摘要：探讨骨性关节炎（OA）关节腔内注射透明质酸（HA）对软骨下骨的影响。家兔早期OA的结构参数和骨密度测定。一种新的混合凝胶添加乙酰化CS真菌来源的HA与高分子量的HA商业配方对比。

 

方法：十八只兔行单侧前交叉韧带切断（ACLT），根据关节内注射复合物分为三组（生理盐水组、HA组和混合组）。八对侧膝关节作为非手术对照组（对侧）。微计算机断层扫描，六周后，在OA早期发展阶段研究软骨下骨结构参数和骨密度。

 

结果：与对照组相比，生理盐水组软骨厚度平均值减少。混合组与生理盐水组比较，软骨下骨结构参数（骨小梁厚度和骨小梁的体积分数）变化显著；软骨下骨板和骨小梁矿物质密度（骨密度和组织密度）减少。混合组与HA组相比，软骨下骨结构参数（软骨下骨板厚度和骨小梁厚度）和骨小梁密度（骨密度及骨组织骨密度）显著降低。

 

结论：同HA相比，cs添加到HA中的新型杂化水凝胶，增强结构参数和骨密度的变化导致家兔早期实验性骨关节炎模型软骨下骨丢失。

 

 

背景：骨关节炎（OA）是一种多发病的疾病，在体外和体外模型中难以模仿。动物模型仍然是最常见的新的治疗策略的发展。兔前交叉韧带切断（ACLT）是一种广泛使用的实验模型来研究OA的发病机制和药物疗效。几种有症状的缓慢作用的OA药物已经显示出临床相关的作用。透明质酸是关节腔注射透明质酸（HA），一种天然的关节成分，有助于软骨和滑液的粘弹性和力学性能（减震、关节润滑和软骨保护）。OA中内源性HA的分子量和浓度降低，透明质酸旨在恢复代谢和关节流变的动态平衡。软骨下骨的改变是疾病发生和发展的一些可能因素之一。骨性关节炎软骨下骨改建的性质及其发生的时间框架尚不完全清楚，特别是在疾病的早期。为了提高关节内HA的疗效，减少重复关节内注射可能产生的副作用，一种方法是将HA与第二种生物聚合物相结合：壳聚糖（CS）是甲壳素脱乙酰基的线性多糖，是海洋无脊椎动物、昆虫和真菌细胞壁外的初级结构聚合物。CS已被证明有软骨保护和促进软骨细胞增殖作用，cs也能促进骨形成。本研究的目的是观察关节内注射一种新的基于乙酰化真菌CS杂化水凝胶添加HA对软骨下骨的影响。研究几个结构参数（软骨下骨板厚度、骨小梁厚度，骨小梁分离，骨体积分数）以及骨密度及骨组织矿物质密度。软骨下骨的早期改变可能是骨关节病改变的症状。

 

方法：动物模型：18只健康成年雄性白新西兰兔（5个月龄，3.68±0.18公斤），驯化2周后，由专业兽医进行单侧ACLT手术诱导实验性OA。手术前，动物接受0.1 mg/kg吗啡，肌内注射用40 mg/kg氯胺酮1000 80ml/kg美托咪定诱导麻醉，然后经气管插管通过1-3.5%异氟醚维持麻醉。手术部位去毛，用碘伏消毒，在左腿外侧进行ACLT手术切口，右侧未进行手术。在关节囊闭合前，前抽屉征（手动水平脱位）对ACL完全断裂进行了评估。手术腿没有固定，手术后兔被允许在各自的笼子里自由移动。

 

术后护理：兔子皮下注射0.01mg/kg丁丙诺啡4天，以避免疼痛。0.5毫克/公斤胃复安3天减少便秘的风险。术后应用喷雾消毒连续6天。兽医密切监测恢复情况，每隔一天进行一次细致的临床随访。术后护理减轻疼痛，防止跛行。所有实验动物完全恢复。

 

配方：18只家兔随机分为3组，每组6只。每个膝关节（左膝）关节内注射0.2ml的生理盐水溶液，HA商业配方，或CS添加HA，分别称为以后生理盐水组、HA组和混合组。非手术右膝八例为非手术对照组（以下简称对侧组，n＝8）。ACLT手术后1, 2, 3，4和5周经麻醉后，分别进行关节腔注射三组物质，并仔细消毒。

 

软骨下骨的OA分级及微计算机断层成像：6周观察期后，经肌内注射40 mg/kg氯胺酮1000后血管内注射1ml/kg戊巴比妥处死动物。仔细解剖两个膝盖和胫骨近端的锯部分。软骨的退化，以及骨赘生成、使用宏观分级系统分级。为了评估每个组织的骨性关节炎分期，在微计算机断层扫描之前计算平均股骨颈和胫骨分级的OA评分值。

 

结构参数的测量：图像处理和参数的测量是由一个操作员使用微视软件ABA 2.2进行评估。各向异性滤波算法应用于图像，基于最大类间方差法对软骨下骨板与骨小梁进行个体化半自动分割。基于CT值、在负重区内侧使用基于轮廓的工具手动定义胫骨髁感兴趣区域（ROI）。

 

结果：对侧组、生理盐水、HA和混合组的平均OA评分分别为0.45±0.11, 1.8±0.72, 2.14±0.62 和1.53±0.3。所有手术组均表现为早期骨性关节炎，而对侧膝关节骨性关节炎无明显迹象。图2显示了混合组和对侧胫骨板的典型显微断层图像。骨的变化是显著的，混合组软骨下骨板厚度显著减少。确认并测量这一观察结果，定量研究了所有组结构参数与软骨下骨矿物密度见表。

 

讨论：新型混合水凝胶由乙酰化真菌CS加入HA制备。6周后，测定家兔软骨下骨微结构参数与骨密度。我们的研究结果支持了CS对软骨下骨改变的影响，并导致兔早期骨软骨下骨丢失增加。对软骨，特别是软骨组织学的影响也进行了评估。盐水组与对侧组相比，C.Th平均值显著降低，没有观察到所有骨参数的显著变化。HA组和混合组同对侧组相比，没有观察到C.Th平均值显著降低，这些结果与其他研究相一致。

 

结论：这项研究表明，在兔OA的发病早期HA的商业配方关节内注射诱导软骨下骨质脱钙。此外，同HA单独相比，CS 添加到HA增加软骨下骨丢失。据作者所知，这是首例CS添加到HA对软骨下骨微结构参数和实验性OA骨密度的效果的研究。