关节软骨的传质性能及与骨关节炎发病机理的相关性研究

骨关节炎是最常见的关节病变和慢性残疾的主要病因，发病机理不明，无治愈手段。已有研究显示传质的改变可能对其发病起着重要作用，它包括溶质来源和基质传质特性的变化。本研究瞄准后一个问题，集中在无外力作用下、控制关节软骨传质的包含钙化软骨和软骨下骨的钙化层。采用我们在关节软骨钙化层中新开发的光漂白后荧光损失（FLIP）方法和根据FLIP实验新建立的双球传质数学模型，以C57黑鼠前交叉韧带切除术所致骨关节炎为动物模型，原位观察、测试分子量为376 和 14 kDa 的两种荧光示踪剂的传质，定量计算其扩散系数，与正常同龄黑鼠比较；通过组织学方法研究基质的超微结构、血管/骨髓浸润和钙化率，寻找传质通道和骨关节炎后传质改变的原因。研究将提供正常和骨关节炎后钙化层的传质特性数据，以了解关节软骨各层之间的物质交换，进而了解骨关节炎的机理，并为其治疗提供关键参数：如药物分子或药物释放系统的大小、半衰期等。

骨关节炎（OA）是最常见的关节病变和慢性残疾的主要病因，发病机理不明，无治愈手段。有假设认为软骨下骨在OA的发病过程起了重要作用，但缺乏实验证据。采用新开发的光漂白后荧光损失（FLIP）方法和根据FLIP 实验新建立的双球传质数学模型，以C57 黑鼠半月板去稳术（DMM）、前交叉韧带切除术（ACL）和衰老（Ageing）所致骨关节炎为动物模型，原位观察、测试了分子量为376 和 14 kDa 的两种荧光示踪剂在钙化软骨和软骨下骨的传质，定量计算其扩散系数，与正常同龄黑鼠比较；通过组织学方法研究基质的超微结构、血管/骨髓浸润和钙化率。研究发现：1）在正常成熟黑鼠的钙化软骨层与软骨下骨层之间是可以进行物质交换的。这与传统的观点不同。原因在于我们应用的方法更灵敏；2）两种分子量（376和14 kDa）的示踪剂在正常成熟C57黑鼠的钙化软骨层与软骨下骨层中的扩散系数无明显差别；3）分子量为376 kDa的示踪剂在DMM、Ageing骨关节炎模型和正常成熟C57黑鼠的钙化软骨层与软骨下骨层中的扩散系数无明显差别；4）与正常成熟C57黑鼠相比，DMM和Ageing骨关节炎模型C57黑鼠产生了明显的解剖结构变化：DMM骨关节炎模型的血管浸润到钙化软骨层的数量增多，Ageing骨关节炎模型不仅是血管浸润到钙化软骨层的数量增多，其软骨下骨、钙化软骨和透明软骨层的厚度明显减小。总之，我们的研究结果提示，骨关节炎后骨与软骨之间的物质交换能力增强。这种增强是否是骨关节炎的病因之一需要后续研究。