引用本文： 苏文珍, 林永杰, 王国伟, 耿震, 王正宇, 侯大龙, 索贝贝. 体外冲击波联合富血小板血浆注射治疗膝关节骨关节炎的前瞻性临床对比研究. 中国修复重建外科杂志, 2019, 33(12): 1527-1531. doi: 10.7507/1002-1892.201905007 复制
膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是一种退行性疾病，多发生于中老年人群，临床表现为膝关节肿胀、疼痛及功能障碍，严重影响患者日常生活。目前临床主要采用药物、运动干预或手术等方法治疗 KOA，但由于患者年龄多偏大，常伴有诸多并发症，无法耐受长期服药导致的一系列副作用，临床疗效不甚理想，亟待探索新的治疗方法[1]。关节穿刺注射富血小板血浆（platelet-rich plasma，PRP）是近年兴起的治疗手段，在治疗 KOA 方面发挥了一定作用，但部分患者治疗后仍感疼痛，最终选择手术治疗。体外冲击波疗法是一种非侵入性治疗方法[2]，能缓解或消除 KOA 局部疼痛，具有无创、操作简便、副作用少、治疗费用低等优点[3]。基于上述研究背景，我们进行了前瞻性临床对比研究，探讨体外冲击波联合膝关节腔穿刺注射自体 PRP 治疗 KOA 的疗效及优势，为临床治疗 KOA 提供参考。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 参照中华医学会骨科分会制定的 KOA 诊断标准确诊的单膝 KOA；② Kellgren-Lawrence（K-L）分级为Ⅰ、Ⅱ级；③ 疼痛以内侧间室为重；④ 年龄>40 岁；⑤ 治疗前 1 个月内未接受手术及有创操作；⑥ 能积极配合医护人员完成治疗；⑦ 患者自愿参与研究并签订知情同意书。排除标准：① 风湿性关节炎或类风湿性关节炎；② 伴痛风性关节炎；③ 伴损伤性膝关节病；④ 伴膝关节严重畸形（膝关节内、外翻畸形>5°）；⑤ 精神疾病患者。
以 2015 年 6 月—2018 年 6 月于山东省立第三医院骨科门诊治疗的 KOA 患者作为研究对象，其中 180 例符合选择标准纳入研究。采用随机数字表法将患者分为 3 组，每组 60 例。A 组采用膝关节腔穿刺注射自体 PRP，B 组采用体外冲击波治疗，C 组采用体外冲击波联合膝关节腔穿刺注射自体 PRP 治疗。
1.2 一般资料
A 组：男 21 例，女 39 例；年龄 45～66 岁，平均 57.4 岁。病程 24～47 个月，平均 37.0 个月。左膝 35 例，右膝 25 例。K-L 分级：Ⅰ级 44 例，Ⅱ级 16 例。
B 组：男 20 例，女 40 例；年龄 47～68 岁，平均 58.6 岁。病程 25～45 个月，平均 35.6 个月。左膝 34 例，右膝 26 例。K-L 分级：Ⅰ级 48 例，Ⅱ级 12 例。
C 组：男 19 例，女 41 例；年龄 47～69 岁，平均 59.7 岁。病程 26～47 个月，平均 37.6 个月。左膝 32 例，右膝 28 例。K-L 分级：Ⅰ级 46 例，Ⅱ级 14 例。
3 组患者年龄、性别、病程、侧别及 K-L 分级比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。
1.3 治疗方法
A 组：首先抽取自身肘前静脉血 40 mL，采用梯度离心法将血液分成 3 层，底层为红细胞，最上层上清液为乏血小板血浆，两层交接处即 PRP。患者取坐位屈膝 90°，扪及股骨、髌骨和胫骨位置，以 3 块骨围成的三角间隙中心点（膝眼）为进针点。局麻下应用 5 mL 注射器于膝眼处刺入 2.0～2.5 cm，注气无阻力、回抽无积液（如有积液可抽出）后，注射 PRP 4 mL，每周 1 次，注射 5 次为 1 个疗程。
B 组：采用 MASTERPULSMP-100 型体外冲击波治疗机（STORZ 公司，瑞士）进行治疗。冲击波焦点采取 X 线片结合痛点定位，X 线片定位一般选取膝关节骨质增生部位，冲击波焦点注意避开大血管及神经，能流密度为 0.12～0.20 mJ/mm2，每次治疗冲击 1 000～2 000 次，每周 1 次，治疗 5 次为 1 个疗程。
C 组：参照 A、B 组方法，先行膝关节腔穿刺注射自体 PRP，10 min 后行体外冲击波治疗，每周 1 次，治疗 5 次为 1 个疗程。
1.4 疗效评价指标
治疗前及首次治疗后第 1、3、5 周，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）、Lequesne 指数评分、美国西部 Ontario 与 McMaster 大学骨关节炎指数评分（WOMAC）及膝关节活动度评定膝关节疼痛和功能情况。由 2 名经过统一培训人员进行疗效评定，采用 Kappa 检验一致性，Kappa 值为 0.857 提示评价结果一致，最终取均值进行分析。
1.5 统计学方法
采用 SPSS18.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 Dunnett-t 检验；同组治疗前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
3 组患者治疗后膝关节疼痛缓解、关节功能恢复，第 1、3、5 周 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分及膝关节活动度与治疗前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；随治疗时间延长，VAS 评分、Lequesne 指数评分和 WOMAC 评分逐渐降低（P<0.05），但膝关节活动度各时间点间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。
治疗前 3 组间 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分及膝关节活动度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。治疗后第 1、3、5 周，C 组上述 3 项评分明显优于 A、B 组，B 组优于 A 组，差异均有统计学意义（P<0.05）；但 3 组间膝关节活动度差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1～4。
表1
3 组治疗前后膝关节 VAS 评分比较（n=60，
）
Table1.
Comparison of VAS scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, 
)
表2
3 组治疗前后膝关节 Lequesne 指数评分比较（n=60，
）
Table2.
Comparison of Lequesne Index scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, 
)
表3
3 组治疗前后膝关节 WOMAC 评分比较（n=60，
）
Table3.
Comparison of WOMAC scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, 
)
表4
3 组治疗前后膝关节活动度比较（n=60，
，°）
Table4.
Comparison of knee joint activity between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, 
, °)
3 讨论
KOA 是以软骨破坏、骨质增生以及关节滑膜、脂肪垫、半月板及韧带损伤为特点的慢性骨关节病[4]，病因尚未明确，目前普遍认为是力学和生物学因素共同作用结果，其发病机制与关节软骨、细胞外基质、软骨下骨合成、降解紊乱以及全身或局部免疫反应有关[5]。国内流行病学资料显示，40 岁以上人群原发性骨关节炎总体发病率为 46.3%，70 岁以上为 62.0%[6]。国外报道 75 岁以上人群中超过 80% 膝关节受累[7]。近年来，国内外发表了众多骨关节炎治疗指南，旨在缓解疼痛、阻止和延缓疾病进展、保护关节功能、提高患者生活质量。
PRP 含有丰富生长因子，包括 PDGF、TGF-β、FGF 等，这些生长因子能够募集软骨源性细胞刺激软骨增生，促进软骨基质合成[8]，并且在一定程度上对退变软骨的局部滑膜等软组织炎症起到抑制作用，调节膝关节局部微环境[9]，从而改善 KOA 症状。大量临床研究表明，采用 PRP 治疗 K-LⅠ、Ⅱ级 KOA 可取得较好疗效[10-13]。Zhang 等[14]报道 PRP 治疗 K-LⅠ、Ⅱ级 KOA 疗效较好，但对Ⅲ、Ⅳ级严重 KOA 无效。Han 等[15]比较了膝关节腔内注射 PRP 与玻璃酸钠注射液的疗效，发现 PRP 组患者 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分均显著优于玻璃酸钠组。目前，对于 PRP 促进软骨损伤修复的机制尚未完全阐明，普遍观点认为 PRP 释放的生长因子通过跨膜受体结合到细胞膜外表面，这些跨膜受体反过来诱导内源性细胞内信号蛋白活性，引起细胞增殖、血管生成、基质形成、胶原合成等的基因序列表达，加速了软骨修复。
膝关节疼痛的发病机制涉及关节局部问题，如滑膜炎、疼痛阈值降低和疼痛敏感等，以及中枢系统皮层反应等因素相互作用，共同影响患者疼痛感觉。体外冲击波治疗对骨关节系统的慢性炎性疾病，特别是缓解疼痛方面有良好疗效。体外冲击波镇痛机制包括：① 作用于神经或神经细胞压力敏感的离子通道，改变细胞膜离子流，进而改变兴奋性和刺激阈，这种诱发作用与冲击波空化作用直接相关。还有研究提示冲击波处理后，疼痛阈值显著增加，对疼痛有明显抑制作用，并且冲击波治疗通过使无髓鞘 C 纤维变性、有髓感觉运动纤维无显著变化，起到长期止痛效应[16]。② 冲击波可造成局部微血管扩张、通透性增加、血管生长因子增加、血管内皮增生，形成新的微血管，从而改善微循环，消除致痛物质。③ 冲击波通过反复强化刺激，重组病理反射模式，打破慢性疼痛的恶性循环，从而消除疼痛。④ 冲击波可影响炎性介质的表达，包括 NO、血管生长因子等血管活性物质以及致痛 P 物质、IL-1、TNF 等炎性介质均有不同程度升高，缓解关节内氧化应激损伤及炎性损伤，同时这些因子也启动了机体自我修复程序，促进局部细胞膜通透性增加及离子通道的大量开放，使细胞内外离子交换过程活跃，代谢分解产物最终被清除和吸收，使 KOA 的慢性炎症得到减轻或消退，临床疼痛症状亦得到有效控制[17]。
本研究结果显示，单纯体外冲击波或关节腔内注射 PRP 治疗Ⅰ、Ⅱ级 KOA，可改善患者膝关节功能、缓解疼痛，提高患者生活质量，与上述研究报道一致。但体外冲击波联合关节腔内自体 PRP 注射治疗后疗效明显优于单独治疗，首次治疗后第 1、3、5 周 C 组疼痛及功能评分明显优于 A、B 组。我们分析有两方面原因：一方面，体外冲击波能够促进膝关节血液循环[18]，能够更好地促进 PRP 的吸收；另一方面，体外冲击波联合 PRP 协同影响炎性介质的表达，从而改善炎症症状。
综上述，体外冲击波联合关节腔内注射自体 PRP 治疗 KOA 具有协同作用，能显著缓解疼痛、改善功能、提高患者生活质量。但本研究仅观察了治疗后 5 周效果，其远期疗效需进一步随访。
作者贡献：苏文珍负责课题设计、项目实施、数据收集整理及统计分析、文章撰写，林永杰负责课题设计、项目实施，王国伟、耿震、王正宇、侯大龙、索贝贝负责病例收集、项目实施。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
机构伦理问题：研究方案经山东省立第三医院医学伦理委员会批准（KYLL-2019006）。
膝关节骨关节炎（knee osteoarthritis，KOA）是一种退行性疾病，多发生于中老年人群，临床表现为膝关节肿胀、疼痛及功能障碍，严重影响患者日常生活。目前临床主要采用药物、运动干预或手术等方法治疗 KOA，但由于患者年龄多偏大，常伴有诸多并发症，无法耐受长期服药导致的一系列副作用，临床疗效不甚理想，亟待探索新的治疗方法[1]。关节穿刺注射富血小板血浆（platelet-rich plasma，PRP）是近年兴起的治疗手段，在治疗 KOA 方面发挥了一定作用，但部分患者治疗后仍感疼痛，最终选择手术治疗。体外冲击波疗法是一种非侵入性治疗方法[2]，能缓解或消除 KOA 局部疼痛，具有无创、操作简便、副作用少、治疗费用低等优点[3]。基于上述研究背景，我们进行了前瞻性临床对比研究，探讨体外冲击波联合膝关节腔穿刺注射自体 PRP 治疗 KOA 的疗效及优势，为临床治疗 KOA 提供参考。报告如下。
1 临床资料
1.1 患者选择标准
纳入标准：① 参照中华医学会骨科分会制定的 KOA 诊断标准确诊的单膝 KOA；② Kellgren-Lawrence（K-L）分级为Ⅰ、Ⅱ级；③ 疼痛以内侧间室为重；④ 年龄>40 岁；⑤ 治疗前 1 个月内未接受手术及有创操作；⑥ 能积极配合医护人员完成治疗；⑦ 患者自愿参与研究并签订知情同意书。排除标准：① 风湿性关节炎或类风湿性关节炎；② 伴痛风性关节炎；③ 伴损伤性膝关节病；④ 伴膝关节严重畸形（膝关节内、外翻畸形>5°）；⑤ 精神疾病患者。
以 2015 年 6 月—2018 年 6 月于山东省立第三医院骨科门诊治疗的 KOA 患者作为研究对象，其中 180 例符合选择标准纳入研究。采用随机数字表法将患者分为 3 组，每组 60 例。A 组采用膝关节腔穿刺注射自体 PRP，B 组采用体外冲击波治疗，C 组采用体外冲击波联合膝关节腔穿刺注射自体 PRP 治疗。
1.2 一般资料
A 组：男 21 例，女 39 例；年龄 45～66 岁，平均 57.4 岁。病程 24～47 个月，平均 37.0 个月。左膝 35 例，右膝 25 例。K-L 分级：Ⅰ级 44 例，Ⅱ级 16 例。
B 组：男 20 例，女 40 例；年龄 47～68 岁，平均 58.6 岁。病程 25～45 个月，平均 35.6 个月。左膝 34 例，右膝 26 例。K-L 分级：Ⅰ级 48 例，Ⅱ级 12 例。
C 组：男 19 例，女 41 例；年龄 47～69 岁，平均 59.7 岁。病程 26～47 个月，平均 37.6 个月。左膝 32 例，右膝 28 例。K-L 分级：Ⅰ级 46 例，Ⅱ级 14 例。
3 组患者年龄、性别、病程、侧别及 K-L 分级比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。
1.3 治疗方法
A 组：首先抽取自身肘前静脉血 40 mL，采用梯度离心法将血液分成 3 层，底层为红细胞，最上层上清液为乏血小板血浆，两层交接处即 PRP。患者取坐位屈膝 90°，扪及股骨、髌骨和胫骨位置，以 3 块骨围成的三角间隙中心点（膝眼）为进针点。局麻下应用 5 mL 注射器于膝眼处刺入 2.0～2.5 cm，注气无阻力、回抽无积液（如有积液可抽出）后，注射 PRP 4 mL，每周 1 次，注射 5 次为 1 个疗程。
B 组：采用 MASTERPULSMP-100 型体外冲击波治疗机（STORZ 公司，瑞士）进行治疗。冲击波焦点采取 X 线片结合痛点定位，X 线片定位一般选取膝关节骨质增生部位，冲击波焦点注意避开大血管及神经，能流密度为 0.12～0.20 mJ/mm2，每次治疗冲击 1 000～2 000 次，每周 1 次，治疗 5 次为 1 个疗程。
C 组：参照 A、B 组方法，先行膝关节腔穿刺注射自体 PRP，10 min 后行体外冲击波治疗，每周 1 次，治疗 5 次为 1 个疗程。
1.4 疗效评价指标
治疗前及首次治疗后第 1、3、5 周，采用疼痛视觉模拟评分（VAS）、Lequesne 指数评分、美国西部 Ontario 与 McMaster 大学骨关节炎指数评分（WOMAC）及膝关节活动度评定膝关节疼痛和功能情况。由 2 名经过统一培训人员进行疗效评定，采用 Kappa 检验一致性，Kappa 值为 0.857 提示评价结果一致，最终取均值进行分析。
1.5 统计学方法
采用 SPSS18.0 统计软件进行分析。数据以均数±标准差表示，组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用 Dunnett-t 检验；同组治疗前后比较采用重复测量方差分析，两两比较采用配对 t 检验；检验水准 α=0.05。
2 结果
3 组患者治疗后膝关节疼痛缓解、关节功能恢复，第 1、3、5 周 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分及膝关节活动度与治疗前比较，差异均有统计学意义（P<0.05）；随治疗时间延长，VAS 评分、Lequesne 指数评分和 WOMAC 评分逐渐降低（P<0.05），但膝关节活动度各时间点间比较差异均无统计学意义（P>0.05）。
治疗前 3 组间 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分及膝关节活动度比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。治疗后第 1、3、5 周，C 组上述 3 项评分明显优于 A、B 组，B 组优于 A 组，差异均有统计学意义（P<0.05）；但 3 组间膝关节活动度差异均无统计学意义（P>0.05）。见表 1～4。
表1
3 组治疗前后膝关节 VAS 评分比较（n=60，）
Table1.
Comparison of VAS scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, )
表2
3 组治疗前后膝关节 Lequesne 指数评分比较（n=60，）
Table2.
Comparison of Lequesne Index scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, )
表3
3 组治疗前后膝关节 WOMAC 评分比较（n=60，）
Table3.
Comparison of WOMAC scores between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, )
表4
3 组治疗前后膝关节活动度比较（n=60，，°）
Table4.
Comparison of knee joint activity between pre- and post-treatment in 3 groups (n=60, , °)
3 讨论
KOA 是以软骨破坏、骨质增生以及关节滑膜、脂肪垫、半月板及韧带损伤为特点的慢性骨关节病[4]，病因尚未明确，目前普遍认为是力学和生物学因素共同作用结果，其发病机制与关节软骨、细胞外基质、软骨下骨合成、降解紊乱以及全身或局部免疫反应有关[5]。国内流行病学资料显示，40 岁以上人群原发性骨关节炎总体发病率为 46.3%，70 岁以上为 62.0%[6]。国外报道 75 岁以上人群中超过 80% 膝关节受累[7]。近年来，国内外发表了众多骨关节炎治疗指南，旨在缓解疼痛、阻止和延缓疾病进展、保护关节功能、提高患者生活质量。
PRP 含有丰富生长因子，包括 PDGF、TGF-β、FGF 等，这些生长因子能够募集软骨源性细胞刺激软骨增生，促进软骨基质合成[8]，并且在一定程度上对退变软骨的局部滑膜等软组织炎症起到抑制作用，调节膝关节局部微环境[9]，从而改善 KOA 症状。大量临床研究表明，采用 PRP 治疗 K-LⅠ、Ⅱ级 KOA 可取得较好疗效[10-13]。Zhang 等[14]报道 PRP 治疗 K-LⅠ、Ⅱ级 KOA 疗效较好，但对Ⅲ、Ⅳ级严重 KOA 无效。Han 等[15]比较了膝关节腔内注射 PRP 与玻璃酸钠注射液的疗效，发现 PRP 组患者 VAS 评分、Lequesne 指数评分、WOMAC 评分均显著优于玻璃酸钠组。目前，对于 PRP 促进软骨损伤修复的机制尚未完全阐明，普遍观点认为 PRP 释放的生长因子通过跨膜受体结合到细胞膜外表面，这些跨膜受体反过来诱导内源性细胞内信号蛋白活性，引起细胞增殖、血管生成、基质形成、胶原合成等的基因序列表达，加速了软骨修复。
膝关节疼痛的发病机制涉及关节局部问题，如滑膜炎、疼痛阈值降低和疼痛敏感等，以及中枢系统皮层反应等因素相互作用，共同影响患者疼痛感觉。体外冲击波治疗对骨关节系统的慢性炎性疾病，特别是缓解疼痛方面有良好疗效。体外冲击波镇痛机制包括：① 作用于神经或神经细胞压力敏感的离子通道，改变细胞膜离子流，进而改变兴奋性和刺激阈，这种诱发作用与冲击波空化作用直接相关。还有研究提示冲击波处理后，疼痛阈值显著增加，对疼痛有明显抑制作用，并且冲击波治疗通过使无髓鞘 C 纤维变性、有髓感觉运动纤维无显著变化，起到长期止痛效应[16]。② 冲击波可造成局部微血管扩张、通透性增加、血管生长因子增加、血管内皮增生，形成新的微血管，从而改善微循环，消除致痛物质。③ 冲击波通过反复强化刺激，重组病理反射模式，打破慢性疼痛的恶性循环，从而消除疼痛。④ 冲击波可影响炎性介质的表达，包括 NO、血管生长因子等血管活性物质以及致痛 P 物质、IL-1、TNF 等炎性介质均有不同程度升高，缓解关节内氧化应激损伤及炎性损伤，同时这些因子也启动了机体自我修复程序，促进局部细胞膜通透性增加及离子通道的大量开放，使细胞内外离子交换过程活跃，代谢分解产物最终被清除和吸收，使 KOA 的慢性炎症得到减轻或消退，临床疼痛症状亦得到有效控制[17]。
本研究结果显示，单纯体外冲击波或关节腔内注射 PRP 治疗Ⅰ、Ⅱ级 KOA，可改善患者膝关节功能、缓解疼痛，提高患者生活质量，与上述研究报道一致。但体外冲击波联合关节腔内自体 PRP 注射治疗后疗效明显优于单独治疗，首次治疗后第 1、3、5 周 C 组疼痛及功能评分明显优于 A、B 组。我们分析有两方面原因：一方面，体外冲击波能够促进膝关节血液循环[18]，能够更好地促进 PRP 的吸收；另一方面，体外冲击波联合 PRP 协同影响炎性介质的表达，从而改善炎症症状。
综上述，体外冲击波联合关节腔内注射自体 PRP 治疗 KOA 具有协同作用，能显著缓解疼痛、改善功能、提高患者生活质量。但本研究仅观察了治疗后 5 周效果，其远期疗效需进一步随访。
作者贡献：苏文珍负责课题设计、项目实施、数据收集整理及统计分析、文章撰写，林永杰负责课题设计、项目实施，王国伟、耿震、王正宇、侯大龙、索贝贝负责病例收集、项目实施。
利益冲突：所有作者声明，在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突。
机构伦理问题：研究方案经山东省立第三医院医学伦理委员会批准（KYLL-2019006）。
