关节软骨损伤及修复生物学表达及影像定量测定的基础研究

关节软骨早期病变的诊断、软骨损伤后的修复治疗及其效果监测是临床急需解决的问题，目前缺乏直接有效和定量学影像检查方法。本研究拟对软骨损伤和各种修复手段的动物模型之研究，对动物模型中软骨早期损伤、三种不同软骨损伤修复模型中代表软骨基质损伤的生物学标志物及各种细胞因子（CTX-Ⅱ、YKL-40、COMP及TNF-α、TGF-β、IL-6、BMP）进行定量测定，同时利用磁共振软骨糖胺聚糖浓度成像、弥散加权技术和投影重建成像等新技术，对软骨形态及信号变化前后的软骨基质糖胺多糖浓度、探测弥散率增加区域研究软骨基质改变，以及以弛豫时间不同为基础区分纤维软骨与透明软骨等，对其进行定量测定评估，分析软骨生物学标志物、各种细胞因子及磁共振定量指标之间的相关性，评估各种定量检查对软骨损伤诊断的准确性，监测软骨治疗的有效性，以期为今后指导临床选择适当的治疗手段及无创性监测软骨治疗效果打下基础。

关节软骨早期病变的诊断、软骨损伤后的修复治疗及其效果监测是临床急需解决的问题，目前缺乏直接有效和定量学影像检查方法。本项目拟对软骨损伤和各种修复手段进行研究，对动物模型中软骨早期损伤、软骨损伤修复模型中代表软骨基质损伤的生物学标志物及各种细胞因子（CTX-Ⅱ、COMP、BMP-2）进行定量测定，同时利用磁共振T1WI、T2mapping和T2*mapping对正常软骨及损伤软骨进行定量评估，分析软骨生物学标志物、各种细胞因子及磁共振定量指标之间的相关性，评估各种定量检查对软骨损伤诊断的准确性，监测软骨治疗的有效性，以期为今后指导临床选择适当的治疗手段及无创性监测软骨治疗效果打下基础。.本研究项目主要包括两方面：1、人的正常关节软骨及退变的影像定量评价；2、实验动物关节软骨损伤定量影像学及生物学变化研究。.1、本项目对人的关节正常及软骨退变进行了研究。得出了青少年组、中年组及老年组胫股关节软骨的T2、T2*值依次增大，并且具有显著相关性。同时对正常人及轻度、中度关节炎患者的膝关节软骨进行了定量评价，得到了T1弛豫值和T2弛豫值分别随着关节炎程度的加重而减低和增大。因此，正常人及关节炎膝关节软骨T1WI、T2mapping及T2*mapping研究可以为关节软骨早期病变的诊断提供相似的参考价值，T2值相对更加敏感，同时可望实现影像学定量评价与传统非定量评分相结合用于早期关节软骨的评估。.2、本项目对动物关节软骨损伤、软骨修复的影像学定量评价及生物学相关因子的生物学分析。我们采用改良Hulth法分别诱导了兔及犬的关节炎模型，展现了骨关节炎软骨退变从早期的代偿性增生到失代偿后软骨细胞和基质减少的全过程。利用Mankin评分界定了实验性骨关节炎早中晚期的分期，为后续软骨修复研究提供了一定的实验理论基础。另外我们也采用了微骨折法制作了兔膝关节软骨损伤模型。通过测量T2和T2*值，进行定量评价，同时通过测量血清中的BMP-2、COMP、CTX-II含量测定，分析了关节软骨修复过程中的影像学参数及血清因子的变化，结果显示血清中BMP、CTX-Ⅱ、COMP含量能反映不同时间点软骨的进展，并且与T2和T2*具有一定的相关性。从而实现了影像学及生物学标记对软骨损伤修复的动态监测。在犬的骨关节炎模型中，对关节不同分区软骨进行T2*定量评价，结果发现深层关节软骨与浅层关节软骨T2* 值存在差

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