（一）膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的生物學(xué)因素

1.年齡因素　50歲以上的人群膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病率隨年齡增加而升高，膝關(guān)節(jié)退變的程度和臨床癥狀也不斷加重。

2.遺傳因素　膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎偶有家族史，可能與遺傳有關(guān)，在有遺傳病史的人群中，發(fā)病率明顯高于其他人群。

3.內(nèi)分泌因素　膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎多發(fā)于女性，尤其在絕經(jīng)后，有研究發(fā)現(xiàn)雄或雌激素對關(guān)節(jié)軟骨代謝有調(diào)節(jié)和保護(hù)作用；生長激素有促進(jìn)軟骨代謝的作用，生長激素水平低下可導(dǎo)致軟骨退變。

4.酶與細(xì)胞因子的作用　膝關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞合成的蛋白酶，如金屬蛋白酶（metalloproteases）、血清蛋白酶（serine proteases）、硫蛋白酶（thiol proteases）粘蛋白酶（aggrecanase）在軟骨基質(zhì)降解中起重要作用。這些酶的變化是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎軟骨病理變化的基礎(chǔ)。一氧化氮（NO）與一氧化氮合酶可催化炎性介質(zhì)NO的產(chǎn)生，引起軟骨代謝紊亂。腫瘤壞死因子α（TNF-α）與白介素-1（IL-1）等有相似的生物學(xué)特性，能刺激滑膜細(xì)胞前列腺素（prostaglandin E-2, PGE-2）的產(chǎn)生，從而引發(fā)軟骨的破壞。

5.免疫學(xué)因素　正常軟骨是無血管的封閉性屏障，軟骨組織處于機(jī)體自身免疫監(jiān)視系統(tǒng)相對隔絕狀態(tài)。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎時，病變處可見局限于軟骨的免疫復(fù)合物和對蛋白多糖成分的T淋巴細(xì)胞，以及由其介導(dǎo)產(chǎn)生的體液和細(xì)胞免疫反應(yīng)，加速軟骨破壞；滑膜可見單核、淋巴和漿細(xì)胞浸潤，滑膜細(xì)胞增生；滑液中淋巴細(xì)胞亞群數(shù)量明顯異常，提示依賴T細(xì)胞的局部炎癥反應(yīng)。

（二）膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的生物力學(xué)因素

膝關(guān)節(jié)有6個方向的自由度運動，即平移運動（前后、內(nèi)外、上下）和旋轉(zhuǎn)運動（軸移、內(nèi)外旋、內(nèi)收外展）。膝關(guān)節(jié)運動需要膝周韌帶、關(guān)節(jié)囊、骨和半月板結(jié)構(gòu)的正常，以及相關(guān)的神經(jīng)-肌肉控制。這些組織的損傷、功能喪失，將使膝關(guān)節(jié)運動時的瞬時中心改變，導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)運動軌跡異常，關(guān)節(jié)軟骨的應(yīng)力異常，最終發(fā)生膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。膝關(guān)節(jié)長期靜止不動或者關(guān)節(jié)制動也會因軟骨失去營養(yǎng)而退變，同時關(guān)節(jié)囊、韌帶短縮，關(guān)節(jié)應(yīng)力異常而發(fā)生骨性關(guān)節(jié)炎。骨性關(guān)節(jié)炎的軟骨失去了正常軟骨的滑液代謝作用，同時由于軟骨下骨硬化及囊性變，破壞了軟骨下骨均勻傳導(dǎo)應(yīng)力及減震作用，導(dǎo)致軟骨磨損、剝脫，關(guān)節(jié)軟骨破壞區(qū)的周圍出現(xiàn)骨質(zhì)增生。

由于半月板是關(guān)節(jié)負(fù)荷、營養(yǎng)、力傳導(dǎo)的重要結(jié)構(gòu)，最易遭受損傷，因而是膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎常見的損傷組織之一，也是引起臨床癥狀的主要因素。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的半月板病損不同于青少年患者的單純半月板損傷，其表現(xiàn)為：以磨損性損傷和半月板退變?yōu)橹鳎▓D4-5-2）。有時半月板體部無明顯裂傷，但由于組織退變和膠原纖維的廣泛損害，失去生物力學(xué)作用，鏡下可見半月板體部尚完整，但半月板周圍的脛骨平臺軟骨軟化、裂縫、剝脫（圖4-5-3，圖4-5-4）。半月板退變和反復(fù)磨損性損傷引起半月板的松動。松動的半月板影響關(guān)節(jié)的正常運動，并刺激滑膜引起滑膜炎，甚至阻礙股骨髁的正常滑動，引致絞鎖。由于中老年人組織循環(huán)、營養(yǎng)情況較差，以及膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎其他組織結(jié)構(gòu)病理變化的影響，半月板退變損傷后，愈合的機(jī)會很小。基于以上特點，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎半月板損傷的處理應(yīng)有別于單純半月板損傷。相關(guān)的臨床研究，將促使膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的關(guān)節(jié)鏡下手術(shù)治療更加合理、有效。

圖4-5-2　膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的半月板以磨損性損傷和半月板退變?yōu)橹?/p>

圖4-5-3　半月板退變、無光澤，體部尚完整，但附近脛骨平臺軟骨軟化、剝脫

圖4-5-4　半月板體部尚完整，但脛骨平臺軟骨裂縫、剝脫

（三）膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的病理學(xué)變化

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎軟骨的膠原纖維支架破裂使膠原不能限制蛋白多糖水化，進(jìn)而導(dǎo)致軟骨水分增多和腫脹，軟骨裂縫、凹陷和侵蝕。軟骨中降解蛋白多糖和膠原的酶含量增加，軟骨蛋白多糖含量減少（降解），導(dǎo)致軟骨破壞，進(jìn)而全層軟骨消失，深達(dá)骨質(zhì)。關(guān)節(jié)邊緣骨贅形成。軟骨下骨增厚、囊性變、硬化。滑膜呈慢性炎癥改變，同時滑膜釋放細(xì)胞因子，如IL-1、TNF-α等，進(jìn)一步破壞軟骨。半月板以磨損性損傷和退變?yōu)橹?。如前所述，有時半月板體部無明顯裂傷，但由于組織退變和膠原纖維的廣泛損害，失去生物力學(xué)作用，鏡下可見半月板體部尚完整，但半月板下方的脛骨平臺軟骨軟化、剝脫。半月板退變和反復(fù)磨損導(dǎo)致松動，松動的半月板又進(jìn)一步影響關(guān)節(jié)的正常運動，并刺激滑膜引起滑膜炎。退變、磨損的半月板進(jìn)一步碎裂，成碎屑，使半月板部分或大部分缺如，并使關(guān)節(jié)液渾濁或者形成游離體。近年許多學(xué)者對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎半月板的病變及其對骨性關(guān)節(jié)炎病理變化的影響進(jìn)行了深入的臨床研究。以往半月板損傷分型多以病理學(xué)或者影像學(xué)表現(xiàn)為基礎(chǔ)。這類分型有助于半月板損傷機(jī)制、病程發(fā)展等基礎(chǔ)研究，但難以用于指導(dǎo)臨床關(guān)節(jié)鏡下手術(shù)治療。隨著微創(chuàng)治療膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎手術(shù)的普及展開，膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎半月板損傷的問題已引起臨床界的重視。筆者根據(jù)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎半月板損傷程度，及其對關(guān)節(jié)滑膜、關(guān)節(jié)軟骨的影響將膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎半月板損傷的鏡下表現(xiàn)分為4型：①Ⅰ型半月板損傷，病程一般較短，臨床癥狀可輕可重，但軟骨損害一般較局限（圖4-5-5）；②Ⅱ型半月板損傷局部磨損和退變表現(xiàn)為主，相對應(yīng)的股骨髁軟骨退變，附近的滑膜呈慢性炎癥改變（圖4-5-6）；③Ⅲ型半月板大部分或整體磨損、退變，半月板基本失去生物力學(xué)作用，同側(cè)股骨髁、脛骨平臺軟骨均退變，并呈現(xiàn)廣泛的關(guān)節(jié)滑膜炎改變（圖4-5-7）；④Ⅳ型半月板損傷病程較長，退變、磨損的半月板進(jìn)一步碎裂，成碎屑，使半月板部分或大部分缺如（圖4-5-8）。Ⅳ型損傷半月板磨損使關(guān)節(jié)液渾濁，并可形成游離體，筆者手術(shù)治療的病例中有2例半月板幾乎完全消失，僅存留邊緣部分，猶如半月板次全切術(shù)后的表現(xiàn)。Ⅳ型半月板損傷的軟骨退變、破壞一般比較明顯，同時有明顯的骨贅形成。