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目的:骨关节炎（Osteoarthritis,OA）是一种常见的慢性退行性关节疾病,以关节软骨退行性变和骨质增生为特征。骨关节炎可能始于关节的某些特定部位,但最终累及整个关节。骨关节炎的发病机制复杂,其缓慢演变过程涉及机械、遗传、代谢和炎症等途径。骨关节炎被认为是一种多因素疾病,其危险因素包括遗传、年龄、性别、代谢性疾病、肥胖、职业、损伤、饮食、矿物质等。在长期重塑过程中,关节适应了特定的微量元素含量。微量元素水平的变化,表现为人体内缺乏或过量,都可能影响关节的功能,引起骨关节炎。微量元素对骨关节炎的影响主要取决于其类型和含量。一些微量元素如硼可以降低骨关节炎发病率并缓解骨关节炎症状。然而,接触镉等有毒元素可能会导致骨关节炎的发生和进展。某些微量元素的正负效应取决于其浓度。铜等微量元素对关节有益浓度窗口很窄,浓度过低或过高都可能导致骨关节炎。微量元素对骨关节炎影响与生物学因素、环境因素和健康状况有关。微量元素铝（Aluminum,Al）、砷（Arsenic,As）、硼（Boron,B）、镉（Cadmium,Cd）、铬（Chromium,Cr）、铜（Copper,Cu）、铁（Iron,Fe）、镁（Magnesium,Mg）、锰（Manganese,Mn）、铅（Lead,Pb）、锶（Strontium,Sr）和锌（Zinc,Zn）与骨关节炎的关系越来越受到研究者的重视,而基于我国骨关节炎患者的微量元素研究甚少;其次,生物学因素、环境因素和健康状况对膝关节骨关节炎结构中微量元素含量影响的研究很少;再次,大多数研究仅局限于单一微量元素,缺乏对多种微量元素之间相关性探索。因此,本研究测定我国膝关节骨关节炎结构中微量元素（硼、铬、铁、锌、铜、镁、锰、锶、铝、砷、镉和铅）含量,探索相关因素年龄、性别、居住地、高血压和糖尿病与微量元素含量关系,探讨微量元素之间相关性,为预防和治疗骨关节炎提供理论依据。方法:本研究通过问卷调查收集研究对象人口统计学和健康状况等资料,特别强调可能影响膝关节骨关节炎微量元素含量的相关因素。参与者根据年龄、性别、居住地、高血压和糖尿病进行分组。收集51例行全膝关节置换术的膝关节骨关节炎患者的样本,分离股骨松质骨、股骨软骨、前交叉韧带、半月板、胫骨软骨、胫骨松质骨和髌下脂肪垫。样本用代码标记,置入聚乙烯容器中,并保存在-22℃冰箱中直至测定。将样本浸入丙酮脱脂、干燥并碾碎。0.2克样本、5 ml 65%浓硝酸和1 ml 30%过氧化氢置入消解罐中。在微波消解系统中进行溶解。使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定样本中12种微量元素（硼、铬、铁、锌、铜、镁、锰、锶、铝、砷、镉和铅）的含量。采用标准曲线法对结果进行校正。使用IBM SPSS Statistics 26.0进行统计分析。p＜0.05被认为差异具有显著性统计学意义。结果:1.在膝关节骨关节炎的结构之间,硼、铬、铁、锌、铜、镁、锰、锶、铝、砷、镉和铅浓度存在统计学显著性差异。股骨松质骨中微量元素含量与前交叉韧带相比,硼、铬、锌、镁、锶、铝、砷和铅浓度在股骨松质骨中较高,而铁、铜、锰和镉浓度在前交叉韧带中较高。2.在男性与女性膝关节骨关节炎的结构之间,胫骨松质骨中镉浓度存在统计学显著性差异,女性胫骨松质骨中镉浓度比男性高约60%（分别是0.077和0.048 mg/kg dw,U=377,p=0.049）。男性前交叉韧带中铬浓度统计学显著性高于女性（分别是1.64和1.30 mg/kg dw,U=381,p=0.040）。在女性膝关节骨关节炎结构中,硼、铜、铁和铅浓度高于男性,而砷浓度则与之相反。尽管砷、硼、铜、铁和铅浓度在男性与女性膝关节骨关节炎的结构之间差异明显,但差异并没有统计学显著性意义。锌浓度在男性与女性膝关节骨关节炎结构之间几乎相同。在年龄≤65岁和年龄＞65岁膝关节骨关节炎组之间,年龄＞65岁组膝关节骨关节炎结构中硼、锰浓度高于年龄≤65岁组,而镉浓度则呈相反趋势,但两个年龄组之间膝关节骨关节炎结构中微量元素浓度无统计学显著性差异。比较城市与农村患者之间膝关节骨关节炎结构中微量元素浓度,在农村患者组与城市患者组之间,城市患者股骨松质骨、股骨软骨、前交叉韧带、半月板和胫骨软骨中铝浓度统计学显著性高于农村患者。城市患者髌下脂肪垫中铅浓度统计学显著性高于农村患者。农村患者膝关节骨关节炎结构中硼、镉和锰浓度高于城市患者;而城市患者膝关节骨关节炎结构中铬、锶和锌浓度较高,尽管城市与农村患者之间的硼、镉、锰、铬、锶和锌浓度存在明显差异,但它们差异没有统计学显著性意义。关于高血压对微量元素含量的影响,在高血压与非高血压膝关节骨关节炎组之间,在前交叉韧带和髌下脂肪垫中镁浓度存在统计学显著性差异（分别是U=188,p＜0.05和U=116,p＜0.01）。非高血压组在前交叉韧带和髌下脂肪垫中镁浓度统计学显著性高于高血压组（分别是201.31和167.47 mg/kg dw,61.84和40.06 mg/kg dw）。非高血压组在半月板中锶浓度统计学显著性高于高血压组（分别是2.78和1.91 mg/kg dw）。非高血压组在膝关节骨关节炎结构中铝、硼、镉和铬浓度高于高血压组,尽管在非高血压组与高血压组之间,铝、硼、镉和铬浓度存在明显差异,但它们差异在统计学上没有显著性意义。考虑糖尿病对膝关节骨关节炎结构中微量元素的影响,在糖尿病与非糖尿病膝关节骨关节炎组之间,非糖尿病组在前交叉韧带和半月板中镁浓度统计学显著性高于糖尿病组。此外,非糖尿病组在前交叉韧带、半月板、胫骨软骨和胫骨松质骨中锰浓度统计学显著性高于糖尿病组。然而,在糖尿病组的胫骨松质骨中砷浓度统计学显著性高于非糖尿病组。在糖尿病组的前交叉韧带中锌浓度统计学显著性高于非糖尿病组。在糖尿病组的膝关节骨关节炎结构中铝浓度高于非糖尿病组,而硼浓度则呈相反趋势。尽管铝和硼浓度在两组间差异明显,但差异均没有统计学显著性意义。3.在股骨松质骨中,Al-Pb,Al-Zn,B-Mg和Mg-Pb之间存在统计学显著性正相关性;而B-Cu,Cr-Sr和Mn-Sr之间存在统计学显著性负相关性。在股骨软骨中,Al-Pb之间存在统计学显著性正相关性;而Mn-Sr之间存在统计学显著性负相关性。在前交叉韧带中,Al-Pb,Cu-Mn和Sr-Zn之间存在统计学显著性正相关性;而Mn-Zn之间存在统计学显著性负相关性。在半月板中,AlPb,Al-Sr,B-Fe和Pb-Zn之间存在统计学显著性正相关性;而B-Cr,Cr-Fe和Mn-Sr之间存在统计学显著性负相关性。在胫骨软骨中,Al-Pb和B-Fe之间存在统计学显著性正相关性;而B-Cr,Cr-Fe和Mn-Sr之间存在统计学显著性负相关性。在胫骨松质骨中,Al-Pb之间存在统计学显著性正相关性;而B-Cu,Cr-Fe和Mn-Sr之间存在统计学显著性负相关性。在髌下脂肪垫中,Al-Pb和Cu-Zn之间存在统计学显著性正相关性;而B-Cu和Mn-Zn之间存在统计学显著性负相关性。结论:1.本次研究结果为膝关节骨关节炎结构中微量元素（硼、铬、铁、锌、铜、镁、锰、锶、铝、砷、镉和铅）的参考值确定提供依据。2.通过分析相关因素对膝关节骨关节炎结构中微量元素浓度的影响,证明了年龄、性别、居住地、高血压和糖尿病对微量元素含量的影响。3.膝关节骨关节炎结构中微量元素之间存在相关性。