APP下载

膝骨关节炎交叉韧带机械感受器的组织学研究

2016-12-22党保平毛立彪第五维龙张琦闫金洪杨韩一生

中国骨与关节杂志 2016年12期
关键词:感受器交叉韧带

党保平 毛立彪 第五维龙 张琦 闫金洪 杨韩一生

. 论著 Original article .

膝骨关节炎交叉韧带机械感受器的组织学研究

目的 观察研究膝骨关节炎 ( osteoarthritis,OA ) 患者交叉韧带中机械感受器与年龄、病程以及骨关节炎严重程度的关联情况。方法 将 2015 年 10 月至 2016 年 5 月符合行全膝人工关节置换术的 OA 患者按年龄分为 A ( 年龄≤50 岁 )、B ( 51~60 岁 )、C ( 61~70 岁 )、D ( 年龄>70 岁 ) 4 组,按病程分为 a ( 病程≤10 年 )、b ( 11~20 年 )、c ( 20~30 年 )、d ( 病程>30 年 ) 4 组,按 WOMAC 评分 ( 评估 OA 严重程度 ) 分为I ( 评分≤80 分 )、II ( 81~120 分 )、III ( 评分>120 分 ) 3 组。在全膝人工关节置换术中将前交叉韧带 ( anterior cruciate ligament,ACL ) 及后交叉韧带 ( posterior cruciate ligament,PCL ) 完整取出,均 3 等分为胫骨端、中间部和股骨端,每部分切冰冻切片 6 张,随机选 3 张行 HE 染色,3 张行免疫组化染色,光镜下观察机械感受器类型、数量。结果 共观察到机械感受器 2081 个,ACL 与 PCL 胫骨端机械感受器共 1072 个,中间部 126 个,股骨端 883 个。4 个年龄组的机械感受器分别为:A 组 32.22±2.72,B 组 23.30±1.81,C 组 16.20±1.15,D 组 12.47±1.39,A、B、C、D 4 组间两两比较差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 )。4 个病程组机械感受器分别为:a 组 22.99±1.28,b 组 21.98±1.32,c 组 11.80±1.80,d 组 8.63±2.38,a 组与 b、c、d 组比较差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),b 组与 c、d 组比较差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),c、d 两组比较差异无统计学意义 ( P>0.05 )。WOMAC 评分 3 个组机械感受器分别为:I 组 27.17±11.21,II 组 18.80±7.13,III 组14.21±5.69,I、II、III 3 组间两两比较,差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 )。多因素析因设计资料的方差分析后得出:不同年龄阶段、病程、WOMAC 评分主效应都有差异 ( P<0.05 ),尚不能认为各因素之间存在交互作用 ( P>0.05 )。结论 机械感受器主要集中在交叉韧带胫骨附丽点和股骨附丽点,机械感受器数量随着 OA 患者年龄增长、OA 病程的延长、OA 病情加重而减少。

骨关节炎,膝;机械感受器;前交叉韧带;后交叉韧带;膝关节

骨性关节炎 ( osteoarthritis,OA ) 主要以关节软骨的破坏、关节附近骨质增生以及滑膜炎为发病特点,会引起关节疼痛、关节本体感觉减弱、关节功能丧失、甚至残疾等问题[1-4]。此外,OA 在发病过程中释放的多种细胞因子会进一步促进 OA 病情的发展,同时引起膝关节交叉韧带的退变[2,5-6]。交叉韧带除了被人们所熟知的生物力学稳定功能,还具有本体感觉功能,其本体感觉功能主要由结构上所具有的机械感受器这种神经组织来感知,但人们在临床上的关注点往往集中在交叉韧带对于膝关节生物力学稳定所发挥的作用,反而忽视了交叉韧带所包含的机械感受器具有的对于膝关节本体感觉所起的作用。有研究证明单髁膝关节置换术及保留后交叉韧带 ( posterior cruciate ligament,PCL ) 的膝关节置换术后患者膝关节本体感觉比完全切除前交叉韧带( anterior cruciate ligament,ACL )、PCL 全膝关节置换术后患者的膝关节本体感觉好[7-10],完全切除ACL、PCL 的全膝关节置换术虽说可以恢复膝关节的稳定,但膝关节本体感觉功能并不能恢复,患者术后反而跌倒的风险增加,无形中增加了骨折的几率;此外,有研究表明损伤断裂的交叉韧带在移植修复后有机械感受器再生,膝关节本体感觉会恢复[11-12],这明显提高了患者术后生活质量。

交叉韧带急性损伤断裂后会导致机械感受器数量随着韧带受损时间延长而减少[13-14],这已经比较明确,但是目前 OA 患者退变交叉韧带中机械感受器数量变化规律并不明确,为此,本研究收集因 OA行全膝人工关节置换术患者前、PCL,HE 染色及免疫组化染色后观察机械感受器形态、数量变化情况与 OA 患者年龄、病程、OA 严重程度等关联情况。

材料与方法

1.纳入标准:( 1 ) 2015 年 10 月至 2016 年 5 月,在院行全膝人工关节置换术的 OA 患者;( 2 ) 符合国际公认的 OA Kellgren-Lawrence[15]X 线分级标准在III 级的患者。

2.排除标准:( 1 ) 有膝关节外伤及手术史者;( 2 ) 有类风湿或其它原因 ( 外伤、感染 ) 导致的膝关节炎病史者;( 3 ) 膝交叉韧带已完全缺失者。

二、临床资料与分组

( 一 ) 基本资料

本研究共纳入 OA 患者 74 例,年龄在 45~78 岁,其中男 20 例,女 54 例;行双膝关节置换术患者 33 例,单膝关节置换术患者 41 例,每位患者在术前进行 WOMAC 评分,评估患者 OA 严重情况。由于双膝关节置换患者左、右两膝关节病程、WOMAC 评分不一致,因此左、右膝分别记为独立样本,故此次研究共纳入样本 107 膝,包含左膝57 例,右膝 50 例。

( 二 ) 分组

非典型呼吸道感染患者临床无特异表现,患者容易被误诊、漏诊。因此,对非典型病原体的检查显得尤为重要。采用间接免疫荧光法检测血清IgM,针对呼吸道感染非典型病原体进行检测,研究表明,运用该检测方法,9种非典型性病原体的检测灵敏度为86.2%~100.0%,特异性92.8%~100.0%,该方法方便、快捷,可广泛采用[1]。

1.年龄分组:A 组患者,≤50 岁,共 6 例;B 组患者:51~60 岁,共 19 例;C 组患者,61~70 岁,共 56 例;D 组患者,>70 岁,共 26 例。

2.病程分组:a 组,病程≤10 年,共 48 例;b 组,病程 11~20 年,共 34 例;c 组,病程 21~20 年,共 18 例;d 组,病程>30 年,共 7 例。

3.WOMAC 评分:I 组,评分≤80 分,共36 例;II 组,评分在 81~120 分,共 30 例;III 组,>120 分,共 41 例。

( 三 ) 试剂及仪器

S100 蛋白抗体 ( Abcam 公司,英国,货号ab52642 ),SP 试剂盒 ( 中杉金桥生物技术有限公司,北京,货号 SP-9001 ),OCT ( 日本樱花公司,货号 4583 ),冰冻切片机 ( 德国莱卡 ),荧光显微镜( Leica DM LA 德国莱卡 )。

( 四 ) 实验方法

1.取材及固定:在行膝关节置换术时将患者ACL 及 PCL 完整取出,并标记胫骨附丽点和股骨附丽点,使用 10% 甲醛溶液固定 24 h。

2.脱水及冰冻切片:10% 阿拉伯树胶粉与 30%蔗糖溶液脱水 48 h,用组织剪将韧带 3 等分为胫骨端、中间部和股骨端,每部分 OCT 包埋后冰冻切片,切片厚 15 μm,间隔 150 μm 切取 1 张,总共切取 6 张。

3.HE 染色:以数字随机法随机选取 3 张切片行HE 染色:Harris 苏木精浸染 10 min 后水洗 2 min,1% 盐酸酒精分化 2~3 s 后水洗 2 min,稀氨水浸染 1 min 后流水冲洗 2 min,伊红浸染 2 min 后水洗 2 min,95% 酒精脱水 2 次,每次 2 min,无水酒精脱水 2 次,每次 3 min,二甲苯透明,中性树胶封片。

4.免疫组化染色:剩余 3 张行免疫组化染色:每张切片在室温下使用 3% H2O2消除内源性过氧化物酶活性 20 min,PBS 每次冲洗 5 min,共冲洗 3 次,滴加封闭用正常山羊血清工作液,室温孵育 30 min后倾去,滴加一抗 S100 ( 1∶1000 ),4 ℃ 过夜,PBS每次冲洗 5 min,共冲洗 3 次,滴加二抗 ( 生物素标记山羊抗兔 IgG ),在室温下孵育 30 min,PBS 每次冲洗 5 min,共冲洗 3 次,滴加工作液 ( 辣根酶标记链霉卵白素 ),在室温下孵育 30 min,PBS 每次冲洗 5 min,共冲洗 3 次,DAB 显色,自来水充分冲洗,95% 酒精脱水 2 次,每次 2 min,无水酒精脱水2 次,每次 3 min,二甲苯透明,中性树胶封片。

5.观察计数:共 3 名有相关专业知识人员在经过培训后进行计数,采用 Freeman 等[16]对机械感受器分型,对 HE 染色切片在光微镜下观察类 Pacini小体,记录每张切片类 Pacini 小体个数,求得每部分 3 张切片类 Pacini 小体平均数,最后 ACL、PCL胫骨端、中间部和股骨端 3 部分各自平均数相加得到交叉韧带类 Pacini 小体总数,而后对 3 名人员计数求平均值;免疫组化染色切片观察除类 Pacini 小体外的类 Ruffini 小体、类 Golgi organ 小体、游离神经末梢 3 种机械感受器,记录方法同上。

三、统计学处理

使用 SPSS 22.0 统计软件,采用多因素析因设计资料的方差分析,评估患者年龄、病程、WOMAC评分 3 组各自与交叉韧带机械感受器数量的关系及3 个因素之间是否存在交互作用,并进行 3 种因素分组组间多重比较,记 P<0.05 差异有统计学意义。

结 果

一、机械感受器形态学观察

在对切片进行观察并计数后发现类 Pacini 小体( 图 1、2 )、类 Ruffini 小体 ( 图 3、4 )、游离神经末梢 ( 图 5、6 ),未发现类 Golgi organ 小体,OA 患者年龄越大、病程越长、WOMAC 评分越高,退变及萎缩机械感受器出现越多。图 1 红色箭头所示为正常形态类 Pacini 小体 ( A、a、I 组 ),与图 2 箭头所指退化中类 Pacini 小体 ( C、c、II 组 ) 相比被膜致密、完整;图 3 ( A、a、I 组 ) 所示为正常形态类Ruffini 小体,边缘光滑整洁,椭圆形,图 4 ( D、d、III 组 ) 所示为发生退化形态不规则的类 Ruffini 小体,图 5 ( A、a、I 组 ) 与图 6 ( D、c、III 组 ) 中退化的游离神经末梢相比形态更加规整。

二、机械感受器计数分析

1.机械感受器计数:对 1926 张 HE 染色切片及1926 张免疫组化染色切片机械感受器计数共观察到机械感受器 2081 个,ACL 与 PCL 胫骨端机械感受器共 1072 个,中间部 126 个,股骨端 883 个,其中类 Pacini 小体 997 个,类 Ruffini 小体 678 个,游离神经末梢 406 个 ( 表 1 )。发现 ACL、PCL 机械感受器主要分布于胫骨端和股骨端且主要集中于胫骨附丽点和股骨附丽点,类 Pacini 小体最多,游离神经末梢最少。

2.机械感受器计数的多因素分析:对每个膝关节交叉韧带机械感受器记总数后行多因素析因方差分析 ( 表 2 ),可得出结论:不同年龄阶段、病程、WOMAC 评分的机械感受器数量的主效应都有差别( P<0.05 ),尚不能各因素之间存在交互作用 ( P 均>0.05 )。

3.3 种因素分组组间多重比较分析:年龄分组组间多重比较发现 ( 表 3 ):A、B、C、D 4 组之间两两比较,机械感受器数量差异有统计学意义 ( P 均<0.05 ),也就是说随着年龄的增长,机械感受器数量在逐渐减少;病程长短分组组间多重比较发现:a 组与其它 3 组比较、b 组与 c、d 两种比较机械感受器数量差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),意味着在病程 20 年以内,机械感受器随着时间的延长而减少,c、d 两组之间比较,机械感受器数量差异无统计学意义 ( P>0.05 ),当病程超过 20 年,机械感受器不再随着时间延长而减少;WOMAC 评分分组组间多重比较发现:I、II、III 3 组之间两两比较,机械感受器数量差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),说明随着 OA 患者病情的加重,机械感受器数量在逐渐减少。

图1~2 红色所示为类 Pacini 小体,图 1 ( HE × 200 ) 为正常的类 Pacini 小体,形状为类圆形,图 2 ( HE × 200 ) 为已经发生变形裂解的类 Pacini 小体图3~4 红色所示为类 Ruffini 小体,图 3 ( S100 免疫组化染色 × 400 ) 为形态正常的类 Ruffini 小体,图 4 ( 免疫组化染色 × 400 ) 为发生萎缩变形的类 Ruffini 小体图5~6 所示为游离神经末梢,图 5 ( 免疫组化染色 × 400 ) 为正常的游离神经末梢,图 6 ( 免疫组化染色 × 400 ) 为发生萎缩变形的游离神经末梢Fig.1 - 2 The red arrows in the picture of HE staining showed Pacini-like corpuscles.Fig.1 ( HE × 200 ) normal Pacini-like corpuscles, and the shape was round.Fig.2 ( HE × 200 ) the Pacini-like corpuscles had been deformed and crackedFig.3 - 4 The red arrows in the picture of immunohistochemical staining showed Ruffini-like corpuscles.Fig.3 ( S100 × 400 ) morphologically normal Ruffini-like corpuscles.Fig.4 ( S100 × 400 ) the Ruffini-like corpuscles underwent atrophyFig.5 - 6 The red arrows in the picture of immunohistochemical staining showed free nerve endings.Fig.5 ( S100 × 400 ) normal free nerve endings.Fig.6 ( S100 × 400 ) the free nerve endings underwent atrophy

表1 交叉韧带机械感受器计数Tab.1 The number of mechanoreceptors in the cruciate ligament

讨 论

研究表明机械感受器在交叉韧带主要分布在胫骨附丽点和股骨附丽点[7,17-18],但是对于每种机械感受器在交叉韧带的空间分布还存在争议,Franchi 等[17]认为胫骨附丽点主要分布着 Pacini 小体、Ruffini 小体以及 Golgi organ 小体,游离神经末梢则主要存在于股骨附丽点;Colleoni 等[18]认为 Ruffini 小体、神经末梢存在数量最多且主要集中在胫骨附丽点和股骨附丽点,Pacini 小体、Golgi organ 小体虽然也分布在这两个位置,但是数量相对较少。本研究未发现Golgi organ 小体,其余 3 种机械感受器主要分布于胫骨附丽点和股骨附丽点,其中 Pacini 小体数量最多,神经末梢数量最少。结果出现差异可能是研究标本来源不同造成的,Franchi、Colleoni 标本分别来源于切除 PCL 关节置换术患者的 PCL 及正常新鲜尸体 PCL,而本研究用的是 OA 患者标本,此外,种族不同是否对机械感受器数量及分布位置存在影响尚不明确。

表2 不同年龄、-病程、WOMAC 评分患者机械感受器个数多因素分析统计资料 (±s )Tab.2 The general information of multiple-factor analysis of the number of mechanoreceptors- in the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

表2 不同年龄、-病程、WOMAC 评分患者机械感受器个数多因素分析统计资料 (±s )Tab.2 The general information of multiple-factor analysis of the number of mechanoreceptors- in the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

注:不同年龄阶段、病程、WOMAC 评分的机械感受器数量的主效应都有差别 ( P<0.05 ),尚不能各因素之间存在交互作用 ( 均 P>0.05 )Notice: The main effects of the ages, courses of disease and WOMAC scores were significantly different ( P < 0.05 ), but there was no interaction among these factors ( P > 0.05 )

II III A 组 a 组 41.67±14.22 27.00 -b 组 28.00± 1.41 - -B 组 a 组 29.78± 7.84 20.00 12.00 b 组 34.00 26.33±2.51 25.83±5.38 c 组 - - 20.00±2.83 C 组 a 组 28.18± 7.63 23.00±7.14 17.75±4.99 b 组 21.67± 8.02 16.25±4.53 14.10±5.84 c 组 - 12.00 11.57±2.99 d 组 - 12.00 13.17±5.56 D 组 a 组 19.00 18.67±3.06 15.80±4.87 b 组 - - 14.00±3.39 c 组 10.23± 2.63 8.00 9.00±1.73 d 组 9.00± 1.41 9.67±2.08 5.00±1.41年龄分组病程分组WOMAC 评分分组I

表3 各年龄、病程、WOMAC 评分分组机械感受器个数统计和多重比较 (±s )Tab.3 The calculation of the number of mechanoreceptors and multiple comparisons among groups of the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

表3 各年龄、病程、WOMAC 评分分组机械感受器个数统计和多重比较 (±s )Tab.3 The calculation of the number of mechanoreceptors and multiple comparisons among groups of the patients with different ages, courses and WOMAC scores (±s )

注:与 A 组比较:aP<0.05;与 B 组比较:bP<0.05;与 C 组比较:cP<0.05;与 a 组比较:dP<0.05;与 b 组比较:eP<0.05;与 I 组比较:fP<0.05;与 II 组比较:gP<0.05Notice: Compared with group A:aP < 0.05; Compared with group B:bP < 0.05; Compared with group C:cP < 0.05; Compared with group a:dP < 0.05; Compared with group b:eP < 0.05; Compared with group I:fP < 0.05; Compared with group II:gP < 0.05

年龄分组 机械感受器 病程分组 机械感受器 WOMAC 评分分组 机械感受器A 组 32.22±2.72 a 组 22.99±1.28 I 27.17±11.21 B 组 23.30±1.81a b 组 21.98±1.32d II 18.80± 7.13fC 组 16.20±1.15ab c 组 11.80±1.80de III 14.12± 5.69fgD 组 12.47±1.39abc d 组 8.63±2.38de -

Colleoni 等[18]通过对正常新鲜尸体交叉韧带标本研究发现机械感受器数量并不随年龄增长而减少,但是本研究发现 OA 患者不同年龄的机械感受器数量的主效应有差别 ( P<0.05 ),且 A、B、C、D 4 组组间两两比较,机械感受器数量均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),也就是说随着患者年龄的增长,机械感受器数量在减少。OA 患者不同病程的机械感受器数量的主效应有差别 ( P<0.05 ),但病程长短分组组间多重比较发现:a 组与其它 3 组比较、b 组与 c、d 两组比较机械感受器数量均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),c、d 两组之间比较,机械感受器数量无统计学意义 ( P>0.05 ),认为从 OA 发病开始,因为多种细胞因子的长期刺激,交叉韧带及韧带血管逐渐退化,引起机械感受器数量随着病程延长而减少,这与交叉韧带急性损伤后,因为韧带血管的损伤,机械感受器数量减少的原因相似[13,19-21]。当病程过长甚至超过 20 年,OA 患者机械感受器数量因为血管的极度退化,缺乏营养而减少至最低值甚至消失,故病程 c、d 两组之间比较,机械感受器数量差异无统计学意义。WOMAC 评分是对 OA严重程度的一个相对全面的评估方法,分为轻 ( 评分≤80 分 )、中 ( 81~120 分 )、重 ( 评分>120 分 ) 3 个级别,其评分指数越高,代表 OA 越严重,本研究通过比较发现,不同 WOMAC 评分的机械感受器数量的主效应有差别 ( P<0.05 ),同时 WOMAC 评分 I 组、II 组、III 组 3 组之间多重比较机械感受器数量差异均有统计学意义 ( P 均<0.05 ),故认为随着患者 OA 病情加重,患者机械感受器数量越来越少,且不受患者年龄与病程的影响。

OA 虽说是一种退行性病变,但是在发病过程中也存在着炎症,导致交叉韧带在发生退变的同时伴随着功能的减弱[22-25],这就为机械感受器的退变及减少创造了条件,本研究应用 HE 染色及免疫组化染色两种应用较多且有效的染色技术对机械感受器进行观察[21,26]:图 1 所示为正常类 Pacini 小体,可发现类 Pacini 小体被膜致密完整,而图 2 所示为退变类 Pacini 小体,被膜疏松,已发生裂解;图 3所示类 Ruffini 小体与图 4 所示相比,形态规整,边缘光滑;图 5 不像图 6 所示游离神经末梢结构已发生萎缩,其结构更加完整。此外,机械感受器外形结构完整多见于年龄小、病程短、WOMAC 评分低的分组患者,而年龄大、病程长、WOMAC 评分高的分组患者则更多发现退变、萎缩的机械感受器,这也就说明随着患者年龄增大、病程延长、膝关节炎病情加重机械感受器在发生着退变。

以往相关研究表明机械感受器形态变化及数量的减少会引起其功能的减弱,导致膝关节本体感觉减弱[3-4,27-28]。本研究并没有对膝关节本体感觉进行评估,在以后的研究中将会纳入此指标,并研究其与 OA 患者年龄、病程以及机械感受器的关系。此外,本实验研究的是 OA 患者交叉韧带中机械感受器数量及形态的变化情况,但是缺乏正常人交叉韧带机械感受器作对照,这也是研究的不足之处。

[1] Nyvang J, Hedstrom M, Gleissman SA.It’s not just a knee,but a whole life: A qualitative descriptive study on patients’experiences of living with knee osteoarthritis and their expectations for knee arthroplasty.Int J Qual Stud Health Wellbeing, 2016, 11:30193.

[2] Zhu S, Dai J, Liu H, et al.Down-regulation of Rac GTPaseactivating protein OCRL1 causes aberrant activation of Rac1 in osteoarthritis development.Arthritis Rheumatol, 2015, 67(8):2154-2163.

[3] Thewlis D, Hillier S, Hobbs SJ, et al.Preoperative asymmetry in load distribution during quiet stance persists following total knee arthroplasty.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2014, 22(3):609-614.

[4] Gstoettner M, Raschner C, Dirnberger E, et al.Preoperative proprioceptive training in patients with total knee arthroplasty.Knee, 2011, 18(4):265-270.

[5] Papathanasiou I, Michalitsis S, Hantes ME, et al.Molecular changes indicative of cartilage degeneration and osteoarthritis development in patients with anterior cruciate ligament injury.BMC Musculoskelet Disord, 2016, 17:21.

[6] Li H, Chen C, Chen S.Posttraumatic knee osteoarthritis following anterior cruciate ligament injury: Potential biochemical mediators of degenerative alteration and specific biochemical markers.Biomed Rep, 2015, 3(2):147-151.

[7] Mihalko WM, Creek AT, Mary MN, et al.Mechanoreceptors found in a posterior cruciate ligament from a well-functioning total knee arthroplasty retrieval.J Arthroplasty, 2011, 26(3):504-509.

[8] Zhang K, Mihalko WM.Posterior cruciate mechanoreceptors in osteoarthritic and cruciate-retaining TKA retrievals: a pilot study.Clin Orthop Relat Res, 2012, 470(7):1855-1859.

[9] Matthews DJ, Hossain FS, Patel S, et al.A cohort study predicts better functional outcomes and equivalent patient satisfaction following UKR compared with TKR.HSS J, 2013, 9(1):21-24.

[10] Baumann F, Bahadin O, Krutsch W, et al.Proprioception after bicruciate-retaining total knee arthroplasty is comparable to unicompartmental knee arthroplasty.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2016.

[11] Adachi N, Ochi M, Uchio Y, et al.Temporal change of joint position sense after posterior cruciate ligament reconstruction using multi-stranded hamstring tendons.Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 2007, 15(1):2-8.

[12] Iwasa J, Ochi M, Adachi N, et al.Proprioceptive improvement in knees with anterior cruciate ligament reconstruction.Clin Orthop Relat Res, 2000, (381):168-176.

[13] Martins GC, Camanho G, Rodrigues MI.Immunohistochemical analysis of the neural structures of the posterior cruciate ligament in osteoarthritis patients submitted to total knee arthroplasty: an analysis of thirty-four cases.Clinics (Sao Paulo), 2015, 70(2):81-86.

[14] Dhillon MS, Bali K, Vasistha RK.Immunohistological evaluation of proprioceptive potential of the residual stump of injured anterior cruciate ligaments (ACL).Int Orthop, 2010, 34(5):737-741.

[15] Kellgren JH, Lawrence JS.Radiological assessment of osteoarthrosis.Ann Rheum Dis, 1957, 16(4):494-502.

[16] Freeman MA, Wyke B.Articular contributions to limb muscle reflexes.The effects of partial neurectomy of the knee-joint on postural reflexes.Br J Surg, 1966, 53(1):61-68.

[17] Franchi A, Zaccherotti G, Aglietti P.Neural system of the human posterior cruciate ligament in osteoarthritis.J Arthroplasty, 1995, 10(5):679-682.

[18] Colleoni JL, Rodrigues LM, Junior GS, et al.Immunohistochemical analysis of mechanoreceptors in the human posterior cruciate ligament: association with aging male.Aging Male, 2013, 16(2):73-78.

[19] Zeman P, Sadovsky P, Koudela KJ, et al.Augmentation of the anterior cruciate ligament in patients with symptomatic isolated tear of anteromedial or posterolateral bundle: evaluation of two-year clinical results.Acta Chir Orthop Traumatol Cech, 2015, 82(4):296-302.

[20] Song GY, Zhang J, Li X, et al.Biomechanical and biological findings between acute anterior cruciate ligament reconstruction with and without an augmented remnant repair: A comparative in vivo animal study.Arthroscopy, 2016, 32(2):307-319.

[21] Gao F, Zhou J, He C, et al.A morphologic and quantitative study of mechanoreceptors in the remnant stump of the human anterior cruciate ligament.Arthroscopy, 2016, 32(2):273-280.

[22] Binks DA, Bergin D, Freemont AJ, et al.Potential role of the posterior cruciate ligament synovio-entheseal complex in joint effusion in early osteoarthritis: a magnetic resonance imaging and histological evaluation of cadaveric tissue and data from the osteoarthritis initiative.Osteoarthritis Cartilage, 2014, 22(9):1310-1317.

[23] Pritchett JW.Bicruciate-retaining total knee replacement provides satisfactory function and implant survivorship at 23 years.Clin Orthop Relat Res, 2015, 473(7):2327-2333.

[24] Watanabe A, Kanamori A, Ikeda K, et al.Histological evaluation and comparison of the anteromedial and posterolateral bundle of the human anterior cruciate ligament of the osteoarthritic knee joint.Knee, 2011, 18(1):47-50.

[25] Kumagai K, Sakai K, Kusayama Y, et al.The extent of degeneration of cruciate ligament is associated with chondrogenic differentiation in patients with osteoarthritis of the knee.Osteoarthritis Cartilage, 2012, 20(11):1258-1267.

[26] Gupte CM, Shaerf DA, Sandison A, et al.Neural structures within human meniscofemoral ligaments: a cadaveric study.ISRN Anat, 2014, 2014:719851.

[27] Dhillon MS, Bali K, Prabhakar S.Proprioception in anterior cruciate ligament deficient knees and its relevance in anterior cruciate ligament reconstruction.Indian J Orthop, 2011, 45(4):294-300.

[28] Godinho P, Nicoliche E, Cossich V, et al.Proprioceptive deficit in patients with complete tearing of the anterior cruciate ligament.Rev Bras Ortop, 2014, 49(6):613-618.

( 本文编辑:李贵存 )

Histological study on mechanoreceptors in the cruciate ligament in the patients with osteoarthritis of the knee

DANG Bao-ping, MAO Li-biao, DIWU Wei-long, ZHANG Qi, YAN Jin-hong, YANG Min, HAN Yi-sheng.
Department of Orthopedics, Xijing Hospital, the fourth Military Medical University, Xi’an, Shanxi, 710032, PRC

Objective To investigate the relationship between mechanoreceptors in the cruciate ligament and the age, course and severity of disease in the patients with knee osteoarthritis ( OA ).Methods The patients with knee OA who were treated with total knee arthroplasty from October 2015 to May 2016 were divided into 4 groups: group A ( ≤50 years ), group B ( 51 - 60 years ), group C ( 61 - 70 years ) and group D ( > 70 years ) according to their ages.And meanwhile, they were divided into 4 groups: group a ( ≤10 years ), group b ( 11 - 20 years ), group c ( 20 - 30 years ) and group d ( > 30 years ) according to the course of disease.According to the Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index ( WOMAC ), which was meant to assess the severity of OA, all the patients were divided into 3 groups: group I ( score ≤80 ), group II ( 81 - 120 ) and group III ( score > 120 ).The anterior cruciate ligament ( ACL ) and posterior cruciate ligament ( PCL ) were completely taken out during the total knee arthroplasty, both of which were divided into 3 parts: the tibial end, the intermediate part and the femoral end.Six pieces of frozen sections were cut from each part, 3 pieces of which were randomly selected for hematoxylin-eosin ( HE ) staining, and the other 3 pieces for immunohistochemical staining.The light microscope was used to observe the type and amount of mechanoreceptors.Results A total of 2081 mechanoreceptors were observed.There were 1072 mechanoreceptors in the tibial end, 126 in the intermediate part and 883 in the femoral end of the ACL and PCL.The numbers of mechanoreceptors were ( 32.22 ± 2.72 ) in group A, ( 23.30 ± 1.81 ) in group B, ( 16.20 ± 1.15 ) in group C and ( 12.47 ± 1.39 ) in group D, and there were statistically significant differences between each 2 groups of A, B, C and D ( P < 0.05 ).The numbers of mechanoreceptors were ( 22.99 ± 1.28 ) in group a, ( 21.98 ± 1.32 ) in group b, ( 11.80 ± 1.80 ) in group c and ( 8.63 ± 2.38 ) in group d.There were statistically significant differences between group a and group b / c / d ( P < 0.05 ), and there were statistically significant differences between group b and group c / d ( P < 0.05 ).There were no statistically significant differences between group c and group d ( P > 0.05 ).The numbers of mechanoreceptors were ( 27.17 ± 11.21 ) in group I, ( 18.80 ± 7.13 ) in group II, and ( 14.21 ± 5.69 ) in group III, and there were statistically significant differences between each 2 groups of I, II and III ( P < 0.05 ).Based on the results from the multi-factor analysis of variance in the multiple factorial design, there were statistically significant differences in the main effects of the ages, courses of disease and WOMAC scores ( P < 0.05 ), but there was no interaction among these factors ( P > 0.05 ).Conclusions The mechanoreceptors are mainly concentrated at the attachment points of the tibia and femur.The number of the mechanoreceptors is decreased with the increase of the age of OA patients, the prolongation of the course of OA and the aggravation of OA.

Osteoarthritis, knee; Mechanoreceptors; Anterior cruciate ligament; Posterior cruciate ligament; Knee joint

10.3969/j.issn.2095-252X.2016.12.007

R684.3

710032 西安,第四军医大学附属西京医院骨科 ( 党保平、第五维龙、张琦、闫金洪、杨、韩一生 );734100 甘肃,张掖市山丹县同和医院 ( 毛立彪 )

韩一生,Email: drhanys@fmmu.edu.cn

2016-06-05 )

猜你喜欢

感受器交叉韧带
大蛾卵跳小蜂触角感受器的扫描电镜观察
菌类蔬菜交叉种植一地双收
三角韧带损伤合并副舟骨疼痛1例
注意这几点可避免前交叉韧带受损
2021年诺贝尔生理学或医学奖揭晓:温度和触觉感受器研究获奖
化学感受器瘤诊治经验
超声结合应力实验在肘关节侧副韧带损伤中的临床意义分析
“六法”巧解分式方程
手指为什么比其他部位敏感?
连数