針刀治療膝骨關(guān)節(jié)炎的實驗研究

梁楚西,費飛,肖紅,郭妍,金曉飛,郭長青

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針刀治療膝骨關(guān)節(jié)炎的實驗研究

梁楚西1,費飛1,肖紅2,郭妍1,金曉飛3,郭長青1

(1.北京中醫(yī)藥大學,北京 100029;2.石家莊市第一醫(yī)院,石家莊 050011;3.山西中醫(yī)學院,太原 030024)

目的 通過觀察針刀干預對膝骨關(guān)節(jié)炎(KOA)兔行為學、髕韌帶(PT)力學特性及膝關(guān)節(jié)軟骨白介素4(IL-4)、基質(zhì)金屬蛋白酶-3(MMP-3)、聚集蛋白聚糖(Aggrecan)表達的影響,探討針刀 “調(diào)筋治骨”法治療KOA 的作用機制。方法 將40只新西蘭兔隨機分為空白組、模型組、針刀組和電針組,每組10只。模型組、針刀組和電針組采用改良后Videman伸直位固定法建立兔KOA模型。針刀組和電針組造模后分別給予針刀、電針治療。造模后及治療后采用改良Lequesne MG的膝關(guān)節(jié)級別評估法對各組進行行為學評價。治療后取材,應用Bose Electro Force 3300疲勞試驗機對PT進行拉伸、應力松弛和蠕變力學測試,應用ELISA方法檢查軟骨細胞IL-4表達,應用Real-time PCR法檢測MMP-3、Aggrecan mRNA表達水平。結(jié)果 造模后,模型組Lequesne MG評分與空白組比較,差異具有統(tǒng)計學意義(＜0.01);針刀組、電針組Lequesne MG評分與模型組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(＞0.05)。針刀組和電針組治療后Lequesne MG評分與模型組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05);針刀組治療后Lequesne MG評分與電針組比較,差異具有統(tǒng)計學意義(＜0.05)。模型組PT最大應力、最大位移、彈性模量及應力松弛率、蠕變率與空白組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05)。針刀組治療后PT最大應力、最大位移、彈性模量及應力松弛率、蠕變率與模型組比較,差異均有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05);電針組治療后彈性模量與模型組比較,差異有統(tǒng)計學意義(＜0.01)。模型組造模后IL-4含量、Aggrecan mRNA表達均顯著下降,MMP-3 mRNA表達顯著上升,與空白組比較差異均有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05);針刀組及電針組治療后IL-4含量較模型組明顯升高(＜0.01,＜0.05),兩組Aggrecan mRNA表達均有上升趨勢, MMP-3 mRNA表達均有下降趨勢,針刀組在調(diào)整Aggrecan、MMP-3 mRNA表達方面優(yōu)于電針組,但與模型組比較差異均無統(tǒng)計學意義(＞0.05)。結(jié)論 針刀治療KOA的作用機制可能是通過改善韌帶力學特性,調(diào)整關(guān)節(jié)內(nèi)應力環(huán)境,通過IL-4力學信號通路,調(diào)整Aggrecan、MMP-3 mRNA表達,阻抑軟骨退變,從而起到“調(diào)筋治骨”的治療作用。

小針刀;骨關(guān)節(jié)炎,膝關(guān)節(jié);髕韌帶;白介素4;基質(zhì)金屬蛋白酶3;聚集蛋白聚糖;兔

骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis, OA)是指由于生物力學平衡改變后,關(guān)節(jié)應力發(fā)生變化,引起負荷傳遞及軟骨細胞代謝紊亂,最終導致以關(guān)節(jié)軟骨損傷、退變?yōu)橹饕淖兊募膊1],由于膝關(guān)節(jié)承受巨大負荷且活動量較大,膝骨關(guān)節(jié)炎(knee osteoarthritis, KOA)已成為臨床最常見的骨關(guān)節(jié)炎。針刀治療KOA療效顯著,前期實驗研究[2]已發(fā)現(xiàn)針刀松解法能有效改善PT生物力學特性,有助于受損的膝關(guān)節(jié)軟骨修復,但韌帶力學改變和軟骨細胞及細胞外基質(zhì)修復的關(guān)系尚未得知。研究發(fā)現(xiàn),正常軟骨中軟骨細胞感受力學信號后是通過IL-4環(huán)路來抑制力學刺激下軟骨細胞膜的超極化作用,促進Aggrecan mRNA水平的上調(diào),MMP-3 mRNA水平的下調(diào)[3-4]。因此,本實驗在既往實驗研究基礎上,進一步觀察針刀干預后,髕韌帶生物力學、膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4及軟骨細胞Aggrecan、MMP-3表達的變化,探討針刀干預治療KOA的作用機制。

1 材料與方法

1.1 動物及分組

健康清潔級6月齡雄性新西蘭兔40只,體重為(2.25±0.25) kg,由北京市昌平區(qū)金牧陽實驗動物養(yǎng)殖有限責任公司提供,動物合格證號SCXK京2010-0001,隨機分為正常組、模型組、電針組和針刀組,每組10只。實驗期間單籠飼養(yǎng),實驗室室溫恒定(23℃～25℃),濕度為60%。自由攝食飲水,標準飼料。實驗過程中對動物處置符合動物倫理學要求。

1.2 儀器及試劑

固定樹脂繃帶(15 cm×180 cm,珠海麗珠醫(yī)用生物材料有限公司),針刀(0.40 mm×40 mm,北京卓越華友醫(yī)療器械有限公司),毫針(0.20 mm×13 mm,蘇州針灸用品有限公司),HANS穴位神經(jīng)刺激儀(LH 202H型,北京華衛(wèi)產(chǎn)業(yè)開發(fā)公司),ZD-9556水平搖床(江蘇太倉市實驗設備廠),Real-Time PCR儀(ABI 7500,美國ABI),MULTISCAN MK3酶標儀(Thermo,芬蘭雷勃集團)。

IL-4 ELISA試劑盒(美國RB公司生產(chǎn),上海藍基生物有限公司分裝),Real-time PCR擴增試劑盒(北京澤平生物技術(shù)有限公司提供),lOO bp DNA Ladder(北京全式金生物技術(shù)有限公司提供),Taq E(日本 Takara公司,貨號DR100A,批號CIC3501AA),dNTP(日本Takara公司,貨號D4030RA,批號CB801A),DNA Marker(日本 Takara 公司,貨號D525A,批號B201A)。

1.3 造模及模型評價

新西蘭兔除空白組外,其余3組均按采用改良后Vidman法[5]即左后肢伸直位固定制動法制備KOA模型。具體方法為,牽拉造模組動物左后肢使其膝關(guān)節(jié)處于完全伸直位,樹脂繃帶經(jīng)65℃～85℃熱水浸泡軟化后,從腹股溝到腳踝予以固定(膝關(guān)節(jié)伸直180°),留出足趾觀察血供,制動6星期。制動滿6星期時從各組動物中隨機抽取2只拍攝X線片后,結(jié)合影像學、形態(tài)學及行為學測評結(jié)果,示造模成功后,將所有動物樹脂固定拆除。在整個造模過程中,若出現(xiàn)足底潰爛、足底咬傷、骨折、皮膚感染、腹瀉等情況,均予以剔除。

1.4 干預方法

1.4.1 空白組

正常飼養(yǎng),不做任何干預。

1.4.2 模型組

造模后正常飼養(yǎng),不做任何干預。

1.4.3 針刀組

造模成功1星期后,在兔左膝關(guān)節(jié)進針刀點,用龍膽紫定位,備皮消毒,行針刀操作。具體操作分為①內(nèi)、外側(cè)副韌帶進針刀點操作,即在韌帶中點前緣進針刀,刀口線與韌帶走向平行,刀體垂直皮膚刺入后,向韌帶起、止點方向松解;②髕韌帶進針刀點操作,即刀口線與髕韌帶走向平行,刀體垂直髕韌帶皮膚刺入后,由上而下松解。以上進針刀部位,分別施以縱疏橫剝離等手法進行操作,出針刀后加壓片刻。每星期1次,共治療3星期。

1.4.4 電針組

造模成功1星期后,針刺陽陵泉、陰陵泉、內(nèi)膝眼、犢鼻,定位參照李宗仁《實驗動物學》,并以韓氏穴位神經(jīng)刺激儀分別連接進行電針刺激治療,采用疏密波,頻率為2/100 Hz,電流強度為3 mA,以動物肢體微顫且無嘶叫為度,留針20 min。隔日治療1次,每星期治療3次,共治療3星期。

1.5 行為學指標檢測

分別于造模成功后和治療結(jié)束后,參考改良Lequesne MG的膝關(guān)節(jié)級別評估方法[6]對模型組、針刀組和電針組兔膝關(guān)節(jié)進行行為學評價。

1.6 取材及指標檢測

各組動物于治療結(jié)束1星期后,采用空氣栓塞法處死,超凈工作臺上快速取出股骨內(nèi)、外側(cè)髁軟骨組織,一部分置于凍存管內(nèi),液氮迅速冷凍保存,用于Real-time PCR檢測。另一部分取軟骨約0.5 mg,充分剪碎、研磨,加入約500mL的PBS/生理鹽水,充分混勻,離心5000 rmp×10 min,取上清,-20℃保存,作為待檢標本,用于EIISA檢測。股骨于距髕骨上緣4 cm處鉗斷,脛骨于距髕韌帶下緣4 cm處鉗斷。剔除其余組織,獲取髕骨-髕韌帶-脛骨組合體樣本,保持韌帶與骨連接處完好。樣本用生理鹽水浸濕的兩層紗布包裹,裝入塑料袋密封,然后置于-20℃冰箱進行冰凍保存,以備力學測試。

1.6.1 髕韌帶生物力學測試

1.6.1.1 髕韌帶應力松弛實驗測試

傳感器量程為100 N,以5 mm/min的加載速度將髕韌帶拉伸,達到試件長度的5%,然后停止拉伸,保持試件長度在5%不變,開始采集數(shù)據(jù),記錄應力與時間(0～7200 s)一一對應的數(shù)據(jù)。計算機程序設定時間從t(0)開始采集數(shù)據(jù),每0.1 s采集1個數(shù)據(jù),歷時7200 s。達到設定的時間后,記錄數(shù)據(jù)和曲線。

1.6.1.2 髕韌帶蠕變實驗測試

傳感器量程為100 N,以5 mm/min的速率對試件進行拉伸,直到試驗應力達到4 MPa時,然后停止加載,保持應力4 MPa(T)不變,開始采集數(shù)據(jù),記錄位移與時間(0～7200 s)一一對應的數(shù)據(jù)。計算機數(shù)據(jù)采集程序與應力松弛測試相同。

1.6.1.3 髕韌帶拉伸實驗測試

傳感器量程為100 N,以5 mm/min的速度對試件施加應力,達到最大載荷,直至將試件拉斷,實驗結(jié)束后計算出試樣的最大位移、最大應力、強度模量、最大應變等。

1.6.2 ELISA法檢測軟骨IL-4表達

將待檢樣品采用ELISA法檢測軟骨中IL-4含量,嚴格按照試劑盒說明書操作,根據(jù)標準曲線得出樣品中IL-4的含量。

1.6.3 實時熒光定量PCR(Real-time PCR)法檢測軟骨MMP-3、Aggrecan基因表達

將軟骨組織從液氮中取出,在預冷的研缽中加入液氮快速研磨成粉末,將粉末置于預冷的離心管中,①樣本RNA的提取及濃度純度的測定,按Trizol提取試劑盒說明操作提取RNA,用紫外分光光度計測定RNA濃度和純度。②RNA的體外反轉(zhuǎn)與Real-Time PCR,反應總體積25mL,其中RNA 3mL,Oligo(dT) 1mL,DEPC處理過的 ddH2O 9.5mL加入0.5 mL的離心管中,在70℃孵育5 min后,置于冰上。再加入5XBuffer 5mL, 10mM dNTP 5mL,RNA酶抑制劑 0.5mL,M-MLV 反轉(zhuǎn)錄酶1mL,先在42℃孵育60 min,然后在70℃保溫10 min。將所得的1.5mL cDNA與 引物1、2(10 pmol/mL) 0.5mL,SYBR mix 10mL,ddH2O 7.5mL加入0.2 mL的離心管中混勻。反應總體積為20mL。在94℃變性15 s,60℃ 34 s,72℃ 15 s,延伸10 min的條件下45循環(huán)擴增。用相對定量2-ΔΔCT法分析結(jié)果,用各個樣本的目的基因的Ct值-各個樣本的看基因(GAPDH)的Ct值,得到delta Ct;用delta Ct﹣對照組的大概均值,得到delta delta Ct(-ΔΔCT)。用2-ΔΔCT計算各個樣本目的基因的表達變化。Aggrecan、MMP-3引物序列見表1。

表1 Aggrecan、MMP-3引物序列

1.7 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 17.0軟件進行分析,計量資料以均數(shù)±標準差表示,用單因素方差分析,多組間比較用單因素方差分析()先進行正態(tài)性和方差齊性檢驗,方差齊時用法,方差不齊時用法。

2 結(jié)果

實驗期間,因造模后每組隨機抽取2只用于模型評價,另空白組2只因腹瀉死亡,模型組1只因左后肢骨折及電針組1只因足底咬傷而剔除實驗。

2.1 各組兔膝關(guān)節(jié)行為學評價

分別于造模成功后和治療結(jié)束后采用改良Lequesne MG的膝關(guān)節(jié)級別評估方法對各組兔進行行為學評價,并計算治療前后計分差值。模型組造模后Lequesne MG 評分與空白組比較,差異具有統(tǒng)計學意義(＜0.01)。針刀組和電針組造模后Lequesne MG 評分與模型組比較,差異均無統(tǒng)計學意義(＞0.05)。針刀組和電針組治療后Lequesne MG 評分與模型組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05)。針刀組治療前后Lequesne MG 評分差值與模型組比較,差異具有統(tǒng)計學意義(＜0.05)。提示針刀組可以有效改善膝關(guān)節(jié)的疼痛、步態(tài)、關(guān)節(jié)活動度及關(guān)節(jié)腫脹等行為學指標。詳見表2、3。

表2 模型組造模后與空白組Lequesne MG 評分比較(±,分)

組別nLequesne MG 評分 空白組100.22±0.30 模型組10 7.92±1.761)

注:與空白組比較1)＜0.01

表3 3組治療前后Lequesne MG 評分比較 (±s,分)

表3 3組治療前后Lequesne MG 評分比較 (±s,分)

組別n治療前治療后前后差值 模型組77.90±1.664.83±1.413.10±1.63 針刀組87.43±0.76 2.10±1.011)3) 5.33±1.102) 電針組77.42±1.48 3.30±0.752)4.12±1.74

注:與模型組比較1)＜0.01,2)＜0.05;與電針組比較3)＜0.05

2.2 髕韌帶生物力學測試結(jié)果

2.2.1 各組髕韌帶應力松弛率和蠕變率比較

①髕韌帶的應力松弛率的計算,假設髕韌帶受力拉伸其長度由LO至L1時,其初始應力為T1,保持試件長度不變,經(jīng)過一段時間之后,其應力變?yōu)門2,那么髕韌帶的應力松弛率＝(T1－T2)/T1×100%。②髕韌帶蠕變率的計算,假設髕韌帶受力拉伸其長度由LO至L1后,保持此應力不變,經(jīng)過一段時間之后,其長度變?yōu)長2,那么髕韌帶的蠕變率＝[(L2/L1)－1]×100%。

模型組造模后應力松弛率及蠕變率與空白組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.05)。針刀組治療后應力松弛率與空白組比較,差異有統(tǒng)計學意義(＜0.05)。電針組治療后應力松弛率及蠕變率與空白組比較,差異具有統(tǒng)計學意義(＜0.05)。針刀組治療后應力松弛率及蠕變率與模型組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義 (＜0.05)。提示針刀干預治療后能有效改善髕韌帶應力松弛率及蠕變率。詳見表4。

表4 髕韌帶應力松弛率和蠕變率 (±s)

表4 髕韌帶應力松弛率和蠕變率 (±s)

組別n應力松弛率/% 蠕變率/% 空白組629.70±2.551.01±0.43 模型組743.90±5.201)0.48±0.271) 針刀組731.05±11.121)2)0.97±0.371) 電針組742.48±7.361)0.53±0.201)

注:與空白組比較＜0.05;與模型組比較＜0.05

2.2.2 各組髕韌帶拉伸試驗結(jié)果比較

模型組造模后最大應力、最大位移和彈性模量與空白組相比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05)。電針組治療后彈性模量與空白組和模型組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.05,＜0.01)。針刀組治療后最大應力、最大位移和彈性模量與空白組和模型組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01＜0.05)。提示模型組髕韌帶的拉伸力學特性有很大的改變,而針刀組較電針組可以更有效改善這種拉伸力學特性。詳見表5。

表5 各組髕韌帶拉伸試驗結(jié)果比較 (±s)

表5 各組髕韌帶拉伸試驗結(jié)果比較 (±s)

組別n最大應力(MPa)最大應變(%)最大位移(mm)彈性模量(MPa) 空白組634.80±7.6012.52±3.724.64±0.9133.96±7.72 模型組620.33±10.831)13.86.±4.283.17±0.872)19.37±11.251) 針刀組622.17±9.012)4)11.15±3.063.37±0.762)4)30.34±7.452)3) 電針組634.09±8.7210.94±1.563.19±0.3925.15±5.022)3)

注:與空白組比較1)＜0.01,2)＜0.05;與模型組比較3)＜0.01,4)＜0.05

2.3 各組膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量及MMP-3、Aggrecan mRNA表達比較

模型組造模后膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量及MMP-3、Aggrecan mRNA表達與空白組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05)。針刀組和電針組治療后膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量與空白組和模型組比較,差異均具有統(tǒng)計學意義(＜0.01,＜0.05)。針刀組治療后膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量與電針組比較,差異具有統(tǒng)計學意義 (＜0.05)。詳見表6。

表6 各組膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量及MMP-3、Aggrecan mRNA表達比較 (±s)

表6 各組膝關(guān)節(jié)軟骨IL-4含量及MMP-3、Aggrecan mRNA表達比較 (±s)

組別nIL-4(pg/mL)MMP-3Aggrecan 空白組61.44±1.570.66±0.171.07±0.15 模型組71.08±1.561)1.47±0.452)0.48±0.121) 針刀組81.33±1.682)3)5)0.98±0.630.80±0.53 電針組71.29±1.612)4)1.00±0.480.78±0.14

注:與空白組比較1)＜0.01,2)＜0.05;與模型組比較3)＜0.01,4)＜0.05;與電針組比較5)＜0.05

3 討論

近年來研究發(fā)現(xiàn),韌帶在KOA的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[7],韌帶作為膝關(guān)節(jié)力的承受和傳遞組織,維持著關(guān)節(jié)的穩(wěn)定并保持關(guān)節(jié)面的應力平衡,這種力的維持有助于保護關(guān)節(jié)軟骨,防止軟骨退變。膝關(guān)節(jié)周圍韌帶包括前交叉韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)、后交叉韌帶(posterior cruciate ligament, PCL)、內(nèi)側(cè)副韌帶(medial collateral ligament, MCL)、外側(cè)副韌帶(lateral collateral ligament, LCL)和髕韌帶,其力學特性可通過拉伸、蠕變、應力松弛等實驗數(shù)據(jù)進行表達[8]。病變時內(nèi)、外側(cè)副韌帶及髕韌帶的損傷及生物力學性能的改變,會直接影響膝關(guān)節(jié)內(nèi)應力分布,從而影響軟骨代謝,導致軟骨病變,最終形成KOA[7,9],由于KOA是以疼痛、腫脹、功能障礙為主要臨床表現(xiàn)的關(guān)節(jié)退行性疾病,關(guān)節(jié)軟骨的病變又會進一步對韌帶的力學性能產(chǎn)生一定的影響[10],并與韌帶及局部其他軟組織的病變形成惡性循環(huán)[11]。髕韌帶作為伸膝裝置的一部分,將股四頭肌收縮產(chǎn)生的力傳遞給脛骨,使膝關(guān)節(jié)伸直,髕韌帶的損傷或應力改變,則會直接影響到髕股關(guān)節(jié)的穩(wěn)定和關(guān)節(jié)內(nèi)應力分布,最終導致受力不均引發(fā)KOA[12]。

KOA屬中醫(yī)學“痹證”范疇,“膝為筋之府”,對于經(jīng)筋病的治療,《素問?調(diào)經(jīng)論》指出:“病在筋,調(diào)之筋;病在骨,調(diào)之骨。”針刀醫(yī)學對KOA病因病機的認識在于,膝關(guān)節(jié)及其周圍的肌肉、肌腱、筋膜(即經(jīng)筋)等組成的膝關(guān)節(jié)運動系統(tǒng)始終保持著動態(tài)的力學平衡狀態(tài)。如果由于各種不利因素導致膝關(guān)節(jié)的力學失衡,關(guān)節(jié)周圍的力平衡被破壞,就會代償性地引起“筋病”,即膝關(guān)節(jié)周圍組織的炎癥、滲出、粘連、攣縮,最終導致關(guān)節(jié)軟骨退行性改變,繼發(fā)骨質(zhì)增生等“骨病”,最終形成KOA[13]。就其具體治療部位而言,臨床針刀治療不僅遵循《靈樞?經(jīng)筋》強調(diào)“以痛為輸”的治療原則,有針對性地對軟組織損傷點(壓痛點和條索狀物)進行常規(guī)松解外,還對起著重要內(nèi)源性作用的周圍韌帶、關(guān)節(jié)囊和髕骨內(nèi)外支持帶等進行松解[14],其解剖位置與膝關(guān)節(jié)經(jīng)筋的“結(jié)”、“聚”點基本相對應[11],這些“結(jié)”、“聚”點既是局部神經(jīng)分布最多的部位,也是關(guān)節(jié)活動的應力集中點,對關(guān)節(jié)周圍軟組織應力集中點進行松解,不僅可以起到改善局部血液循環(huán)、局部減張減壓的作用[15],更重要的是使關(guān)節(jié)周圍韌帶等經(jīng)筋組織恢復力學性能、重新分布力量,從而重塑膝關(guān)節(jié)內(nèi)部的應力平衡[16-17]。

從本實驗結(jié)果來看,模型組造模后髕韌帶應力松弛率、蠕變率以及拉伸力學特性與空白組都存在顯著性差異(＜0.01,＜0.05),在髕韌帶力學指標發(fā)生改變的同時,模型組行為學評分明顯升高,同時軟骨基質(zhì)aggrecan mRNA表達顯著下降,MMP-3 mRNA表達明顯上升。證明膝部韌帶的力學變化,使膝關(guān)節(jié)力學平衡失調(diào),導致了軟骨基質(zhì)的代謝異常,KOA隨之發(fā)生。干預治療后,針刀組較電針組對髕韌帶的拉伸和粘彈性特性方面有更顯著的恢復作用,對膝關(guān)節(jié)的疼痛、步態(tài)、關(guān)節(jié)活動度及關(guān)節(jié)腫脹等行為學指標也與模型組相比更有顯著性差異(＜0.01,＜0.05)。因此,針刀對局部痙攣的韌帶進行松解后,膝關(guān)節(jié)韌帶的生物力學性能得以改善,“筋病至骨”的惡性循環(huán)得以打破,從而使關(guān)節(jié)內(nèi)應力平衡得以恢復,軟骨細胞對應力的敏感性及細胞膜快速超極化,導致細胞自分泌/旁分泌軟骨保護因子IL-4,使IL-4含量較模型組顯著升高(＜0.01),通過Janus激酶(JAK)信號轉(zhuǎn)導及轉(zhuǎn)錄激活因子(STAT)通路,調(diào)控細胞內(nèi)基因表達,使軟骨Aggrecan增加,MMP-3含量降低,這與文獻報道基本一致。

綜上所述,膝關(guān)節(jié)周圍韌帶等軟組織的力學變化,成為膝部“筋病”乃至“骨病”的原因之一,針刀治療KOA恰恰在于對膝關(guān)節(jié)韌帶等軟組織痙攣處進行松解,通過改變膝周軟組織的力學特性和力學分布,改善和恢復了膝關(guān)節(jié)動態(tài)平衡,打破了膝骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病機制的惡性循環(huán),改善軟骨基質(zhì)退變,通過矯正“傷筋”而“正骨”,延緩軟骨損傷與關(guān)節(jié)退變,從而對膝骨關(guān)節(jié)炎的軟骨有保護和促進修復作用。

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Experimental Study of Needle Knife Treatment for Knee Osteoarthritis

LIANG Chu-xi1, FEI Fei1, XIAO Hong2, GUO Yan1, JIN Xiao-fei3, GUO Chang-qing1.

1.Beijing University of Traditional Chinese Medicine,Beijing 100029,China; 2.Shijiazhuang First Hospital,Shijiazhuang 050011,China; 3.Shanxi University of Traditional Chinese Medicine,Taiyuan 030024,China

Objective To explore the mechanism of therapeutic action of needle knife “regulating sinews and treating bones” on knee osteoarthritis (KOA) by observing the effect of needle knife intervention on KOA rabbit behaviors, mechanical characteristics of patellar ligament (PL), and expressions of interleukin-4 (IL-4), matrix metalloproteinase-3 (MMP-3) and aggrecan in knee cartilages. Methods Forty New Zealand rabbits were randomly allocated to blank, model, needle knife and electroacupuncture groups, 10 rabbits each. A rabbit model of KOA was made by the modified Videman method of immobilization in extension position. After model making, the needle knife and electroacupuncture groups received needle knife and electroacupuncture treatments, respectively. A behavioral assessment was made using the modified Lequesne MG knee grade evaluation method in every group after model making and treatment. The samples were taken after treatment. PL tension, stress relaxation and creep state were tested using a Bose Electro Force 3300 protracted test machine. Cartilage cell IL-4 expression was examined by ELISA. MMP-3 mRNA and aggrecan mRNA expressions were detected by real-time PCR. Results After model making, there was a statistically significant difference in the Lequesne MG score between the model and blank groups (＜0.01); there was no statistically significant difference in the Lequesne MG score between the needle knife or electroacupuncture group and the model group (＞0.05). There was a statistically significant post-treatment difference in the Lequesne MG score between the needle knife or electroacupuncture group and the model group (＜0.01,＜0.05) and between the needle knife and electroacupuncture groups (＜0.05). There were statistically significant post-treatment differences in PL maximum stress, maximum displacement, elastic modulus, stress relaxation rate and creep rate between the model and blank groups (＜0.01,＜0.05). There were statistically significant post-treatment post-treatment differences in PL maximum stress, maximum displacement, elastic modulus, stress relaxation rate and creep rate between the needle knife and model groups (＜0.01,＜0.05). There was a statistically significant post-treatment difference in elastic modulus between the electroacupuncture and model groups (＜0.01). The IL-4 content and aggrecan mRNA expression decreased significantly and MMP-3 mRNA expression increased significantly in the model group after model making and there were statistically significant differences compared with the blank group (＜0.01,＜0.05). After treatment, the IL-4 content increased significantly in the needle knife and electroacupuncture groups compared with the model group (＜0.01,＜0.05) and aggrecan mRNA expression tended to increase in the two groups. The regulation of aggrecan mRNA and MMP-3 mRNA expressions was better in the needle knife group than in the electroacupuncture groups, but there was no statistically significant difference compared with the model group (＞0.05). Conclusion The mechanism of action of needle knife treatment on KOA may be that it improves ligament mechanical characteristics, regulates intra-articular stress environment, and modulates aggrecan mRNA and MMP-3 mRNA expressions and inhibits cartilage degeneration through IL-4 mechanical signal pathway, to produce the therapeutic effect of “regulating sinews and treating bones”.

Little needle knife; Osteoarthritis, knee joint; Patellar ligament; Interleukin-4; Matrix metalloproteinase-3; Aggrecan; Rabbit

R2-03

A

10.13460/j.issn.1005-0957.2015.05.0455

2014-10-12

1005-0957(2015)05-0455-05

國家自然科學基金項目(81173333);教育部博士點基金項目(20130013110008)

梁楚西(1986 - ),女,2012級博士生

郭長青(1959 - ),男,教授,博士生導師,E-mail:guochangqing66@163.com