;18DH:t=-4.333,P=0.003)。Micro CT显示,非减压侧较减压侧,软骨下骨小梁排列更为稀疏,股骨远端、胫骨近端软骨下骨囊变区更为明显,侵蚀范围更为广泛,可位于股骨远端及胫骨近端髁间、内髁及外髁负重区软骨下骨小梁内。若囊肿扩大并侵及软骨下骨板,可出现软骨下骨板骨折。【结论】不同月龄(6、9、12、18)组Dunkin-Hartley豚鼠作为原发性退行性膝OA动物模型序列,组内双膝OA进展差异性小,组间差异呈现梯度性变化,应用于不同病理阶段膝OA研究可靠;骨内压在不同月龄(6、9、12、18)组Dunkin-Hartley豚鼠膝周围骨内的变化特点,与膝OA退变进展程度良好符合,揭示了骨内压的变化与关节软骨及软骨下骨的病理改变存在着相关性。骨内压干预术可有效的保护Dunkin-Hartley豚鼠不同阶段膝OA关节软骨及软骨下骨的形态结构,减少关节软骨内2型胶原的破坏,降低MMP13在关节软骨内的表达,且技术操作微创、靶向、标准化,具有良好的临床应用前景。