摘要：
累及关节的骨折一般会发作伤口后的关节骨关节炎（Posttraumatic osteoarthritis，PTOA）。现在文献报导关节损害后的骨关节发病率超越75%；而若关节内发作骨折，则患者发作膝关节骨关节炎危险性可增高20倍以上。虽然现在医治技能和办法有所改进，但伤口后骨关节炎的发病率在曩昔数十年间仍未得到显着的改进。关节内骨折后的PTOA发作或许和多要素相关，如损害前期的关节软骨损害，后期关节不安稳，关节面不平坦或轴线改动导致的关节过度负重等均可引发PTOA。对PTOA发病机制的知道，拟定合理的医治计划等是现在对临床较为有用的研讨。本文对PTOA的发病机制及医治进行总述，以辅导日常临床作业。
PTOA一般发作在关节损害后，是关节内骨折或关节不安稳最为常见的并发症（图1）。有文献报导，髋、膝、踝关节骨折后约12%的医疗花费和后期的PTOA直接相关，在美国，每年花费在PTOA上的医疗费用挨近30亿美元[1]。
图1：踝关节术后2年印象学X片提示PTOA。A，前后位X片提示踝关节骨折，脱位；B，术后X片示骨折脱位复位；C，术后2年前后位X片提示踝关节严峻退变
文献报导严峻关节伤口患者术后发作骨关节炎的危险高达75%，而关节内骨折的患者，危险性增高20倍[2-9]，如表1。虽然数十年来围关节的手术医治技能和器械有了显着的前进，PTOA的发作率仍未得到底子的下降。
表1：不同关节部位PTOA发作的危险度
现在关节损害后的PTOA发作机制仍未清晰，因而前期临床介入和防备PTOA仍存在必定困难。现有的研讨根据显现PTOA的开展和多要素相关，包含伤口前期，关节软骨的损害，生物应激反响（出血，炎症），后期因关节不稳，关节面不平坦，关节轴线摆放紊乱等问题引发的缓慢关节过度负重等[2]；其他相关的要素包含：患者年纪，损害严峻程度等。
本文对PTOA发作的相关机制进行了论述，并提出怎么防备和削减PTOA的发作的办法。
关节软骨的结构，功用及对机械损害的反响
关节内软骨结构包含约60-85%的水分，而固体基质部分包含一系列细胞外胶原纤维（主要是II型，也可所以VI，IX，XI型），蛋白聚糖（主要是集合蛋白聚糖，也包含中心蛋白聚糖，二聚糖，纤调蛋白聚糖）。关节内软骨的组成，结构，重塑等一般和关节的正常功用相适应，其对损害的反响相对愚钝。关节软骨的机械性刺激如损害，可在微观（安排）或微观（细胞）水平上发作生物学反响，然后激活细胞内信号传导通路引发一系列级联反响。根据机械损害的特性和损害后关节内部分的环境不同，关节软骨细胞可修正或退变，后者持续存在则导致PTOA。
PTOA发病机制
急性关节内损害
急性关节内损害现在被以为是PTOA的一个发病机制。关节内软骨损害能够诱发软骨细胞逝世或功用妨碍，至软骨功用妨碍，然后导致后期整个关节内的软骨退变（表2）。研讨标明，跟骨关节内骨折的软骨块其含有的软骨细胞含量显着低于正常的对照组（73% VS 95%，p=0.005）[10]。近期Tochigi等人的一项研讨经过直接笔直纵向暴力碰击人新鲜尸身的踝关节标本制作胫骨踝穴顶骨折模型的研讨发现，踝关节内间隔骨折线较近区域的软骨细胞存活数量显着少于间隔骨折线以远区域（25.9% VS 8.6%），在伤后48小时后，软骨逝世数量持续添加[11]。在动物模型中发现，软骨细胞逝世一般处于骨折线邻近区域，暴力至关节损害而未发作骨折的关节内软骨细胞的存活数量高于发作骨折的区域，这提示关节内承受超越生理负荷水平的力气可导致关节内细胞严峻急性损害[12]。
表2：急性关节损害和生物反响分期
多个体外试验对外力碰击关节腔后至软骨细胞逝世的途径进行了研讨，以断定软骨细胞的逝世是归于凋亡或坏死。体外机械力学试验研讨发现细胞逝世和外力负荷时刻及负荷程度相关[13.14]。在体外试验中，有些研讨发现了软骨细胞前期坏死的征象，而有些研讨则发现了细胞凋亡的信号分子[16,17]，而上述细胞坏死或凋亡怎么导致PTOA的级联反响现在尚不清楚。
一个诱发软骨细胞逝世级联反响的或许机制是损害关节内部分开释前炎症介质调理因子或氧自由基，而上述物质在关节内的持续存在可导致渐进性的软骨细胞损害和基质退变。有些体外研讨以为，外力碰击关节，导致关节软骨细胞内线粒体损害，开释氧自由基[18]，然后诱发了关节软骨细胞逝世和软骨基质退变[18,19]。较为严峻的外力碰击能够导致更为严峻的部分安排损害和更高份额的关节软骨逝世及基质损坏[19,20]。关节内骨折可导致关节滑膜内的炎性细胞因子前体和介质增高（如肿瘤坏死因子-a，白介素-1，NO，细胞基质金属蛋白酶，纤连蛋白[19,21,22]。
一项最新的动物模型研讨显现关节损害后细胞损害事情和PTOA的开展相关。Borrelli等人[23]发现兔子膝关节外力损害模型中膝关节内的软骨细胞代谢符号物（前胶原II，BMP-2）削减，而软骨细胞外基质损害。其他相关的研讨则提示关节内软骨的粘弹性跟着时刻改动，而关节内软骨下骨构成添加[24]。Furman等人在一项小鼠胫骨渠道骨折模型研讨中发现，关节损害8周内无医治时关节内发作退行性病变，包含骨密度减低，关节软骨下骨厚度添加，而在损害50周后呈现严峻的关节内软骨丢掉[12,19]，除此之外，关节内改动还包含炎症因子的增生，血清和关节滑液生物符号物改动[25]。有学者比较了天然成长小鼠和人工喂食小鼠（MRL/MpJ）关节损害模型的相关方针，发现MRL/MpL模型小鼠炎症反响削弱，而抗炎症的因子添加，该研讨成果提示关节内损害后的炎症反响在PTOA发作中起了非常重要的效果，损害前期削减关节内炎症反响的程度可削减患者术后PTOA发作的严峻程度[26]。
长时刻关节过度负重
对关节内骨折的患者引荐前期手术医治以康复关节面平坦，并可靠固定关节面骨折块。关节面不平坦，关节不安稳，关节轴线紊乱等均在PTOA的发作中起效果；可是，上述要素在PTOA发作过程中的详细机制尚不清晰（图2）。虽然现在对关节面不平坦的程度要求约束在2mm内，但对部分关节而言，超越2mm的关节面不平坦仍可在可耐受规模内[27]。
图2：图示关节面平坦度，安稳性，关节轴线摆放对不同关节重要性的影响。缓慢关节软骨损害能够影响上述三个要素的分配，而不同关节损害后上述三个要素对PTOA的发作的重要性不同。
部分动物和有限元研讨发现，关节面内不平坦可导致关节面内的触摸压力持续升高[28-30]，一项踝关节尸身研讨报导以为，关节面内存在的关节台阶样改动可导致关节内触摸压力升高300%以上。损害后关节不安稳及关节外表不平坦可致部分部位触摸应力增高[29.30]，改动关节内负重办法，导致关节应力触摸面积转移至非常规部位然后呈现关节磨损[31]，非常规部位呈现应力触摸导致关节磨损，关节软骨的修正机制不能代偿，致关节炎的发作。
可是也有许多关节内骨折模型试验发现关节内骨折，即便关节面不平坦，其触摸应力增高也并没有幻想中的那么大[27.32]。一项狗类研讨发现，在股骨内侧髁部制作7mm厚度的软骨残缺，狗类负重时的触摸应力仅添加10-30%[32]。但上述研讨成果是在其他关节固定，而研讨关节活动状况下得出的，或许并不能模仿人体的日常生活环境，因而对这类研讨的定论承受需持谨慎态度。此外，这类试验在研讨过程中并未将关节不安稳考虑在内。现阶段体外及体内评价动力触摸负荷应力的办法现已有所改进[33]。后期需求更多的研讨来评价关节内骨折内固定术后关节面平坦和关节安稳程度对PTOA开展的终究影响。
近期，Giannoudis[27]等人对关节面台阶样改动和关节PTOA发作的危险性的相关性进行了体系回忆剖析。研讨发现，PTOA的危险性好像和累及的关节相关（表1）。在一项关于桡骨远端关节内骨折的PTOA中发现，关节内台阶样改动和关节空隙巨细和印象学上PTOA高发作率相关，但并没有临床根据显现关节内骨折复位较差或印象学上的退行性改动和长时刻较差的腕关节功用预后相关[6.34]。在一项对髋臼骨折手术医治后PTOA的荟萃剖析中发现，髋臼顶部负重区域的解剖复位能够削减术后PTOA的发作率，并改进临床的功用预后；髋臼后缘这类不安稳性骨折是PTOA预后的独立危险要素，和关节内骨折的复位程度彼此独立[9]。此外两个胫骨渠道骨折的研讨发现严峻双髁骨折杰出关节内复位其关节功用预后更好[4.35]。和其他关节部位比较，患者对膝关节部位的关节面不平坦的耐受性更好；而其他要素，如关节安稳性，半月板是否保存，膝关节轴线摆放等或许对PTOA的发作更为重要（图3），有研讨人以为膝关节对关节面不平坦的耐受性较好或许和膝关节面内关节软骨较厚有关。现在对关节面内台阶样改动最大值的可承受规模尚无统一知道。
图3：A，术前前后位X片提示膝关节外侧渠道骨折；B，内固定术后6月前后位X片，提示胫骨外侧轻度半脱位，行后穿插韧带重建；C，穿插韧带重建术后18月前后位X片，未见显着前期关节退变。
现在对关节面台阶样改动，关节不安稳，关节轴线紊乱等在PTOA发作中的详细机制尚不清晰。据新近的文献报导，PTOA的发作在不同关节内或许存在不同的发作机制；膝关节内的PTOA发作或许和膝关节轴线摆放，韧带/半月板是否保存等相关。对大部分关节内骨折患者，康复关节面平坦，关节安稳性，及关节轴线摆放等三个方面才干到达削减PTOA发作的意图。
关节面骨折复位的评价
术前，术中，术后能够经过X片，CT，造影等对关节面的复位进行评价。有研讨报导发现伤口医生在X片上评价关节面平坦与否的组间一致性较差[36]。
CT的运用能够改进术前关节面骨折评价的精确性，一起对术后关节面复位的评价也更精确。CT用于术前关节面骨折评价比X片有更好的敏感性；对某些患者而言，CT的查看成果甚至能会对手术医治计划的断定发作决定性的影响[37]。在一项对桡骨远端骨折二维及三维CT评价精确性的研讨中发现，三维CT能够改动48%患者的手术决议计划[38]。
有较多研讨比较运用CT及X片对关节内骨折进行术后骨折复位的评价精确性[39.40]。Moed等比较了67例髋臼后壁骨折复位行X片及CT评价的精确性。X片上可见一切患者均得到解剖复位，但在CT上，11例患者复位关节面不平坦超越2mm，52例患者骨折复位空隙超越2mm，这些研讨成果提示，X片查看评价关节内骨折的精确性并不高，术前及术后有必要进行CT查看以精确评价关节内的骨折复位状况。
术中运用三维CT重建和关节内造影能够对关节内复位进行有用的评价，并辅导关节内钢板的精确放置[41]。术中三维CT或造影的运用能够削减患者因钢板方位欠安，螺钉穿出，关节面复位不平坦而需求再次手术的几率，虽然如此，现在临床运用术中CT辅导关节面骨折复位的状况仍不多见。
关节内骨折医治和其对PTOA的影响
关节内骨折现在医治的焦点在于康复关节面平坦，重塑关节安稳性及膝关节轴线摆放，然后削减远期PTOA的发作。现阶段现已有较多着眼于削减或缓解关节内骨折PTOA发作的相关研讨。
改进关节内骨折复位
因术中印象学评价关节内台阶样改动并不精确，现在临床科学家在寻觅一种能够改进关节内骨折块复位精确评价办法。较多现已宣布的文献介绍了经过关节镜辅佐下的复位改进关节内复位的技能[42-46]。Atesok等人[42]宣布的一项关于关节镜下辅佐复位技能的体系剖析，研讨成果发现现在关节镜辅佐复位技能现已广泛运用于骨折的各个部位，如胫骨渠道，胫骨髁间拱起，踝关节，pilon，跟骨，股骨头，关节盂，大结节，锁骨远端，桡骨头，冠突，桡骨远端，肩胛骨等。关节镜辅佐下复位技能的潜在长处包含直视下调查关节面，削减对关节内的伤口，据术中状况确诊或医治软骨和韧带损害，关节内整理及盥洗。但需求留意的是，关节镜下辅佐复位技能对术者的要求较高，一起因添加了额定手术，相关医疗花费和医疗危险如骨筋膜室综合症发作率有所增高。
较多文献比较了关节镜下辅佐骨折复位和规范敞开手术后临床功用和印象学预后的差异。两个研讨比较了桡骨远端关节内骨折术后效果：其间一个研讨比较了关节镜辅佐复位和透视辅佐复位技能的预后差异[43]，另一个研讨比较了关节镜辅佐技能和传统敞开复位技能两者间的预后差异[44]。两个研讨中关节镜辅佐复位技能组的印象学体现和关节运动度均较另一组改进显着，可是组间患者关节功用比较并没有得出一个清晰定论。
有两个研讨比较了关节镜辅佐复位和敞开复位医治胫骨渠道骨折的临床预后成果，发现关节镜辅佐复位组住院时刻更短，下肢全负重时刻更短，前期关节功用运动度和关节面复位更好，可是长时刻术后随访对两组患者的功用预后并没有得出清晰的定论[45.46]。关于关节镜辅佐骨折复位技能是否能够能从底子上改进关节的功用预后，削减关节PTOA发作后期仍需更多的临床研讨。
生物介入医治和远期研讨
现在生物介入医治骨关节炎是持续医学研讨的热门。大部分研讨均集中于中，晚期骨关节炎的医治。对急性关节损害的分期和生物对损害的反响为前期生物介入医治供给了绝佳的医治靶点（表2）。关节内骨折的生物学医治能够效果于关节损害分期的任何一个阶段，前期，中期（分化和组成代谢平衡期），晚期（有限修正，重塑，基质构成）[2]。
关节损害前期包含细胞逝世和炎症反响（凋亡/坏死），一起伴有炎症因子，酶类，氧自由基等升高，上诉改动远期能够导致关节损害。一项体外研讨现已证明，在关节损害的前期，关节内部分运用关节软骨细胞凋亡按捺因子能够削减机械要素诱导的关节软骨细胞逝世[47]。部分运用P188外表活性因子（细胞膜安稳因子，能够按捺应力相关P38细胞分裂素激活蛋白）能够削减细胞凋亡发作[48]。阻断纤连蛋白途径能够有用的削减细胞损害和机制退变[49]。在损害后数个小时内，部分运用抗氧化剂能够削减体外软骨细胞逝世和基质退变[15.19]。部分运用地塞米松针也能够从必定程度上改进关节内软骨退变的发作[50]。虽然上述研讨均得出了必定的定论，但其在人体中的实践运用仍存在较多的妨碍。
现在临床中运用较为老练的两种生物因子为透明质酸衍生物及BMP-7，已有研讨证明上述两种生物因子能够推迟或防备PTOA的开展[51-53]。研讨者信任HA在关节损害前期经过下降物质分化速度，削减关节内炎症因子和酶类的开释来下降骨关节炎的发作。一项针对胫骨渠道骨折后获取的滑膜安排研讨发现，HA具有抗炎及软骨维护效果[51]。可是，也有研讨报导HA医治肘关节PTOA无显着效果[52]。术后3-4周内损害关节内部分运用BMP-7具有软骨维护功用[53]。
鉴于生物医治因子在临床中的运用相关文献报导较少，现在尚不能对这类药物的详细效果做出精确的判别。
除此之外，现在的安排工程学也开端成为关节损害医治的研讨热门，但这类医治办法暂不是本次论文研讨的方针。
总结
关节内骨折后PTOA的开展是多要素效果的成果，前期的软骨损害，软骨细胞逝世，细胞基质损坏，炎症因子及氧自由基开释，晚期的关节不安稳，关节面不平坦，关节摆放紊乱等均或许对终究PTOA的开展发作影响。后期需求更多的研讨来证明上述影响因子对PTOA发作和开展的终究影响，并据此拟定合理的防备PTOA开展的医治战略。根据现在的临床根据，未来PTOA的防备和医治或许是生物介入医治联合手术医治的多方面联合医治。
