半月板的组织结构及功能是什么?导致半月板损伤的原理是什么？

半月板是膝关节的重要组成部分，如果没有其正常功能，膝关节会发生病理力分布和不稳定，对整体关节生物力学产生负面影响。由于半月板组织的无血管和细胞减少的性质，它一旦受损就具有愈合能力。尽管早在1923年就注意到半月板切除术的保守预后，许多外科医生仍然进行半月板的全部或部分切除以解决半月板撕裂。由于现代医学尚未找到有效的循证解决方案，这种管理选择仍然很受欢迎。

现在普遍认为，应尽一切努力修复和保留尽可能多的天然半月板组织。这种方法的改变导致引入了几种新的修复技术和策略来恢复半月板损伤个体的半月板功能。由于半月板组织的复杂表型，使用干细胞疗法进行组织再生可能是解决半月板撕裂的关键。半月板细胞和间充质干细胞 (MSCs) 的使用已被证明在半月板组织再生方面是有效的，但是半月板细胞的收获会导致供体部位的发病率不可接受，并且撕裂部位的细胞几乎没有软骨形成潜力。因此，大多数研究都集中在干细胞上，其中有合理数量的临床前数据，但临床数据有限。

MSCs因其具多潜能分化潜力，可同时向纤维软骨和关节软骨分化，且有强大增殖能力、免疫调节能力、来源方便、损伤性小、可移植、低免疫原性等优点。使其成为软骨组织修复应用方面重要种子细胞，为治疗半月板损伤治疗提供了新方向。

半月板组成结构

半月板由两个半月形结构组成，分为内侧和外侧部分，两者都是双相和纤维软骨。它们由致密的细胞外基质 (ECM) 组成，具有低细胞性和血管供应，仅向外部10-15%的组织。半月板在前根和后根处附着在胫骨平台上，是半月板韧带复合体的一部分，该复合韧带由内侧副韧带 (MCL)、横韧带、半月板韧带和半月板股韧带组成  (图1）。

MM，内侧半月板；PCL，后交叉韧带；LM，外侧半月板；ACL，前交叉韧带。

在半月板内，纤维、纤维和束根据组织区域以不同的模式排列。最里面的区域由小的无组织编织径向胶原原纤维组成，其结构类似于软骨，蛋白多糖含量更高。外部区域由缠绕在圆周方向的胶原原纤维和被称为“系带纤维”的径向取向的三维纤维阵列组成。图 2）。它们垂直于圆周胶原纤维，起源于关节囊，形成一个复杂的蜂窝网络。半月板与胫骨的根部附着点是更多类似韧带的结构，具有纤维软骨附着点。

半月板组织的生化成分为72%的水、22%的胶原蛋白、0.8%的糖胺聚糖 (GAG) 和0.012%的DNA。在半月板ECM中，外红-红区有更多的胶原蛋白I，而内白-白区有更多的胶原蛋白II 。半月板组织中存在大量蛋白聚糖，其中最丰富的是蛋白聚糖，其他包括双糖链蛋白聚糖、核心蛋白聚糖、纤维调节蛋白、润滑素和弹性蛋白。这些蛋白聚糖为半月板提供了其粘弹性、低摩擦力但强的表型。

半月板组织的细胞结构由椭圆形纤维软骨细胞和靠近外部区域的梭形成纤维细胞样半月板细胞组成，这些细胞通过长细胞延伸连接。存在于半月板内部区域的细胞是软骨细胞样的，并且更加圆润并嵌入ECM。在半月板的浅层区域内，所描述的另外一组细胞具有扁平的梭形形态，没有任何细胞延伸。这些被假定为具有再生能力的祖细胞。

半月板的功能

半月板通过传递关节反作用力、润滑、向软骨提供营养和吸收冲击，在正常膝关节力学和功能中发挥重要作用。在标准负重期间，施加到半月板的力称为“环向应力”。这些是由于半月板组织周围的胶原纤维排列将垂直轴向力转换为水平张力而产生的圆周力。当半月板发生径向变形时，胶原纤维之间也会产生类似的剪切力。半月板的楔形形状为扁平胫骨平台上的圆形股骨髁提供更好的关节和稳定性。内侧半月板也被证明对防止胫骨前移与前交叉韧带 (ACL) 一起具有相当大的贡献。

据推测，通过半月板组织内的微管系统，可以运输滑液，以通过将滑液压缩到软骨中来减少软骨表面的摩擦来滋养关节软骨 。半月板的另一个关键特征是本体感觉机械感受器的存在，其形式为位于半月板前角和后角的Pacinian小体和Ruffini末端，有助于关节位置感和传入感觉反馈。

重要的是要注意半月板的多种作用，并重点关注恢复其全部功能的干预措施。可以肯定的是，半月板的复杂表型与其复杂的功能一致。

导致半月板损伤的原理有哪些？

半月板损伤可能是急性的或退行性的，并且是由于中年和老年患者常见的宏观创伤或慢性重复磨损造成的。急性撕裂通常与创伤性事件有关，其中从股骨髁到胫骨平台的半月板施加了压力、剪切力和旋转力的组合。急性撕裂分为不同的模式：纵向、径向和水平，这些可以发展为更复杂的撕裂。在某些情况下，撕裂可能会使组织移位，并可能卡在股骨髁之间，从而将膝关节锁定在屈曲状态。随着时间的推移，退行性半月板病变会逐渐发生，通常与骨关节炎 (OA) 。

数据表明，退行性撕裂的发生率比之前认为的要高，因为许多撕裂仍然无症状。退行性撕裂更常见于内侧半月板的后角，是水平劈裂或皮瓣撕裂，伴有一些组织破坏因素。除了泪液形态外，评估半月板的整体位置也很重要。半月板的挤压可能与某些类型的撕裂同时发生，特别是根部和径向撕裂，并且通常发生在OA的退行性病变中。

半月板撕裂的愈合潜力很大程度上取决于撕裂位置。半月板被描述为具有内部的白-白无血管区和外部的红-红色血管区。在这些之间是一个红白区域，但仍有一定程度的血管分布（图 3）。由于血液供应不足，涉及内部区域的眼泪具有最小的愈合潜力。

当受伤时半月板功能受损时，膝关节的生物力学就会紊乱。关节中软骨的压力增加，这可能导致软骨损失、骨质变化和OA进展。研究甚至表明由于半月板功能丧失导致骨小梁变异。在半月板挤压的情况下，半月板不再吸收箍应力，关节空间缩小，发生骨髓病变的可能性增加。

半月板损伤如何治疗？

对于半月板损伤的治疗，目前临床上以保守治疗和手术治疗为主。由于半月板是缺乏血液供应的纤维软骨。因此，除极少数血液供应丰富的边缘部分损伤后在石膏、支具等制动的情况下可以自行愈合外，绝大部分的病人不经过相应的手术处理是不可能愈合的。

大家也不要寄希望于内服或外用药物治好，目前还没有一种药物对半月板损伤的愈合有效，理疗等方法也不能从根本上来治愈半月板损伤。只要身体情况允许，几乎所有的半月板损伤都需要采取关节镜下手术治疗。

但手术治疗因其不能从根本上恢复患者已经受损的软骨，且受到身体素质和年龄的限制，适合年龄50岁以下人群，并且治疗过程中的不确定性以及手术过程中对患者造成的创伤，容易对患者身体造成非常大的伤害。

近年来，随着再生医学技术的突破性进展，干细胞治疗半月板损伤成为研究新热点和新选择。 

随着再生医学技术的发展，干细胞凭借其直接分化，免疫调节，抗炎等特性在膝骨关节炎治疗中占据重要地位。

干细胞作为一种具备高度分化能力的细胞，能够修复人体的各种组织。特别是对膝骨关节修复、软骨愈合及创伤后炎症等方面，它能在体内微环境作用下主动迁移至受损部位进行修复重建，促进受损的软骨重生。与此同时，它可以分泌多种具有调节免疫和抗炎作用的细胞因子，来缓解骨关节炎的临床症状，为从根本上治愈骨关节炎提供了可能。

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