半月板的組織結構及功能是什么?導致半月板損傷的原理是什么？

半月板是膝關節的重要組成部分，如果沒有其正常功能，膝關節會發生病理力分布和不穩定，對整體關節生物力學產生負面影響。由于半月板組織的無血管和細胞減少的性質，它一旦受損就具有愈合能力。盡管早在1923年就注意到半月板切除術的保守預后，許多外科醫生仍然進行半月板的全部或部分切除以解決半月板撕裂。由于現代醫學尚未找到有效的循證解決方案，這種管理選擇仍然很受歡迎。

現在普遍認為，應盡一切努力修復和保留盡可能多的天然半月板組織。這種方法的改變導致引入了幾種新的修復技術和策略來恢復半月板損傷個體的半月板功能。由于半月板組織的復雜表型，使用干細胞療法進行組織再生可能是解決半月板撕裂的關鍵。半月板細胞和間充質干細胞 (MSCs) 的使用已被證明在半月板組織再生方面是有效的，但是半月板細胞的收獲會導致供體部位的發病率不可接受，并且撕裂部位的細胞幾乎沒有軟骨形成潛力。因此，大多數研究都集中在干細胞上，其中有合理數量的臨床前數據，但臨床數據有限。

MSCs因其具多潛能分化潛力，可同時向纖維軟骨和關節軟骨分化，且有強大增殖能力、免疫調節能力、來源方便、損傷性小、可移植、低免疫原性等優點。使其成為軟骨組織修復應用方面重要種子細胞，為治療半月板損傷治療提供了新方向。

半月板組成結構

半月板由兩個半月形結構組成，分為內側和外側部分，兩者都是雙相和纖維軟骨。它們由致密的細胞外基質 (ECM) 組成，具有低細胞性和血管供應，僅向外部10-15%的組織。半月板在前根和后根處附著在脛骨平臺上，是半月板韌帶復合體的一部分，該復合韌帶由內側副韌帶 (MCL)、橫韌帶、半月板韌帶和半月板股韌帶組成  (圖1）。

MM，內側半月板；PCL，后交叉韌帶；LM，外側半月板；ACL，前交叉韌帶。

在半月板內，纖維、纖維和束根據組織區域以不同的模式排列。最里面的區域由小的無組織編織徑向膠原原纖維組成，其結構類似于軟骨，蛋白多糖含量更高。外部區域由纏繞在圓周方向的膠原原纖維和被稱為“系帶纖維”的徑向取向的三維纖維陣列組成。圖 2）。它們垂直于圓周膠原纖維，起源于關節囊，形成一個復雜的蜂窩網絡。半月板與脛骨的根部附著點是更多類似韌帶的結構，具有纖維軟骨附著點。

半月板組織的生化成分為72%的水、22%的膠原蛋白、0.8%的糖胺聚糖 (GAG) 和0.012%的DNA。在半月板ECM中，外紅-紅區有更多的膠原蛋白I，而內白-白區有更多的膠原蛋白II 。半月板組織中存在大量蛋白聚糖，其中最豐富的是蛋白聚糖，其他包括雙糖鏈蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、纖維調節蛋白、潤滑素和彈性蛋白。這些蛋白聚糖為半月板提供了其粘彈性、低摩擦力但強的表型。

半月板組織的細胞結構由橢圓形纖維軟骨細胞和靠近外部區域的梭形成纖維細胞樣半月板細胞組成，這些細胞通過長細胞延伸連接。存在于半月板內部區域的細胞是軟骨細胞樣的，并且更加圓潤并嵌入ECM。在半月板的淺層區域內，所描述的另外一組細胞具有扁平的梭形形態，沒有任何細胞延伸。這些被假定為具有再生能力的祖細胞。

半月板的功能

半月板通過傳遞關節反作用力、潤滑、向軟骨提供營養和吸收沖擊，在正常膝關節力學和功能中發揮重要作用。在標準負重期間，施加到半月板的力稱為“環向應力”。這些是由于半月板組織周圍的膠原纖維排列將垂直軸向力轉換為水平張力而產生的圓周力。當半月板發生徑向變形時，膠原纖維之間也會產生類似的剪切力。半月板的楔形形狀為扁平脛骨平臺上的圓形股骨髁提供更好的關節和穩定性。內側半月板也被證明對防止脛骨前移與前交叉韌帶 (ACL) 一起具有相當大的貢獻。

據推測，通過半月板組織內的微管系統，可以運輸滑液，以通過將滑液壓縮到軟骨中來減少軟骨表面的摩擦來滋養關節軟骨 。半月板的另一個關鍵特征是本體感覺機械感受器的存在，其形式為位于半月板前角和后角的Pacinian小體和Ruffini末端，有助于關節位置感和傳入感覺反饋。

重要的是要注意半月板的多種作用，并重點關注恢復其全部功能的干預措施。可以肯定的是，半月板的復雜表型與其復雜的功能一致。

導致半月板損傷的原理有哪些？

半月板損傷可能是急性的或退行性的，并且是由于中年和老年患者常見的宏觀創傷或慢性重復磨損造成的。急性撕裂通常與創傷性事件有關，其中從股骨髁到脛骨平臺的半月板施加了壓力、剪切力和旋轉力的組合。急性撕裂分為不同的模式：縱向、徑向和水平，這些可以發展為更復雜的撕裂。在某些情況下，撕裂可能會使組織移位，并可能卡在股骨髁之間，從而將膝關節鎖定在屈曲狀態。隨著時間的推移，退行性半月板病變會逐漸發生，通常與骨關節炎 (OA) 。

數據表明，退行性撕裂的發生率比之前認為的要高，因為許多撕裂仍然無癥狀。退行性撕裂更常見于內側半月板的后角，是水平劈裂或皮瓣撕裂，伴有一些組織破壞因素。除了淚液形態外，評估半月板的整體位置也很重要。半月板的擠壓可能與某些類型的撕裂同時發生，特別是根部和徑向撕裂，并且通常發生在OA的退行性病變中。

半月板撕裂的愈合潛力很大程度上取決于撕裂位置。半月板被描述為具有內部的白-白無血管區和外部的紅-紅色血管區。在這些之間是一個紅白區域，但仍有一定程度的血管分布（圖 3）。由于血液供應不足，涉及內部區域的眼淚具有最小的愈合潛力。

當受傷時半月板功能受損時，膝關節的生物力學就會紊亂。關節中軟骨的壓力增加，這可能導致軟骨損失、骨質變化和OA進展。研究甚至表明由于半月板功能喪失導致骨小梁變異。在半月板擠壓的情況下，半月板不再吸收箍應力，關節空間縮小，發生骨髓病變的可能性增加。

半月板損傷如何治療？

對于半月板損傷的治療，目前臨床上以保守治療和手術治療為主。由于半月板是缺乏血液供應的纖維軟骨。因此，除極少數血液供應豐富的邊緣部分損傷后在石膏、支具等制動的情況下可以自行愈合外，絕大部分的病人不經過相應的手術處理是不可能愈合的。

大家也不要寄希望于內服或外用藥物治好，目前還沒有一種藥物對半月板損傷的愈合有效，理療等方法也不能從根本上來治愈半月板損傷。只要身體情況允許，幾乎所有的半月板損傷都需要采取關節鏡下手術治療。

但手術治療因其不能從根本上恢復患者已經受損的軟骨，且受到身體素質和年齡的限制，適合年齡50歲以下人群，并且治療過程中的不確定性以及手術過程中對患者造成的創傷，容易對患者身體造成非常大的傷害。

近年來，隨著再生醫學技術的突破性進展，干細胞治療半月板損傷成為研究新熱點和新選擇。?

隨著再生醫學技術的發展，干細胞憑借其直接分化，免疫調節，抗炎等特性在膝骨關節炎治療中占據重要地位。

干細胞作為一種具備高度分化能力的細胞，能夠修復人體的各種組織。特別是對膝骨關節修復、軟骨愈合及創傷后炎癥等方面，它能在體內微環境作用下主動遷移至受損部位進行修復重建，促進受損的軟骨重生。與此同時，它可以分泌多種具有調節免疫和抗炎作用的細胞因子，來緩解骨關節炎的臨床癥狀，為從根本上治愈骨關節炎提供了可能。

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