关节软骨在受伤后可以部分愈合:研究人员发现了一种新的机制

创伤后骨关节炎是一种肌肉骨骼疾病，尤其影响年轻和活跃人群的生活。早期干预抑制软骨损伤进展是至关重要的。为了预测干预如何影响受伤膝关节的状态，骨关节炎进展的生物力学和炎症方面的知识是必要的。现在，研究人员首次在一个基于物理的计算模型中捕捉到这两种机制，该模型预测了软骨退化，并预测了前交叉韧带损伤和重建后可能的恢复场景。一项国际合作研究(UEF, UCSF, CC, MIT)的成果最近发表在骨科研究杂志．

前交叉韧带断裂是一种典型的运动损伤。膝关节受伤可以通过韧带重建手术来治疗，目的是使关节环境恢复到健康状态。然而，这一目标并不总能实现。相反，生物力学负荷可能局部升高，关节炎症可能引起膝关节肿胀和疼痛。这两种机制也促进了位于骨骼末端的关节软骨的退化，可能导致一种叫做骨关节炎的致残疾病。

目前，骨关节炎还没有治愈方法。因此，预防疾病进展是一个重要的目标，只有在了解疾病机制并预测其影响的情况下才能实现。富有洞察力的预测为设计新的干预策略和评估其有效性打开了大门。为了应对这些挑战，来自东芬兰大学(UEF)、加州大学旧金山分校(UCSF)、克利夫兰诊所(CC)和麻省理工学院(MIT)的研究人员现在报告了一种新的工作流程，用于预测创伤后骨关节炎中发生的生物力学和炎症相关变化。

该工作流程包括韧带重建患者的磁共振成像、临床步态分析和特定主题的3D计算模型，这些模型可深入了解软骨成分随时间变化的降解变化。通过获取从患者膝盖抽取的滑液，研究人员还可以将炎症分子的临床浓度纳入计算模型。

“当将模型预测与1年和3年随访时间点的定量磁共振图像进行比较时，我们观察到软骨退变的位置有惊人的相似性。简而言之，由于组织剪切引起的生物力学退化尤其发生在软骨损伤附近，而炎症的影响则出现在更广泛的区域，”该论文的第一作者，博士后研究员Gustavo Orozco博士说。

“有趣的是,我们的模型他还预测说，如果炎症在成为慢性疾病之前得到遏制，就有可能恢复到更接近健康水平的软骨成分。早期研究人员Atte Eskelinen M.Sc补充说:“这种情况是可行的，可以快速清除促炎分子，并在滑液中补充药物，防止过度激活细胞因子。”

长期目标是开发新一代的计算力学生物学模型，能够预测未来几年生物力学和生化骨关节炎进展机制的影响。这项新研究是这条道路上的一个里程碑，突出了包括步态分析和步态分析的可行性滑液样本进入预测数值模型。

“我们的计算方法在未来也可以得到增强，包括不同的康复方案，如减肥和抗分解代谢药物，以指导医疗保健专业人员的决策，”早期研究员Joonas Kosonen M.Sc总结道。