关节灌洗液对关节软骨影响的实验研究
作者：邱 平* 于长隆Δ 赵京元Δ 刘 燕Δ 张美荣Δ*
单位：邱 平* 于长隆Δ 赵京元Δ 刘 燕Δ 张美荣Δ*山西医科大学第二附属医院康复医学科(太原030001)Δ北京医科大学运动医学研究所
关键词：灌洗；关节软骨
中国运动医学杂志980312
提要 使用林格氏液、生理盐水、1.5%甘氨酸和5%甘露醇进行兔活体膝关节灌注，旨在了解上述灌注液对活体关节软骨的影响，并且为关节镜检术后，膝关节康复程序的制定提供一定的实验依据。结果表明，关节灌注后即刻，软骨于光镜下均表现有细胞排列无序，基质淡染、染色不均。扫描电镜下软骨表面垄沟样结构明显变平。蛋白多糖定量测定，其含量低于对照组。离子型溶液对软骨的影响更为明显。灌注后3周，软骨组织学(HE)、组织化学(toluidine blue)改变以及蛋白多糖含量恢复正常，扫描电镜下，林格氏液与生理盐水灌注的膝关节软骨，其表面出现垄沟样结构，但较正常低平。结果提示：关节镜术关节灌洗时，应用非离子溶液，如5%甘露醇，可以减少蛋白多糖的丢失，加速软骨的恢复。根据关节灌注液对软骨影响后恢复的特点，建议关节灌注后，应采用合理的康复程序，逐步恢复关节的负重功能，以免加重软骨的进一步损伤。
, 百拇医药
Influences of Various Irrigation Solution on Articular Cartilage
Qiu Ping*，Yu ChanglongΔ，Zhao JingyuanΔ,et al
*Department of the Rehabilitation Medicine of Second Hospital of Shanxi Medical University
ΔInstitute of Sports Medicine, Beijing Medical University
In this study, 36 rabbit knee joints were irrigated with the Ringer's solution, saline solution, 1.5% glycine and 5% meannitol in vivo. The purpose was to investigate the effects of various irrigation fluids on articular cartilage and to provide experimental basis for the rehabilitative program of knee joint after arthroscopy. The results showed as follows: right after irrigation, some changes have already existed in cartilage including disarrangement of chondrocytes and destaining in matrix under the microscopy. The cartilage surface structure became flat obviously under the SEM. The proteoglycan content in cartilage was lower than that of control group. Influence of ionic solution on cartilage was more severe than ion-free solution. Three weeks after irrigation, the changes of cartilage on histo-and histo-chemical and proteoglycan contents recovered. But cartilage surface in ionic solution group have small furrows compared with normal cartilage under the SEM. The results suggested that the ion-free solution such as 5% mannitol can reduce loss of the proteoglycan and shortten recovery process of cartilage after irrigation. Based on the findings after irrigation, a reasonable rehabilitative program should be taken to recover the load function of the knee joint in order to avoid further injury of articular cartilage.
, 百拇医药
Keys words: irrigation, articular cartillage
关节内灌洗是关节镜手术不可缺少的步骤。但是，短时间大量灌洗液的使用，可以造成软骨基质中的主要成分蛋白多糖的丢失，可使蛋白多糖的合成受到抑制，亦可使软骨变软，软骨表面变得粗糙，在离子型溶液中更易发生。这种情况，国外文献已有报告[1～5]。但国外研究的方法多为离体软骨浸泡试验。关节灌洗液对活体软骨产生何种影响，关节镜检后，关节能否立即负重，如何制定镜检术后的康复程序，尚未见报道。为此，我们使用4种灌洗液，其中包括国外推荐使用的灌洗液，5%甘露醇、1.5%甘氨酸、林格氏液及北京地区多数医院常使用的生理盐水，进行兔活体膝关节灌注，旨在了解上述几种灌洗液对活体膝关节软骨的影响并为关节镜检术后，膝关节康复程序的制定提供一定实验依据。
1 材料和方法
应用纯种6月龄的新西兰白兔18只，膝关节36个。随机分为实验组(16只)和对照组(2只)。实验组随机均分为4组(每组4只)，分别使用林格氏液，生理盐水、1.5%甘氨酸、5%甘露醇进行膝关节灌注，并于灌注后即刻，第1、2、3周末分4次取材，每次4只(每组1只)。观察手段包括软骨的组织学(HE)、组织化学(Toluidine blue)以及扫描电镜(SEM)检查。生化方面的观察包括蛋白多糖(PG)的定量分析。对照组兔膝关节不进行灌注，观察内容同实验组。实验动物分组见表1。
, 百拇医药
1.1 实验步骤
使用静脉复合麻醉法对兔行全身麻醉。麻醉后，将兔固定于手术台上，双膝伸直位。常规剃毛、消毒、铺巾。使用9号静脉穿刺针，于髌骨两侧进针，外侧为液体输入通道，内侧为液体流出通道。灌注时间根据临床关节镜手术的平均时间，每只膝关节灌注2小时，平均每膝灌注量约为500毫升。灌注完毕，每只兔肌注射20万单位青霉素，以防膝关节感染。
1.2 取材部位
膝关节股骨髁与部分滑车部位的软骨及软骨下骨做光镜及扫描电镜标本，将其余部位的软骨片除，进行软骨内蛋白多糖的定量分析。对照组膝关节软骨取材部位及检测内容同实验组。
1.3 实验标本的制作
1.3.1 光镜标本
标本取材后，固定于10%中性福尔马林溶液中，经10%甲酸脱钙、脱水、浸蜡包埋、做5μ厚蜡片，做HE及甲苯胺蓝染色。置光镜下观察。
, 百拇医药
1.3.2 扫描电镜标本
取材后的关节软骨，经戊二醛固定，蔗糖液冲洗，临界点干燥，金-铂喷后，置扫描电镜下观察。扫描电镜型号为日立S-450型，电镜只作对照、即刻及3周的标本。
1.3.3 蛋白多糖提取及定量测定方法
将软骨用生理盐水快速冲洗净，滤纸吸干水分、剪碎，然后分别装于小瓶中。按每100毫克软骨、1毫升4M盐酸胍的比例[6-7]，提取软骨中的蛋白多糖。将提取液置于4℃冰箱中，进行搅拌提取72小时。然后离心10分钟，取上清液行蛋白多糖定量分析。方法为考马氏亮蓝蛋白定量检测法[8]。检测仪器为上海第3分析仪器厂生产的723型可见分光光度计。检测波长600nM。
2 实验结果
2.1 对照组形态学观察
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2.1.1 大体标本
对照组膝关节软骨表面有光泽、微透明、软骨表面无龟裂、无溃疡。
2.1.2 光镜标本
HE染色：软骨基质呈粉红染、均匀、软骨细胞排列有序。表层细胞棱形近水平排列。中间层细胞圆形，散在分布。柱状层细胞呈柱状排列。潮线清晰，钙化软骨层细胞较大、散在分布。
甲苯胺蓝染色：软骨基质呈紫兰染、着色均匀。细胞排列情况同HE染色。
2.1.3 扫描电镜标本
对照组软骨在扫描电镜下表面呈波浪起伏、垄沟样结构。软骨表面无血管分布，无纤维裸露，亦无细胞可见。
2.2 实验组形态学观察
, 百拇医药
2.2.1 大体标本
实验组全部膝关节均无感染、无积液。关节软骨表面未见异常改变。
2.2.2 光镜观察
实验组膝关节灌注后即刻甲苯胺蓝染色的标本均表现有细胞排列无序，基质染色不均、淡染现象。
灌注后第1周末，实验组膝关节软骨甲苯胺蓝染色，细胞排列无序现象仍然存在，基质淡染、染色不均现象，在林格氏液组、生理盐水组和1.5%甘氨酸组与即刻相比，未见有明显恢复，5%甘露醇组与即刻取材比较，基质淡染程序减轻。
灌注后第2周末，4种液体灌注的膝关节软骨甲苯胺蓝染色、细胞排列无序及基质淡染现象较即刻与第1周末时有恢复，其中1.5%甘氨酸组与5%甘露醇组基质淡染情况恢复较明显，基本接近正常。
, 百拇医药 实验组灌注后第3周末，关节软骨在组织学、组织化学方面的改变均基本恢复正常。
2.2.3 扫描电镜观察、实验组4种灌洗液对膝关节灌注后即刻取材，关节软骨表面在扫描电镜下均显示垄沟状结构的明显变平。但无表面的裂隙性损伤及细胞、胶原纤维的裸露。
灌注后第3周末，林格氏液组和生理盐水组、关节软骨表面在扫描电镜下出现垄沟状结构，但较低平。1.5%甘氨酸组和5%甘露醇组软骨表面的垄沟状结构恢复正常。
2.3 蛋白多糖定量测定结果
以对照组软骨中蛋白多糖定量测定结果为100%，实验组在关节灌洗后不同阶段，软骨中蛋白多糖定量测定的结果分别以占对照组蛋白多糖定量测定结果的百分比值来表示。结果见图1。
图1 关节灌洗后软骨中蛋白多糖含量的改变
, 百拇医药
Fig. 1 Change of proteoglycan content in cartilage after irrigation
软骨中的蛋白多糖含量变化的情况，在灌注后即刻，实验组蛋白多糖含量均低于对照组。林格氏液组和生理盐水组降低程度大于1.5%甘氨组酸组与5%甘露醇组。灌注后1周末，实验组软骨中蛋白多糖的含量基本恢复正常，在部分实验组甚至超过对照组。
3 讨论
关节软骨是由软骨细胞、软骨基质所组成。软骨细胞合成、分泌基质。基质包括胶原和蛋白多糖。蛋白多糖是基质中的重要成分。它是由透明质酸和硫酸软骨素、硫酸角质素等氨基多糖组成的水化胶冻状的大分子物质[9，10]。蛋白多糖具有多种生理功能。其中，维持软骨的硬度和弹性，使胶原纤维和软骨细胞在软骨中的排列具有一定的形态，维持软骨组织的正常代谢是其主要的功能。关节镜术过程中关节灌注对关节软骨的主要影响，表现在蛋白多糖的丢失。
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本实验通过活体膝关节灌注，观察4种液体对膝关节软骨在组织学、组织化学、扫描电镜下软骨表面结构及软骨中蛋白多糖含量的影响。分析实验结果，我们初步观察到关节灌洗液对活体关节软骨的影响有以下一些特点。
(1)实验使用的4种关节灌洗液对关节软骨在组织形态学及生化学方面的影响是一过性的、可恢复的。鉴于对关节软骨表层(表面)没有造成裂隙性损伤，可以认为，单纯的关节灌洗，无论使用离子型溶液还是非离子型溶液，不会产生骨性关节炎。
(2)4种液体对活体关节灌注后即刻，关节软骨均产生了蛋白多糖的丢失。说明蛋白多糖很容易通过完整的活体软骨表面渗出。而且，离子型溶液对蛋白多糖的抽提作用大于非离子型溶液。这与国外离体实验文献报告一致[1，2，4]。灌注后第1周末，软骨蛋白多糖定量检测，实验组蛋白多糖含量均恢复正常，部分实验组蛋白多糖含量超过对照组。该现象的出现，可能是软骨细胞在蛋白多糖丢失的刺激下，代偿性合成、分泌增加有关。有文献报告，膝关节内注射IL-1后，第1、2天，软骨中蛋白多糖分解代谢增强，合成明显抑制。但第3天开始，蛋白多糖合成增加，并超过正常含量[11]。但灌注后第1周末，实验组软骨光镜下，基质染色不均、淡染现象仍然存在，可能与此期软骨细胞合成和分泌的蛋白多糖在质量、数量及功能上有别于正常软骨基质中的蛋白多糖有关。
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(3)关节灌注后第3周末，林格氏液组与生理盐水组灌注的膝关节软骨，电镜下其表面出现垄沟状结构，但较正常低平。而1.5%甘氨酸组和5%甘露醇组软骨表面垄沟状结构恢复正常。提示：离子型溶液对软骨表面结构的恢复时间长于非离子型溶液；软骨表面结构的恢复迟于软骨组织学与组织化学方面的恢复。
(4)关节软骨中的软骨细胞合成、分泌基质并以一定的排列方式包埋在基质中。基质的Ⅱ型胶原纤维组成无数个“网状拱形”薄壳结构，以分散外来的压力，减少局部压强，使软骨免受损伤[9]。软骨细胞的正常排列以及胶原纤维“网状拱形”结构的维持，软骨一定硬度及弹性的保持，均需要蛋白多糖这一大分子水化胶冻状物质的支撑。从关节灌注后，蛋白多糖丢失造成软骨基质染色不均、淡染及细胞排列无序现象的产生，更进一步证实了蛋白多糖的作用。
总结活体膝关节灌洗后，软骨在组织学、组织化学、扫描电镜下改变以及蛋白定量检测所表现出来的特点，我们建议：
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(1) 在行关节镜术关节灌洗时，应尽量选用非离子型溶液5%甘露醇、1.5%甘氨酸来代替离子型溶液林格氏液及生理盐水，以减少软骨中蛋白多糖丢失、缩短软骨恢复的时间。
(2) 关节镜术关节灌注后，如何制定膝关节的康复程序，尚未见报告。从关节灌注对兔关节软骨影响的结果分析，我们建议，在行膝关节镜术关节灌注后即刻至1周内，无论使用离子型溶液还是非离子型溶液，均应避免膝关节的负重。此期，膝关节可在去重(卧床)情况下，做关节的被动功能练习。因为，在这段时间内，软骨中蛋白多糖有丢失，可使软骨硬度与弹性下降，软骨变软，过早负重可加重软骨的损伤[1]。
灌注后第2周，软骨在组织学、组织化学方面的改变尚未完全恢复，特别是离子型溶液灌注的关节。此期，应限制膝关节负重，减少站立及步行的时间。
灌注后第3周，5%甘露醇组和1.5%甘氨酸组关节软骨在形态学及生化方面的改变均恢复正常，此期，关节可恢复正常的负重活动。由于林格氏液组和生理盐水组在扫描电镜下软骨表面尚未完全恢复正常，所以，用这二种液体灌注的膝关节恢复正常负重的时间还要长于3周。在这种情况下，关节内结构特别是关节软骨可能已经出现了损伤。因此，在临床上应用关节镜时，其灌注步骤对关节软骨的影响还有待进一步研究。
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4 参考文献
1.Reiner Gradinger, et al. Influence of Various Irrigation Fluids on Articular Cartilage. Arthroscopy 1995 Jun: 11(3)：263-9
2.Jurvelin-Js, et al. Effects of different irrigation liquids and times on articular cartilage: an experimental, biomechanical study. Arthroscopy 1994 Dec; 10(6)：667-72
3.S K Bulstra, et al. The Effect in Vitro of irrigating Solution on intact rat articular cartilage. J-Bone-Joint-Surg-Br 1994 Mary;76(3)：468-70
, 百拇医药
4.Netterville-JL, et al. Effect of various irrigating fluids on the ultrastructure of articular cartilage. Arthroscopy 1990；6(2)：104-11
5.Brian F, et al. Irrigating Solutions for Arthroscopy. J-Bone-Joint-Surg 1983 June;65(5)：629-631
6.N S Fedarko. Isolation and purification of proteoglycan. Experientia 1993(49)：369-372
7.薛延等.股骨头关节软骨蛋白聚糖和糖胺聚糖的研究.中华医学杂志 1990；70(11)：628
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8.方福德等.现代医学实验技巧全书(上册).北京医科大学 中国协和医科大学联合出版社，1995 第1版，551
9.曲绵域等.实用运动医学.北京科技出版社，1996，431-436
10.伏小兵，王德文.创伤修复基础.人民军医出版社，1997，102-103
11.Van-de-loo-AA, et al. Proteoglycan loss and subsequent replenishment in articular cartilage after a mild arthritic insult by IL-1 in mice. Agents-Actions 1994；(41)3-4：200-8, 百拇医药
单位：邱 平* 于长隆Δ 赵京元Δ 刘 燕Δ 张美荣Δ*山西医科大学第二附属医院康复医学科(太原030001)Δ北京医科大学运动医学研究所
关键词：灌洗；关节软骨
中国运动医学杂志980312
提要 使用林格氏液、生理盐水、1.5%甘氨酸和5%甘露醇进行兔活体膝关节灌注，旨在了解上述灌注液对活体关节软骨的影响，并且为关节镜检术后，膝关节康复程序的制定提供一定的实验依据。结果表明，关节灌注后即刻，软骨于光镜下均表现有细胞排列无序，基质淡染、染色不均。扫描电镜下软骨表面垄沟样结构明显变平。蛋白多糖定量测定，其含量低于对照组。离子型溶液对软骨的影响更为明显。灌注后3周，软骨组织学(HE)、组织化学(toluidine blue)改变以及蛋白多糖含量恢复正常，扫描电镜下，林格氏液与生理盐水灌注的膝关节软骨，其表面出现垄沟样结构，但较正常低平。结果提示：关节镜术关节灌洗时，应用非离子溶液，如5%甘露醇，可以减少蛋白多糖的丢失，加速软骨的恢复。根据关节灌注液对软骨影响后恢复的特点，建议关节灌注后，应采用合理的康复程序，逐步恢复关节的负重功能，以免加重软骨的进一步损伤。
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Influences of Various Irrigation Solution on Articular Cartilage
Qiu Ping*，Yu ChanglongΔ，Zhao JingyuanΔ,et al
*Department of the Rehabilitation Medicine of Second Hospital of Shanxi Medical University
ΔInstitute of Sports Medicine, Beijing Medical University
In this study, 36 rabbit knee joints were irrigated with the Ringer's solution, saline solution, 1.5% glycine and 5% meannitol in vivo. The purpose was to investigate the effects of various irrigation fluids on articular cartilage and to provide experimental basis for the rehabilitative program of knee joint after arthroscopy. The results showed as follows: right after irrigation, some changes have already existed in cartilage including disarrangement of chondrocytes and destaining in matrix under the microscopy. The cartilage surface structure became flat obviously under the SEM. The proteoglycan content in cartilage was lower than that of control group. Influence of ionic solution on cartilage was more severe than ion-free solution. Three weeks after irrigation, the changes of cartilage on histo-and histo-chemical and proteoglycan contents recovered. But cartilage surface in ionic solution group have small furrows compared with normal cartilage under the SEM. The results suggested that the ion-free solution such as 5% mannitol can reduce loss of the proteoglycan and shortten recovery process of cartilage after irrigation. Based on the findings after irrigation, a reasonable rehabilitative program should be taken to recover the load function of the knee joint in order to avoid further injury of articular cartilage.
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Keys words: irrigation, articular cartillage
关节内灌洗是关节镜手术不可缺少的步骤。但是，短时间大量灌洗液的使用，可以造成软骨基质中的主要成分蛋白多糖的丢失，可使蛋白多糖的合成受到抑制，亦可使软骨变软，软骨表面变得粗糙，在离子型溶液中更易发生。这种情况，国外文献已有报告[1～5]。但国外研究的方法多为离体软骨浸泡试验。关节灌洗液对活体软骨产生何种影响，关节镜检后，关节能否立即负重，如何制定镜检术后的康复程序，尚未见报道。为此，我们使用4种灌洗液，其中包括国外推荐使用的灌洗液，5%甘露醇、1.5%甘氨酸、林格氏液及北京地区多数医院常使用的生理盐水，进行兔活体膝关节灌注，旨在了解上述几种灌洗液对活体膝关节软骨的影响并为关节镜检术后，膝关节康复程序的制定提供一定实验依据。
1 材料和方法
应用纯种6月龄的新西兰白兔18只，膝关节36个。随机分为实验组(16只)和对照组(2只)。实验组随机均分为4组(每组4只)，分别使用林格氏液，生理盐水、1.5%甘氨酸、5%甘露醇进行膝关节灌注，并于灌注后即刻，第1、2、3周末分4次取材，每次4只(每组1只)。观察手段包括软骨的组织学(HE)、组织化学(Toluidine blue)以及扫描电镜(SEM)检查。生化方面的观察包括蛋白多糖(PG)的定量分析。对照组兔膝关节不进行灌注，观察内容同实验组。实验动物分组见表1。
, 百拇医药
1.1 实验步骤
使用静脉复合麻醉法对兔行全身麻醉。麻醉后，将兔固定于手术台上，双膝伸直位。常规剃毛、消毒、铺巾。使用9号静脉穿刺针，于髌骨两侧进针，外侧为液体输入通道，内侧为液体流出通道。灌注时间根据临床关节镜手术的平均时间，每只膝关节灌注2小时，平均每膝灌注量约为500毫升。灌注完毕，每只兔肌注射20万单位青霉素，以防膝关节感染。
1.2 取材部位
膝关节股骨髁与部分滑车部位的软骨及软骨下骨做光镜及扫描电镜标本，将其余部位的软骨片除，进行软骨内蛋白多糖的定量分析。对照组膝关节软骨取材部位及检测内容同实验组。
1.3 实验标本的制作
1.3.1 光镜标本
标本取材后，固定于10%中性福尔马林溶液中，经10%甲酸脱钙、脱水、浸蜡包埋、做5μ厚蜡片，做HE及甲苯胺蓝染色。置光镜下观察。
, 百拇医药
1.3.2 扫描电镜标本
取材后的关节软骨，经戊二醛固定，蔗糖液冲洗，临界点干燥，金-铂喷后，置扫描电镜下观察。扫描电镜型号为日立S-450型，电镜只作对照、即刻及3周的标本。
1.3.3 蛋白多糖提取及定量测定方法
将软骨用生理盐水快速冲洗净，滤纸吸干水分、剪碎，然后分别装于小瓶中。按每100毫克软骨、1毫升4M盐酸胍的比例[6-7]，提取软骨中的蛋白多糖。将提取液置于4℃冰箱中，进行搅拌提取72小时。然后离心10分钟，取上清液行蛋白多糖定量分析。方法为考马氏亮蓝蛋白定量检测法[8]。检测仪器为上海第3分析仪器厂生产的723型可见分光光度计。检测波长600nM。
2 实验结果
2.1 对照组形态学观察
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2.1.1 大体标本
对照组膝关节软骨表面有光泽、微透明、软骨表面无龟裂、无溃疡。
2.1.2 光镜标本
HE染色：软骨基质呈粉红染、均匀、软骨细胞排列有序。表层细胞棱形近水平排列。中间层细胞圆形，散在分布。柱状层细胞呈柱状排列。潮线清晰，钙化软骨层细胞较大、散在分布。
甲苯胺蓝染色：软骨基质呈紫兰染、着色均匀。细胞排列情况同HE染色。
2.1.3 扫描电镜标本
对照组软骨在扫描电镜下表面呈波浪起伏、垄沟样结构。软骨表面无血管分布，无纤维裸露，亦无细胞可见。
2.2 实验组形态学观察
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2.2.1 大体标本
实验组全部膝关节均无感染、无积液。关节软骨表面未见异常改变。
2.2.2 光镜观察
实验组膝关节灌注后即刻甲苯胺蓝染色的标本均表现有细胞排列无序，基质染色不均、淡染现象。
灌注后第1周末，实验组膝关节软骨甲苯胺蓝染色，细胞排列无序现象仍然存在，基质淡染、染色不均现象，在林格氏液组、生理盐水组和1.5%甘氨酸组与即刻相比，未见有明显恢复，5%甘露醇组与即刻取材比较，基质淡染程序减轻。
灌注后第2周末，4种液体灌注的膝关节软骨甲苯胺蓝染色、细胞排列无序及基质淡染现象较即刻与第1周末时有恢复，其中1.5%甘氨酸组与5%甘露醇组基质淡染情况恢复较明显，基本接近正常。
, 百拇医药 实验组灌注后第3周末，关节软骨在组织学、组织化学方面的改变均基本恢复正常。
2.2.3 扫描电镜观察、实验组4种灌洗液对膝关节灌注后即刻取材，关节软骨表面在扫描电镜下均显示垄沟状结构的明显变平。但无表面的裂隙性损伤及细胞、胶原纤维的裸露。
灌注后第3周末，林格氏液组和生理盐水组、关节软骨表面在扫描电镜下出现垄沟状结构，但较低平。1.5%甘氨酸组和5%甘露醇组软骨表面的垄沟状结构恢复正常。
2.3 蛋白多糖定量测定结果
以对照组软骨中蛋白多糖定量测定结果为100%，实验组在关节灌洗后不同阶段，软骨中蛋白多糖定量测定的结果分别以占对照组蛋白多糖定量测定结果的百分比值来表示。结果见图1。
图1 关节灌洗后软骨中蛋白多糖含量的改变, 百拇医药
Fig. 1 Change of proteoglycan content in cartilage after irrigation
软骨中的蛋白多糖含量变化的情况，在灌注后即刻，实验组蛋白多糖含量均低于对照组。林格氏液组和生理盐水组降低程度大于1.5%甘氨组酸组与5%甘露醇组。灌注后1周末，实验组软骨中蛋白多糖的含量基本恢复正常，在部分实验组甚至超过对照组。
3 讨论
关节软骨是由软骨细胞、软骨基质所组成。软骨细胞合成、分泌基质。基质包括胶原和蛋白多糖。蛋白多糖是基质中的重要成分。它是由透明质酸和硫酸软骨素、硫酸角质素等氨基多糖组成的水化胶冻状的大分子物质[9，10]。蛋白多糖具有多种生理功能。其中，维持软骨的硬度和弹性，使胶原纤维和软骨细胞在软骨中的排列具有一定的形态，维持软骨组织的正常代谢是其主要的功能。关节镜术过程中关节灌注对关节软骨的主要影响，表现在蛋白多糖的丢失。
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本实验通过活体膝关节灌注，观察4种液体对膝关节软骨在组织学、组织化学、扫描电镜下软骨表面结构及软骨中蛋白多糖含量的影响。分析实验结果，我们初步观察到关节灌洗液对活体关节软骨的影响有以下一些特点。
(1)实验使用的4种关节灌洗液对关节软骨在组织形态学及生化学方面的影响是一过性的、可恢复的。鉴于对关节软骨表层(表面)没有造成裂隙性损伤，可以认为，单纯的关节灌洗，无论使用离子型溶液还是非离子型溶液，不会产生骨性关节炎。
(2)4种液体对活体关节灌注后即刻，关节软骨均产生了蛋白多糖的丢失。说明蛋白多糖很容易通过完整的活体软骨表面渗出。而且，离子型溶液对蛋白多糖的抽提作用大于非离子型溶液。这与国外离体实验文献报告一致[1，2，4]。灌注后第1周末，软骨蛋白多糖定量检测，实验组蛋白多糖含量均恢复正常，部分实验组蛋白多糖含量超过对照组。该现象的出现，可能是软骨细胞在蛋白多糖丢失的刺激下，代偿性合成、分泌增加有关。有文献报告，膝关节内注射IL-1后，第1、2天，软骨中蛋白多糖分解代谢增强，合成明显抑制。但第3天开始，蛋白多糖合成增加，并超过正常含量[11]。但灌注后第1周末，实验组软骨光镜下，基质染色不均、淡染现象仍然存在，可能与此期软骨细胞合成和分泌的蛋白多糖在质量、数量及功能上有别于正常软骨基质中的蛋白多糖有关。
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(3)关节灌注后第3周末，林格氏液组与生理盐水组灌注的膝关节软骨，电镜下其表面出现垄沟状结构，但较正常低平。而1.5%甘氨酸组和5%甘露醇组软骨表面垄沟状结构恢复正常。提示：离子型溶液对软骨表面结构的恢复时间长于非离子型溶液；软骨表面结构的恢复迟于软骨组织学与组织化学方面的恢复。
(4)关节软骨中的软骨细胞合成、分泌基质并以一定的排列方式包埋在基质中。基质的Ⅱ型胶原纤维组成无数个“网状拱形”薄壳结构，以分散外来的压力，减少局部压强，使软骨免受损伤[9]。软骨细胞的正常排列以及胶原纤维“网状拱形”结构的维持，软骨一定硬度及弹性的保持，均需要蛋白多糖这一大分子水化胶冻状物质的支撑。从关节灌注后，蛋白多糖丢失造成软骨基质染色不均、淡染及细胞排列无序现象的产生，更进一步证实了蛋白多糖的作用。
总结活体膝关节灌洗后，软骨在组织学、组织化学、扫描电镜下改变以及蛋白定量检测所表现出来的特点，我们建议：
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(1) 在行关节镜术关节灌洗时，应尽量选用非离子型溶液5%甘露醇、1.5%甘氨酸来代替离子型溶液林格氏液及生理盐水，以减少软骨中蛋白多糖丢失、缩短软骨恢复的时间。
(2) 关节镜术关节灌注后，如何制定膝关节的康复程序，尚未见报告。从关节灌注对兔关节软骨影响的结果分析，我们建议，在行膝关节镜术关节灌注后即刻至1周内，无论使用离子型溶液还是非离子型溶液，均应避免膝关节的负重。此期，膝关节可在去重(卧床)情况下，做关节的被动功能练习。因为，在这段时间内，软骨中蛋白多糖有丢失，可使软骨硬度与弹性下降，软骨变软，过早负重可加重软骨的损伤[1]。
灌注后第2周，软骨在组织学、组织化学方面的改变尚未完全恢复，特别是离子型溶液灌注的关节。此期，应限制膝关节负重，减少站立及步行的时间。
灌注后第3周，5%甘露醇组和1.5%甘氨酸组关节软骨在形态学及生化方面的改变均恢复正常，此期，关节可恢复正常的负重活动。由于林格氏液组和生理盐水组在扫描电镜下软骨表面尚未完全恢复正常，所以，用这二种液体灌注的膝关节恢复正常负重的时间还要长于3周。在这种情况下，关节内结构特别是关节软骨可能已经出现了损伤。因此，在临床上应用关节镜时，其灌注步骤对关节软骨的影响还有待进一步研究。
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