针刀干预对不同分期KOA兔伸肌-屈肌生物力学作用及相应关节软骨变化的研究

Knee osteoarthritis(KOA) is the most common disease in musculoskeletal systems. Biomechanical factors play a central role in the pathogenesis of KOA. Abnormal stress results in destruction and degeneration of articular cartilage, yet appropriate stress could promote chondral anabolism. The muscular system plays a vital role in maintaining the mechanical equilibrium of the knee. The contraction amplitude and elasticity modulus of quadriceps femoris muscle in KOA rabbit after acupotomy intervention improved dramatically in our previous study, but does acupotomy work on flexor muscles or extensor-flexor muscles simultaneously? The rabbit KOA model through immobilizing 6 weeks using Videman method had been established in our previous study, which is equal to the mid-term on the degree of cartilage injury, but does acupotomy work on the ultra-early and early stages in KOA about the extensor and flexor musculus and corresponding articular cartilages? Therefore, this study is to explore the biomechanics of musculus extensor and flexor and corresponding articular cartilages after acupotomy intervention in different stages of KOA rabbit (immobilizition for 2 weeks, 4 weeks and 6 weeks), using the techniques of musculoskeletal ultrasound, wireless surface electromyography, nano-indentation, laser confocal microscopy and MRI T2 mapping and so on, and to illuminate the relationship between the biomechanics of musculus extensor and flexor and improvement of cartilage destruction after acupotomy treatment. It is expected that this study will reveal the new theoretical and experimental evidence for KOA with acupotomy, using the theory of tendon regulation and bone treatment.

膝骨关节炎（KOA）是肌肉骨骼系统最常见疾病，生物力学因素在KOA发病中起核心作用，关节软骨应力异常导致软骨破坏退变，而合适的应力促进软骨合成。在维持膝关节力学平衡中肌肉发挥重要作用，前期研究发现针刀干预后KOA兔股四头肌收缩振幅和弹性模量明显改善，但针刀是否对屈肌或伸肌-屈肌同时发挥作用？团队前期应用Videman法建立KOA兔模型（制动6周），该模型软骨损伤程度相当于KOA中期，那么针刀对超早期、早期KOA伸肌-屈肌及关节软骨作用如何？基于以上，本研究建立不同分期KOA兔模型（制动2周、4周、6周），应用肌骨超声、无线遥测表面肌电、纳米压痕、激光共聚焦及磁共振T2mapping成像等方法，探索针刀对不同分期KOA伸肌-屈肌生物力学及软骨的作用，阐明针刀改善软骨破坏与调整伸肌-屈肌生物力学之间的关系。为针刀“调筋治骨”法治疗KOA提供理论及实验依据。

膝骨关节炎（KOA）是一种临床常见的慢性关节退行性疾病，最新的共识认为膝骨关节炎是一种炎症和生物力学共同作用导致的全关节疾病，膝周伸肌-屈肌协同作用在维持膝关节力学平衡中发挥重要作用，关节异常生物力学环境导致关节软骨的退变，从而导致KOA。团队前期应用Videman法建立KOA兔模型（制动6周），该模型软骨损伤程度相当于KOA中期，那么针刀对超早期、早期KOA伸肌-屈肌及关节软骨是否发挥作用？因此，本项目应用新西兰兔下肢制动不同时间（2周、4周、6周）建立不同损伤程度KOA兔模型，针刀干预后，探索针刀对不同KOA分期伸肌-屈肌及关节软骨的干预作用及最佳干预时间。结果显示：①制动6周KOA兔模型中，针刀干预可显著缓解疼痛、改善膝关节功能活动，通过减轻股直肌-股二头肌肌纤维萎缩状态，降低相关肌肉拉伸弹性模量，间接增强膝关节软骨粘弹性能，改善软骨层受损的软骨细胞功能并延缓细胞外基质的降解；②制动4周KOA兔模型中，针刀干预早中期KOA模型兔，可显著改善膝关节功能活动，通过直接改善股直肌-股二头肌萎缩状态，明显降低相应拉伸弹性模量，显著降低关节软骨病理损伤，部分改善软骨粘弹性能，部分缓解软骨细胞外基质的降解；③制动2周KOA兔模型中，针刀干预对兔膝关节活动具有改善趋势，对于股直肌-股二头肌萎缩具有一定程度改善，相应肌肉弹性模量有一定改变，对关节软骨弹性模量有改变趋势，部分缓解软骨细胞外基质的降解。以上结果提示：针刀对不同分期KOA兔通过改善股直肌-股二头肌萎缩状态，从而间接改善膝关节软骨承受的异常生物力并延缓细胞外基质的降解，从而发挥治疗作用，即“调筋治骨”；对于不同分期KOA，针刀治疗都是适宜的，但早、中期KOA应用更佳。