文摘

治疗前交叉韧带(ACL)损伤在儿童和青少年是具有挑战性的。临床前和临床研究调查ACL修复技术只是不成熟的学科。然而,关节内的bioenvironment ACL撕裂后尚未定义只是不成熟的患者。本研究的目的是测量滑液中细胞因子浓度青少年人口。滑液il - 1的水平β、IL-1ra、il - 6、引发、il - 10和TNF -α测定17个青少年患者(15男孩)ACL的眼泪谁经历了ACL重建包括急性(5)、亚急性(7)和长期(5)阶段。股骨生长板被归类为“开放”在三个病人,在八个“关闭”,“关闭”6。11例ACL撕裂半月板撕裂。意味着Tegner和Lysholm分数( )的所有患者8±1和50.76±26日分别。引发,肿瘤坏死因子-α,il - 1β水平明显更大的“开放”phy患者。IL-1ra和il - 1β水平明显高于患者ACL撕裂半月板撕裂。可怜的Lysholm分数与il - 6和il - 10水平升高有关。积极与il - 6和il - 10水平引发的水平,而TNF -α浓度与il - 6水平负相关。只是不成熟的半月板撕裂患者细胞因子和开放的生长板有一个特点特别是高浓度的促炎细胞因子包括引发,TNF -α,il - 1β。这幅图表明ACL眼泪可以促进一个关节内的降解反应在青少年患者比一般成人主题报告。研究缺乏与滑膜样本的比较健康只是不成熟的膝盖由于道德原因。总的来说,这些数据有助于更好地了解青少年的关节内的bioenvironment ACL损伤。

1。介绍

增加儿童和青少年(只是不成熟)参与体育竞赛项目的相关损伤的数量增加(1]。说明,最近美国高中运动员的流行病学研究表明,膝盖是最常见的严重受伤的网站(29%),与特定韧带撕裂的发生率(45.4%)(2]。美国保险数据的分析显示,6.7%的伤害都是前交叉韧带(ACL)眼泪5-18-year-old足球运动员。此外,ACL损伤显著增加在过去年11-18-year年龄范围(3]。

理想只是不成熟的患者治疗前交叉韧带撕裂仍然是有争议的。手术治疗风险可能导致增长逮捕和不对称骺增长;这种可能性,因此,可能会推迟干预直到病人临近骨骼成熟度(4,5]。手术重建被公认是优于非侵入性治疗,但它有一个很高的失败率。非侵入性治疗的患者开骺通常是避免因为它可能需要青少年完全停止运动。意想不到的后果,ACL延迟手术治疗的不足包括软骨的退化,随后的半月板损伤,早期出现骨关节炎(OA) [6- - - - - -8]。

尽管ACL重建恢复关节稳定性,降低了半月板和关节软骨损伤的风险,手术OA进展的影响尚不清楚。在12年的随访研究中,103名女性足球运动员(平均年龄19年)提出了一种高发病率的ACL后膝OA撕裂和重建与侧膝盖相比(51%)(8%)9]。

此类伤害刺激滑膜液分解代谢的物种的大量增加,有助于进步软骨破坏(10- - - - - -12]。高水平的促炎interleukin-8(引发)、白细胞介素- 6 (il - 6)、肿瘤坏死因子-α(肿瘤坏死因子-α)和低水平的保护白细胞介素- 10”(il - 10)和interleukin-1受体拮抗剂(IL-1ra)中描述的滑液的成人急性或慢性ACL流泪,值得支持的重要作用,这些物种在创伤后OA (13- - - - - -16]。相比之下,滑膜环境ACL损伤后只是不成熟的患者基本上仍未定。

治疗前交叉韧带的潜力是在骨科研究中最著名的和有争议的话题。维护本机的可行性ACL组织相比,可用重建关节镜技术的成功是一个有趣的辩论的对象17- - - - - -19]。混杂因素是儿科人口不同的肌肉骨骼特征相比,成人(20.- - - - - -22]。特别是,实验模型显示更高的ACL功能愈合只是不成熟的实验动物使用更有效应对ACL事务(19,23]。只是不成熟的患者具有高生物ACL细胞活性(24),但ACL损伤后关节内的炎性环境尚未定义在这个人口。

本研究的目的是评估相关的浓度资料膝盖滑膜细胞因子(il - 1β、IL-1ra、il - 6、引发、il - 10和TNF -α)在一个受伤的青少年人口相对于时间从创伤,生长板的成熟度,半月板撕裂的存在与否。

2。方法

2.1。主题

17例(15个男性和2女性;15.76±1.52岁)参加这个回顾性研究2005年至2011年执行。入选标准(i)年龄小于18年,(ii)谭纳从3到4,和(3)认证的ACL撕裂资深整形外科医生根据体检,射线照片,膝盖,MRI和关节镜检查。排除标准(i)以前的膝盖感染史,伤害,或手术;(2)炎症或关节炎的疾病;(3)系统性炎症时收集的样本;(四)韧带损伤;(v)物理康复计划包括受伤的膝盖;和(vi)以前的关节内注射的药物。生长板成熟度评估在前后膝盖射线照片。 Femoral growth plates were classified into three types including (i) open, (ii) closing, and (iii) closed (Figure1)[25]。弗西斯定义关闭当地区的开放和封闭phy都观察到的射线照片(26]。

在关节镜手术,同样的高级整形外科医生评估关节软骨和半月板损伤。软骨的地位是评估使用外大桥评分系统:(0)正常软骨,软骨软化(我),(2)软骨纤维性颤动或裂隙< 1.25厘米面积,(3)裂缝涉及> 1.25厘米,和(IV)软骨下骨暴露(27]。

所有患者临床评估使用Lysholm得分和Tegner活动规模时的关节穿刺术(28]。Lysholm分数范围从0到100分,是一个定义的规模多大程度上膝盖疼痛在管理日常生活的能力有影响。得分高于95被认为是优秀的,84年到94年是好的,65年到83年是公平的,不到65年差(29日]。Tegner活动量表评估患者的活动水平在膝伤的数值规模从一个活动水平0(病假由于膝盖问题)到10(在一个非常高的竞技体育水平)。

协议被当地的人类研究伦理委员会批准,符合WMA赫尔辛基宣言》阐述的原则。每个病人的父母双方签署书面知情同意。

2.2。样品

膝盖关节穿刺术的无菌没有灌洗的时候第一个评价或初的关节镜手术。由于道德原因,我们没有获得伦理委员会批准的滑液从侧膝盖受伤。离心后3000 ,滑液收集在试管中EDTA和存储−80°C到化验(15,30.]。样本分析白介素- 1 (IL)β、IL-1ra、il - 6、引发、il - 10和肿瘤坏死因子(TNF)α使用特定的夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)根据制造商的指示(il - 1βIL-1ra, il - 10, TNF -α来自研发系统、明尼阿波利斯、锰;圣地亚哥il - 6和引发eBioscience CA,美国)。

作为第一阶段的数值分析,数据分类科目的基础上(i)孤立的ACL撕裂和(2)ACL撕裂半月板撕裂,为了建立半月板撕裂的影响在膝关节滑液细胞因子模式。

在第二阶段的数值分析中,数据被分为三组根据创伤之间的时间和样品收集,特别是(我)急性组(0和伤后48 h之间),(2)亚急性组(伤后3天至3个月),和(3)慢性组伤后(超过3个月)。

2.3。统计分析

统计分析了使用SPSS(22.0版)。正常的数据分布被Jarque-Bera测试评估。生长板的成熟度的影响(即。,open, closing, and closed), time from trauma (i.e., acute, subacute, and chronic), type of ACL injury (i.e., isolated, associated with meniscal tear), and Lysholm score (i.e., poor, fair, and good) on cytokine concentrations were assessed on the basis of generalized linear models with (i) cytokine concentrations as dependent variables; (ii) growth plate maturity, time from trauma, meniscal tear, and Lysholm score as predictive factors; and (iii) age and sex as covariates.

各种生化指标之间的相关性进行评估的意义使用非参数斯皮尔曼等级相关系数测试。所有统计测试的值 被认为是具有统计学意义。

图2报告流程图与病人的特征、纳入和排除标准,细胞因子评估,并统计分析。

3所示。结果

3.1。主题

17个病人中,ACL泪水的结果(我)运动损伤( ),(2)vehicle-related碰撞( )和(iii)各种各样的娱乐活动( )。病人也根据排序(我)急性前交叉韧带撕裂( ),(2)亚急性ACL眼泪( ),(3)慢性ACL眼泪( )。

平均Tegner得分8±1 ( ;范围6 - 10),关节穿刺术的此刻Lysholm分数为50.76±26日( ;范围5 - 88)。

手术的时候,六名病人(35%)被证实一个孤立的ACL撕裂和11名患者(65%)ACL撕裂半月板损伤。

15个患者关节表面完好无损,没有迹象表明软骨的病理分级外大桥年级0时,有一个二级的病人。一个ACL撕裂与半月板损伤患者提供了一个接触的软骨下骨骨软骨病变分为外大桥年级第四。病人详细信息表进行了总结1。

3.2。时间的影响,生长板成熟,半月板撕裂,在细胞因子的表达和临床评分在青春期前交叉韧带撕裂

六个细胞因子的浓度的ELISA测定所有青少年患者的膝关节滑液。生长板的成熟度的影响,从创伤,半月板撕裂,Lysholm得分表对细胞因子水平2和图3。生长板成熟显示了重大积极影响引发的水平( )、肿瘤坏死因子-α水平( ),il - 1β水平( )(表2)。高细胞因子浓度滑膜患者样本中发现了一个开放的弗西斯(图3)。创伤的时间没有显著影响细胞因子水平分析了青少年群体的病人(表2)。半月板撕裂与ACL撕裂导致更高水平的IL-1ra ( )和il - 1β( )(表2和图3)。此外,Lysholm分数负相关与il - 6 ( )和il - 10的水平( ),如贫穷导致Lysholm规模与更高水平的有关这些细胞因子(图3)。

3.3。细胞因子之间的相关性在青少年的膝盖

在青少年患者中,滑液细胞因子水平不受到创伤(表的时间2);因此,样品被认为是作为一个群体。二元突出显示滑膜细胞因子之间的相关性与白介素(il - 10的正相关 , 与引发)和( , ),而TNF -α是负相关,il - 6 ( , )。统计分析并没有显示任何其他细胞因子之间的相关性。

4所示。讨论

不同的技术被用来治疗儿童和青少年患者ACL损伤的相互矛盾的结果(31日]。描述细胞因子浓度资料在儿科人口与ACL撕裂可能有助于澄清我们对影响因素的理解的结果提出ACL重建ACL重新插入或缝合的手术技术。

在这项研究中,我们观察到患者il - 6水平上升最严重的临床特征(Lysholm分数而言)。在以前的科学出版物,高水平的il - 6已报告在成人患者症状半月板流泪,表明il - 6可能是参与疼痛的一代;il - 6也参与软骨降解过程和关节炎的发展(32]。滑膜的il - 6水平高、MCP-1已经被提议作为潜在的生物标记物或膝盖关节镜的临床结果的预测因素在成人(32,33),我们得到的结果,一群年轻的人口可能支持这一假设。

有趣的是,il - 10水平高最严重的患者临床特征和积极的il - 10、il - 6之间的相关性已经注册。强有力地抑制monocyte-macrophage函数由细胞因子il - 10允许考虑这一个保护性因素;正相关,il - 6可能表明,抗炎介质被释放,以控制炎症过度。同样,il - 10水平也与那些引发对软骨细胞产生一种内在的分解代谢的影响(34,35),确认反对il - 6和il - 10有调节函数引发(36,37]。引发之间的正相关,il - 10之前报道在成人患者ACL眼泪(13]。

滑膜的促炎细胞因子水平引发,TNF -α,il - 1β尤其升高患者的股弗西斯开放。一个可能的解释是,ACL撕裂诱发青少年患者的关节内分解代谢的反应比成人主题报告。还需要进一步的研究来确定生长板的发展阶段是行列式的关节内的炎症反应程度的创伤性膝关节损伤。临床和动物实验还需要澄清的临床意义。

我们所知,这是第一个研究来分析青少年患者细胞因子浓度受伤的膝盖。我们的研究结果强调高水平的促炎和抗炎细胞因子。先前的研究只在成人细胞因子浓度测量。考虑我们之前的数据相同的细胞因子浓度测量方法技术,我们可以尝试确定细胞因子中的一些差异在成年人与青少年相比。

特别是,我们发现il - 6,引发(促炎)、il - 10, IL-1ra(保护性因素)浓度的青少年比成年人高。il - 6和引发被认为是一个重要的角色在软骨变性和骨关节炎(OA)的病理生理学38- - - - - -40]。水平的il - 1β,另一个促炎细胞因子,确实是比较与成人科目(12]。另一方面,IL-1ra的关节内的浓度,il - 1的天然拮抗剂β,在我们青少年患者ACL眼泪高于先前测量成人(13,37]。这个特定的模式的特点是高水平的细胞因子调节细胞因子(包括促炎)可能表明,青少年人口的炎症机制可以有一个相关的角色和影响愈合过程(10,13,36]。

在成年人ACL撕裂,时间滑液中细胞因子含量的影响(10,14从高水平的il - 1]β、il - 6、引发IL-1ra, TNF -α据报道严重创伤后(13]。滑液中细胞因子水平的青少年患者可能出现一个依赖于时间的模式,但我们的研究结果表明,在青少年患者中,肿瘤坏死因子-关节内的水平α、il - 6和引发创伤后仍高好几个月。进一步的研究需要更多的儿科患者更好的描述这种现象。

一些临床研究开始显示防腐剂ACL手术(有趣的结果19,41]。在选定的儿科近端前交叉韧带撕裂,优秀的结果与缝合锚ACL重新插入(19]。然而,在ACL研究撕裂,这种技术是不允许的。为儿科ACL研究流泪,bridge-enhanced缝合修复的可能性保护剩下的ACL组织[已被调查23,41]。韧带和半月板修复在儿科人口被解释为不同的细胞活性和血管化,但修复的潜在可能还关节炎症的环境影响。肿瘤坏死因子-α和il - 1报告了半月板修复过程中发挥抑制活动体外;同样,半月板体内细胞增殖可能减少促炎细胞因子水平的增加(42- - - - - -44]。还需要进一步的研究来更好地理解滑膜炎症的作用模式儿科ACL修复。

我们承认本研究的局限性:首先,少数病人登记,由于严格的选择包含/排除标准关于年龄限制和ACL的具体诊断眼泪,第二,缺乏评估术后临床结果的细胞因子的相关性。另一个潜在的缺陷是缺乏积极的和消极的对照组;然而,缺乏健康的滑液样本只是不成熟的膝盖是由于道德原因。

最后,我们只考虑选择组的细胞因子,我们承认,为了更好地理解复杂的生物环境只是不成熟的关节,需要更多的研究。

我们的结果表明,经济增长和发展的骨架可以调节滑膜细胞因子环境,导致患者只是不成熟的特定的生化模式ACL眼泪。我们推荐更结构化的研究样本量大,为了提高我们的理解的年龄和骨骼成熟对细胞因子的影响模式。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

以下是作者在本研究的贡献:设计研究:Marco Bigoni Marco取代Giovanni Zatti,诺阿Piatti, Alberto Castelnuovo Paola萨塞尔多特,维托利奥,右路放倒亚历山德拉Pedrocchi,罗伯特·j·Omeljaniuk和安东尼奥Torsello;进行实验:Marco Bigoni Marco取代Alberto Castelnuovo Massimiliano Piatti,卢卡Rigamonti,丹尼尔Munegato, Paola萨塞尔多特,和西尔维亚·弗兰;分析结果:玛尔塔Gandolla,亚历山德拉Pedrocchi, Marco取代Alberto Castelnuovo西尔维亚·弗兰,Marco Bigoni Giovanni Zatti,丹尼尔Munegato,卢卡Rigamonti,安东尼奥·Torsello Robert j . Omeljaniuk;起草的手稿:Marco Bigoni Marco取代Giovanni Zatti,诺阿Piatti, Alberto Castelnuovo Antonio Torsello Marta Gandolla Daniele Munegato,卢卡Rigamonti,尼古拉Portinaro;手稿的最后修订:马可取代,Paola萨塞尔多特,罗伯特·j·Omeljaniuk维托利奥,右路放倒Antonio Torsello Marta Gandolla尼古拉Portinaro,乔凡尼Zatti,亚历山德拉Pedrocchi。所有作者批准提交的手稿的最终版本。