医用臭氧水关节腔灌洗联合运动疗法治疗膝骨关节炎的疗效观察

牟建蛟 王琼 李信明

膝骨关节炎 ( knee osteoarthritis，KOA ) 是一种以膝关节疼痛、活动受限为主要表现的慢性骨关节退行性疾病，其主要病理改变为关节软骨、软骨下骨质、滑膜病变，以及骨赘形成、韧带松弛、关节囊挛缩等[1]。在我国的中老年人群中，症状性 KOA的患病率逐年增高，目前发病率约为 8.1%[2]。KOA严重影响患者的行走、站立、爬楼能力，导致生活质量明显下降，且有一定的致残率，占用了大量的社会、医疗资源。目前 KOA 主张采用阶梯化的治疗方案，根据患者所处阶段的不同，采用不同的治疗手段，主要包含健康教育、运动和生活指导、关节肌肉锻炼、中医和物理治疗、修复性治疗，严重者往往需要进行关节重建治疗[3]。臭氧的历史可追溯到 200 多年以前，其在医学界的应用也由来已久，大量研究结果证实臭氧具有杀菌、改善代谢、改善血液流动学参数、激活免疫系统、激活血小板释放生长因子的作用，用于心脑血管、骨关节、肿瘤、创伤性疾病、消化系统疾病的治疗[4-5]。但由于臭氧性质极不稳定、易分解，且具有毒性、进入血管风险，可能加重气道疾病[6]，从而限制了其临床应用。将臭氧溶于水后可形成臭氧水，在避免了臭氧的缺陷同时，氧化性更强、半衰期更长，临床应用相对安全，被广泛应用于临床[7-8]。多项研究证实臭氧水具有抗炎、消肿、止痛的作用。2018 年10 月至 2019 年 12 月，我院应用医用臭氧水进行膝关节腔灌洗，联合膝关节运动疗法治疗 KOA 患者，临床疗效满意，现报道如下。

资料与方法

一、纳入标准与排除标准

1. 纳入标准：( 1 ) 符合中华医学会骨科学分会2018 年《骨关节炎诊疗指南》[9]中 KOA 诊断标准；( 2 ) Kellgren-Lawrence 分级在 Ⅱ～Ⅲ 级，分期为早期及中期者；( 3 ) 近 2 周未口服治疗 KOA 的药物，未行关节腔注射及物理治疗；( 4 ) 签署知情同意书，自愿同意接受此治疗方法者。

2. 排除标准：( 1 ) 严重的心脑血管疾病，血液系统疾病、恶性肿瘤、严重传染性疾病者；( 2 ) 年龄 ≥ 85 岁，血糖、血压控制差者；( 3 ) 风湿免疫系统疾病导致关节炎、创伤性关节炎、感染性关节炎；( 4 ) 合并半月板损伤、关节内骨折者，有膝关节手术史者。

二、一般资料

本研究共纳入 60 例，采用随机数字表的方法分为治疗组和对照组，每组各 30 例。经统计学比较，两组患者在性别、年龄及病程方面的差异无统计学意义 (P＞ 0.05 ) ( 表 1 )。本研究经过我院医学伦理委员会批准，所有受试者签署知情同意书。

表 1 两组患者一般资料比较 ( n = 30 )Tab.1 General data of two groups ( n = 30 )

三、方法

1. 治疗方法：两组患者于入组时进行健康教育、运动指导和生活指导。关节腔穿刺：患者取仰卧位，腘窝处垫软枕使膝关节稍屈曲，于髌底水平线与髌骨外侧缘交点处稍下方定位穿刺点，常规消毒、铺洞巾后，持 10 ml 注射器于穿刺点向内下方进针，有突破感提示已穿刺进入关节腔，然后抽取关节腔积液，关节积液抽取干净后：( 1 ) 治疗组：室温控制在 20 ℃～25 ℃，启动臭氧水发生器 ( SYZ-80A型，济南三氧科技有限公司 )；打开氧气阀门，采用一次性输液器往储水瓶中输入生理盐水 250 ml，设定其输出臭氧水的浓度为 23 μg / ml 后，先进行发生器内部管道自动灭菌 300 s，然后制备臭氧水；制备完成后用 50 ml 注射器插入臭氧水输出接口，直接抽取注射入关节腔，尽量使臭氧水充满整个关节腔隙后，将臭氧水全部抽取出来；如此反复多次，直至抽出的关节腔灌洗液清亮为止；( 2 ) 对照组：用50 ml 注射器抽取 0.9% 氯化钠注射液灌洗病变关节腔，每次灌洗也尽量使生理盐水充满整个关节腔后再抽出灌洗液，反复灌洗直至关节腔灌洗液变清为止，治疗结束后抽尽生理盐水；两组患者治疗结束后无菌创可贴敷贴穿刺点，关节腔灌洗每周 1 次，总共 4 次，每次治疗结束后须观察 10 min 后方可离开。两组患者在关节腔灌洗的基础上配合行关节运动疗法治疗，针对股四头肌、腘绳肌进行肌肉的抗阻练习，采用肌肉等张收缩进行练习，具体如下：患者采取坐位，双脚离地，伸直膝关节再弯曲，根据患者的承受能力可于脚踝处加重物，逐渐增加负荷量，每次练习进行 10 次肌肉等张收缩，每日练习1 次，总共 22 次。

四、观察指标及检测方法

治疗前、治疗结束时、治疗后 4 周采用疼痛视觉模拟评分 ( visual analogue scale，VAS ) 进行评估；治疗前、治疗结束时评估患者膝关节骨关节炎严重性指数 ( index of severity for osteoarthritis，ISOA )、西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数( Western Ontario and MC-Master University osteoarthritis index，WOMAC )。治疗前后检测血清肿瘤坏死因子-α ( tumor necrosis factor-α，TNF-α )、白细胞介素-6 ( interleukin-6，IL-6 )[10]，采用酶联免疫吸附法检测，所有操作均严格按照试剂盒说明书进行。

五、统计学处理

采用 SPSS 24.0 软件对所有数据进行统计学分析，所有的计量资料均采用x-±s表示，计数资料用频数表示。计量资料组内前后对比采用配对t检验，组间对比采用独立样本t检验；计量资料组间对比采用χ2检验；P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

结 果

一、两组患者 VAS 对比结果

治疗前，两组受试者 VAS 对比差异无统计学意义 (P＞ 0.05 )；治疗结束时及治疗后 4 周，两组受试者 VAS 均较治疗前降低，治疗前后比较差异有统计学意义 (P＜ 0.01 )；治疗组在治疗结束时及治疗后4 周的 VAS 低于对照组，差异有统计学意义 (P＜0.01 ) ( 表 2 )。

二、两组患者 ISOA、TNF-α、IL-6 对比

治疗前，两组患者 ISOA、TNF-α、IL-6 对比差异无统计学意义 (P＞ 0.05 )；治疗结束时，两组患者 ISOA、TNF-α、IL-6 均较治疗前降低，差异有统计学意义 (P＜ 0.01 )；治疗组在治疗结束时 ISOA、TNF-α、IL-6 低于对照组，差异有统计学意义 (P＜0.05 ) ( 表 3 )。

表 2 两组患者 VAS 比较 ( n = 30，x-±s )Tab.2 VAS was compared between the two groups ( n = 30, x- ± s )

三、两组患者 WOMAC 比较

治疗前，两组患者 WOMAC 各条目评分及总分比较差异无统计学意义 (P＞ 0.05 )；治疗结束时，两组患者各条目评分及总分比较均较治疗前降低，差异有统计学意义 (P＜ 0.01 )；治疗组疼痛评分、总分均低于对照组，差异有统计学意义 (P＜ 0.05 )；治疗组僵硬评分低于对照组，差异有统计学意义 (P＜0.01 )；治疗组行动障碍评分低于对照组，差异无统计学意义 (P＞ 0.05 ) ( 表 4 )。

两组患者治疗后均未出现关节穿刺处血肿、感染等不良反应。

讨 论

KOA 是一种严重影响患者生活质量的关节退行性疾病，多发于中老年人，农村多于城市，是临床上最常见、发病率最高的骨关节炎之一。目前认为其发病可能与年龄、肥胖、炎症、创伤及遗传因素等有关[9]。有学者认为 KOA 的主要生理病理过程为多种基质、炎症介质和机械刺激共同刺激膝关节软骨细胞，导致软骨细胞、软骨下骨的损伤和破坏[11]，堆积于关节腔中的软骨及骨质碎屑进而诱发滑膜炎症，促进关节腔内积液形成，加重炎性反应和关节损伤[12]。目前有多种针对 KOA 的治疗，包括口服药物、外用药物、中医微创、物理治疗、关节腔注射、关节镜、关节手术置换等[13]。临床工作中较常用疗法之一就是关节腔注射，主要包含激素、玻璃酸钠、富血小板血浆、臭氧等。关节腔内注射激素可快速缓解疼痛，但多次应用可加剧关节软骨损害、加重症状[14]；玻璃酸钠对早、中期 KOA 患者效果明显，但其在软骨保护和延缓疾病进程中的作用尚存争议；富血小板血浆可抗感染、促进损伤组织修复，但其长期疗效尚不确切[9]。

表 3 两组患者 ISOA、TNF-α、IL-6 比较 ( n = 30，x-±s )Tab.3 ISOA, TNF-α and IL-6 were compared between the two groups ( n = 30, x- ± s )

表 4 两组患者 WOMAC 比较 ( n = 30，x-±s )Tab.4 WOMAC was compared between the two groups ( n = 30, x- ± s )

臭氧，是一种由三个氧原子组成的具有强氧化性的气体，已广泛的应用于临床[15]。但是臭氧的半衰期短，易刺激人体的呼吸道和泌尿道，吸入过量甚至可致死[16]，且注射时存在入血的风险，限制了其临床应用。由于臭氧在水中的溶解度高，将臭氧溶于生理盐水后制成臭氧水，臭氧水中含有单原子氧及羟基等强氧化性物质，其氧化性强于臭氧气体，同时羟基还能催化各类生化反应，具有激活抗氧化系统、刺激释放免疫抑制因子、增加释放生长因子、抑制核转录因子的活性、增加局部血氧含量，从而达到抗炎、消肿、止痛的作用，已被用于脊柱关节疾病、口腔疾病、创面感染、妇科等疾病的治疗[17]，如 KOA、腰椎间盘突出症、带状疱疹后神经痛、强直性脊柱炎、创面感染、老年阴道炎等，还可抑制牙周致病菌[18]。卫健委规定臭氧的有效浓度是 30～80 μg / ml，超过 80 μg / ml 可能会有神经毒性作用。80 μg / ml 的臭氧气体融入生理盐水中大约有 20 μg / ml 左右的有效臭氧浓度。有研究表明臭氧水关节腔注射能有效抑制兔 KOA 关节软骨的病理损害，降低兔膝关节软骨中血管内皮生长因子( vascular endothelial growth factor，VEGF )、TNF-α 的表达[19]。20 μg / ml 的臭氧水抑制骨性关节炎滑膜中的IL-6 和 TNF-α 的表达的作用优于浓度为 10 μg / ml 的臭氧水，且对正常关节滑膜组织无明显损害[20]。考虑到臭氧分解问题，故本研究中采用浓度为 23 μg / ml的臭氧水进行研究。运动疗法是依据人体运动学、生物力学对患者进行针对性的治疗，在 KOA 中的应用亦较广泛，尤其是股四头肌肌力训练，可有效提高肌肉耐力，改善疼痛和关节活动功能[21]，其机制可能与运动刺激滑液流动、改善循环、促进胶原和氨糖合成、抑制 β-内啡肽、延缓肌萎缩、强化关节周围软组织、增强本体感觉有关[22]。

本研究发现，采用臭氧水灌洗联合运动疗法治疗的 KOA 初期及中期患者，其 VAS、ISOA、WOAC、TNF-α、IL-6 均较对照组显著下降，提示通过臭氧水灌洗联合运动疗法能有效改善 KOA 患者的症状和运动功能，提高生活质量。其发挥疗效的机制可能是：( 1 ) 臭氧水的强氧化性，清除了致炎因子；( 2 ) 臭氧水分解后生成氧气，提高了局部血氧含量；( 3 ) 采用臭氧水对关节腔进行灌洗，冲洗了关节腔内的软骨、骨质碎屑及炎性介质；( 4 ) 运动疗法改善了关节周围肌肉的强度，增强了膝关节的稳定性及本体感觉。

本研究尚存在一些不足。( 1 ) 随访时间短，尚无法对长期疗效进行评估，本组病历将继续追踪随访，以期得到远期结论；( 2 ) 治疗后 1 个月疗效评定时未进行 TNF-α、IL-6 检测，无法得出治疗后 1 个月 TNF-α、IL-6 的变化情况。虽然存在以上缺陷，但本研究采用臭氧水灌洗联合运动疗法治疗早、中期膝关节炎，在清除膝骨关节内炎性因子、提高了局部血氧含量的同时，增加膝关节的稳定性及本体感觉，治疗取得了较好的临床疗效，且安全性高，为 KOA 的治疗增加了一种选择，值得在临床上推广应用。