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摘 要 目的：通过研究前交叉韧带受损后白细胞介素IL-1的表达，来探讨关节制动对关节软骨的影响，旨在能更好的了解膝关节制动对前交叉韧带受损后的影响。方法：新西兰白兔12只，选取一侧行膝关节ACL横断术，另一侧膝关节腔切开；随机分为2组，训练4周。结果：显微镜观察实验组标本镜下表现为固定组IL-1阳性表达率明显高于被动活动组。结论：长期关节固定可导致关节僵硬、挛缩，并对正常的关节软骨产生不利的影响。功能锻炼能促进关节损伤的愈合，IL-1量较少，炎性吸收情况较好，利于损伤的愈合。
关键词 前交叉韧带 制动 被动活动 关节软骨 白细胞介素IL-1
一、前言
前交叉韧带（anterior cruciate ligament， ACL）损伤是常见的膝关节损伤之一。制动是骨关节损伤的常用的治疗手段，它具有保护受伤组织，减轻疼痛，促进损伤组织愈合的作用。然而长时间的制动会带来副作用，对骨关节及周围组织引起损害。
二、研究对象与方法
（一）分组与取样
新西兰白兔12只，一侧行ACL横断术，另一侧膝关节腔切开。随机分为2组，1-6号为固定组，7-12号为被动活动组。固定组于伸直位固定；被动运动组于膝关节屈曲位，采用人工膝关节被动屈伸活动，每天3次，频率为100～150次m/in，每次20min。2周后，均改为自主屈伸活动4周。之后取术侧膝关节股骨外髁软骨，放入10%的福尔马林固定48小时，自来水冲洗30分钟，常规脱钙4周，梯度酒精脱水，石蜡包埋，切片机连续切片。
（二）测试方法
本实验采用免疫组化SP法操作，常规脱蜡脱水，抗原修复并3 g/L过氧化氢浸泡15min，体积分数20%牛正常血清封闭20min，倾去血清，滴加按1：200稀释的鼠抗兔IL-1血清，4℃孵育18 h，IgG孵育20min，辣根过氧化物酶标记的链卵白素工作液孵育20min，DAB染色，苏木素复染。
（三）测试指标—凋亡细胞
凋亡细胞可以表明软骨的退变情况，其生化改变主要集中在细胞核。细胞中有棕色颗粒者为阳性细胞；每例切片计数5～10个400倍视野，以平均每100个细胞核中含凋亡细胞个数作为凋亡指数。
（四）形态计量
随机选取6个高倍镜视野（400倍），计算每个视野里的阳性细胞数和细胞总数。阳性结果均表现为：细胞浆内有棕黄色或褐色颗粒，IL -1表达量用细胞分数即阳性细胞数占细胞总数的百分比来表示。
三、结果
肉眼观察1-6号的石膏固定侧关节僵硬，关节周围肌肉可见萎缩，可见关节轻微水肿；7-12号被动活动组未出现类似情况。组织学观察如图1、图2：
将数据进行方差分析，在p=0.01水平下有显著性差异。固定组IL-1阳性表达率明显高于自由活动组。
四、讨论
Fell等[1]最早提出IL-1是调节软骨细胞功能活动的因子，也是关节软骨病理生理失衡的主要启动因子，他能促使软骨基质降解，导致软骨退变。本实验显示IL-1β在前交叉韧带断裂后出现升高，阳性表达率增多，细胞出现变性，IL-1β表达水平的下降可能与软骨细胞变性有关。IL-1作用于软骨细胞的机制包括：诱导基质金属蛋白酶（MMPs）、促分解代谢因子和其他炎症因子基因的表达[2]。被认为是导致软骨功能衰退最具影响力的细胞因子之一，是最经典的炎症调节剂，有快速强大的促炎症作用。
研究表明即使是相对短期的制动也会对骨关节及其周围软组织产生不利的影响[3]。关节制动可诱发关节软骨退变，而运动对退变软骨具有保护和促进修复的作用。关节制动不仅会对韧带本身，而且还会对韧带骨附着处产生显著的影响[4]。被动运动通过外力迫使关节产生运动，产生的内压力较低，为骨折部位提供了一个相对从容的愈合环境，对损伤的愈合以及炎症的消除均有利。
五、结论
长期关节固定不利于关节软骨的愈合。适当的功能锻炼能促进损伤的愈合，炎性吸收情况较好，被动运动通过外力迫使关节产生运动，对损伤的愈合以及炎症的消除均有利。
参考文献：
[1] Fell HB， Jubb RW. The effect of synovial tissue on the breakdown of articular cartilage in organ culture[J]. Arthritis Rheum. 1977.20：1359-1371.
[2] The Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China. Gidance Suggestions for the Care and Use of Laboratory Animals[J]. 2006.09.30.
[3] Richardson DW， et al. Effects of short-term cast immobilization on equine articular cartilage[J]. Am J Vet Res. 1993.54（3）：449-453.
[4] 余敏.制動对兔膝关节前交叉韧带生物学性能的影响[J].
关键词 前交叉韧带 制动 被动活动 关节软骨 白细胞介素IL-1
一、前言
前交叉韧带（anterior cruciate ligament， ACL）损伤是常见的膝关节损伤之一。制动是骨关节损伤的常用的治疗手段，它具有保护受伤组织，减轻疼痛，促进损伤组织愈合的作用。然而长时间的制动会带来副作用，对骨关节及周围组织引起损害。
二、研究对象与方法
（一）分组与取样
新西兰白兔12只，一侧行ACL横断术，另一侧膝关节腔切开。随机分为2组，1-6号为固定组，7-12号为被动活动组。固定组于伸直位固定；被动运动组于膝关节屈曲位，采用人工膝关节被动屈伸活动，每天3次，频率为100～150次m/in，每次20min。2周后，均改为自主屈伸活动4周。之后取术侧膝关节股骨外髁软骨，放入10%的福尔马林固定48小时，自来水冲洗30分钟，常规脱钙4周，梯度酒精脱水，石蜡包埋，切片机连续切片。
（二）测试方法
本实验采用免疫组化SP法操作，常规脱蜡脱水，抗原修复并3 g/L过氧化氢浸泡15min，体积分数20%牛正常血清封闭20min，倾去血清，滴加按1：200稀释的鼠抗兔IL-1血清，4℃孵育18 h，IgG孵育20min，辣根过氧化物酶标记的链卵白素工作液孵育20min，DAB染色，苏木素复染。
（三）测试指标—凋亡细胞
凋亡细胞可以表明软骨的退变情况，其生化改变主要集中在细胞核。细胞中有棕色颗粒者为阳性细胞；每例切片计数5～10个400倍视野，以平均每100个细胞核中含凋亡细胞个数作为凋亡指数。
（四）形态计量
随机选取6个高倍镜视野（400倍），计算每个视野里的阳性细胞数和细胞总数。阳性结果均表现为：细胞浆内有棕黄色或褐色颗粒，IL -1表达量用细胞分数即阳性细胞数占细胞总数的百分比来表示。
三、结果
肉眼观察1-6号的石膏固定侧关节僵硬，关节周围肌肉可见萎缩，可见关节轻微水肿；7-12号被动活动组未出现类似情况。组织学观察如图1、图2：
将数据进行方差分析，在p=0.01水平下有显著性差异。固定组IL-1阳性表达率明显高于自由活动组。
四、讨论
Fell等[1]最早提出IL-1是调节软骨细胞功能活动的因子，也是关节软骨病理生理失衡的主要启动因子，他能促使软骨基质降解，导致软骨退变。本实验显示IL-1β在前交叉韧带断裂后出现升高，阳性表达率增多，细胞出现变性，IL-1β表达水平的下降可能与软骨细胞变性有关。IL-1作用于软骨细胞的机制包括：诱导基质金属蛋白酶（MMPs）、促分解代谢因子和其他炎症因子基因的表达[2]。被认为是导致软骨功能衰退最具影响力的细胞因子之一，是最经典的炎症调节剂，有快速强大的促炎症作用。
研究表明即使是相对短期的制动也会对骨关节及其周围软组织产生不利的影响[3]。关节制动可诱发关节软骨退变，而运动对退变软骨具有保护和促进修复的作用。关节制动不仅会对韧带本身，而且还会对韧带骨附着处产生显著的影响[4]。被动运动通过外力迫使关节产生运动，产生的内压力较低，为骨折部位提供了一个相对从容的愈合环境，对损伤的愈合以及炎症的消除均有利。
五、结论
长期关节固定不利于关节软骨的愈合。适当的功能锻炼能促进损伤的愈合，炎性吸收情况较好，被动运动通过外力迫使关节产生运动，对损伤的愈合以及炎症的消除均有利。
参考文献：
[1] Fell HB， Jubb RW. The effect of synovial tissue on the breakdown of articular cartilage in organ culture[J]. Arthritis Rheum. 1977.20：1359-1371.
[2] The Ministry of Science and Technology of the People’s Republic of China. Gidance Suggestions for the Care and Use of Laboratory Animals[J]. 2006.09.30.
[3] Richardson DW， et al. Effects of short-term cast immobilization on equine articular cartilage[J]. Am J Vet Res. 1993.54（3）：449-453.
[4] 余敏.制動对兔膝关节前交叉韧带生物学性能的影响[J].