基于弓弦力學理論指導下針刀治療膝骨性關節炎作用機制研究*

王正強，董 博，姚 潔，陳 瑞 ，袁普衛，劉德玉，羅 林

1.武警陜西省總隊醫院外二科(西安 710054)；2.陜西中醫藥大學附屬醫院骨病科(咸陽 712000)；

3.陜西省鳳縣醫院骨科(鳳縣 721799)

膝骨性關節炎(Knee osteoarthritis，KOA)又稱增生性關節炎，以關節軟骨退行性改變，關節邊緣增生和軟骨下骨質的反應性變化為其主要病理特點[1]，其主要臨床表現是關節疼痛及功能障礙。近年臨床多報道稱針刀醫學通過松解局部攣縮、粘連，緩解關節疼痛，改善膝關節功能，臨床療效較好[2-3]。但針刀醫學治療膝骨性關節炎的確切作用機制尚不完全清楚，且缺乏相應的理論支持。張天民教授從人體解剖學及生物力學相結合提出弓弦力學理論[4]，進一步完善了針刀醫學理論體系，本文基于弓弦力學理論探討針刀醫學治療KOA的作用機制，為針刀治療KOA提供治療依據，指導針刀醫學更好的運用于臨床，服務患者。筆者通過查閱相關文章，圍繞弓弦力學理論指導下針刀治療膝骨性關節炎的作用機制，綜述如下。

1 弓弦力學理論

弓弦力學理論是張天民教授結合人體解剖學與生物力學提出的，他認為人體內是以骨連接為中心，肌肉、筋膜等軟組織附著的力學傳導系統，人體骨骼與軟組織形成了力學連接體系，其中骨骼為弓，肌肉、筋膜、神經等軟組織為弦，軟組織與骨骼的連接處是為弓弦結合部[5]。按照人體關節解剖結構構成的不同，分為單關節人體弓弦力學體系和多關節人體弓弦力學體系[6]。而膝關節屬于多關節弓弦力學體系，膝關節弓弦力學體系以脛骨內、外側髁和股骨內、外側髁以及髕骨為弓，以股四頭肌、股二頭肌、半腱肌、半膜肌等肌肉和膝關節前后交叉韌帶、內外側副韌帶等韌帶為弓弦，而韌帶及肌肉在骨骼的附著點即為弓弦結合部，也是KOA針刀治療的主要部位[4]。膝關節的屈、伸等功能活動主要由骨骼支撐以及肌肉和韌帶等軟組織協同作用完成，膝關節在關節軟骨進行性退變，關節邊緣增生和軟骨下骨質的反應性變化時，膝關節力學平衡被打破，應力集中導致關節疼痛或功能障礙，影響患者生活質量。

2 弓弦力學理論下針刀治療KOA的作用機制

2.1 消除異常應力 患者常因肥胖、膝關節外傷史以及慢性勞損史致膝關節負荷過度，局部應力集中導致膝關節力學平衡被打破，膝關節周圍軟組織及關節內軟骨失代償，造成炎癥因子滲出，局部組織形成瘢痕、粘連、攣縮，使膝關節軟骨及關節面產生高應力點[7]。長此以往加速關節軟骨的退行性改變，關節結構發生改變，最終形成骨刺、關節間隙變窄[8]。而關節結構的改變刺激了炎性細胞因子和蛋白酶的產生，加速關節軟骨的破壞，關節軟骨的破壞和局部軟組織的粘連、攣縮，加速KOA的病理改變，形成一個惡性循環，患者出現膝關節疼痛，關節功能障礙等癥狀。弓弦力學理論從人體解剖學和生物力學角度運用針刀縱行松解、橫行剝離的治療方式，松解膝關節局部軟組織的攣縮、粘連等病理狀態，恢復膝關節軟組織彈性變形能力[9]。改變膝關節軟骨及關節面局部應力集中，通過消除膝關節局部異常應力，同時限制患者患側活動，輔以適當功能鍛煉，增加患側的良性應力刺激，抑制炎性細胞因子和蛋白酶的產生，減少健側的過度應力刺激，平衡調節雙側膝關節的使用頻率及強度，最終恢復膝關節內部的力學平衡[10-11]。胡元水等[12]應用針刀結合康復訓練治療KOA，治療結果及治療后的Lequesne指數均顯示針刀結合康復訓練治療效果優于單純針刀治療。

2.2 松解軟組織粘連、攣縮 膝關節長期反復的慢性勞損導致周圍軟組織攣縮，造成膝關節內軟骨代償性的增生肥厚，關節面形成骨刺，而軟組織的粘連、攣縮刺激了膝關節炎癥介質滲出，不僅加速關節的慢性炎癥損傷，還壓迫了膝關節周圍神經血管，引起膝關節內部生物力學平衡破壞，關節面的應力集中加速關節軟骨退行性改變，導致KOA 的發生[13]。弓弦力學理論認為針刀療法通過松解膝關節周圍組織粘連、攣縮，緩解局部肌肉、筋膜及韌帶等軟組織痙攣，解除神經血管受到的壓迫，改善局部微循環及血液循環[14]，改變弓弦的行徑路線即弓弦力學理論中對“弦”的處理，恢復膝關節及周圍軟組織的受力異常，通過調節膝關節整體的生物力學平衡，緩解膝關節疼痛、改善關節功能[15]。

2.3 降低關節骨內高壓 骨內高壓是KOA病理改變中重要的一環，骨內靜脈因局部神經、血管被壓迫而回流受阻，骨內血液反流不暢或反流入髓腔內，致骨內酸性代謝產物堆積，而骨內毛細血管持續擴張后炎性滲出增加，動脈灌注減少導致骨內血管活性反應降低，關節內的血液循環不暢影響了關節軟骨的營養供給，加速關節軟骨的退行性改變，最終影響KOA的病程進展[16]。弓弦力學理論認為針刀的局部松解直達病所，通過增加骨內刺激，釋放骨內高壓，改善骨內微循環和骨內高壓狀態，修復慢性勞損組織，印證了“瘀血不去，新血難生”的中醫理論體系[17-18]。葛恒清等[19]認為膝骨性關節炎是由于膝關節退行性改變導致膝關節內環境及酸堿環境改變， 同時膝關節面局部的骨小梁受力改變，為穩定膝關節內部壓力平衡，關節軟骨內的內壓被迫增高。而針刀治療通過松解膝關節周圍肌肉、韌帶等與骨的附著部，調節弓弦結合部力學平衡，從而調節局部應力集中，降低關節內骨內高壓，改善膝關節骨內微循環，延緩KOA病理進程[20]。

2.4 緩解炎癥反應 KOA的炎癥反應是膝關節疼痛、關節功能障礙的主要誘因，影響著整個疾病過程。膝關節在炎癥因子和生物力學平衡失調的作用下，關節滑膜、軟骨等發生免疫反應，導致關節腫痛和活動障礙等，影響骨代謝從而加重關節軟骨的損害。李民等[21]應用針刀疏通剝離膝關節周圍軟組織，使膝關節受力平衡改變，通過整體調節恢復膝關節軟組織及關節面的力學平衡，并且抑制炎癥因子釋放和軟骨細胞外基質的降解，調節機體免疫應答，緩解膝關節炎癥反應，保護軟骨細胞，改善KOA的臨床癥狀[22-23]。徐傳華[24]研究發現針刀配合玻璃酸鈉治療兩組KOA患者后，檢測兩組患者治療前、后關節滑液中TNF-α、MMP-9的含量，結果表明針刀治療可明顯降低局部炎癥反應，且可以抑制關節滑液中TNF-α、MMP-9的釋放；郭志明等[25]也認為針刀治療可以改善膝關節局部軟組織痙攣，加速患肢局部血液循環，促進下肢力線的恢復，從而減輕疼痛，改善患者膝關節功能活動。

2.5 針刺效應 針灸治療具有舒筋活絡、調暢氣血，祛寒除濕的作用，且現代研究表明，針灸療法可以調控膝關節內的細胞因子表達水平，通過針刺作用改善膝關節微循環，延緩關節軟骨細胞的退化，改善KOA患者膝關節疼痛、功能障礙等臨床癥狀[26]。針刀針身結合傳統針灸針和現代手術刀，外形遠大于針灸針，在治療時疏通局部痙攣，切開弓弦結合部瘢痕，增加局部刺激量，從而取得更為顯著的針刺效果，起到調暢氣血、舒筋活絡的治療作用。另外，針刀還通過抑制炎癥因子水平和炎性細胞的表達，促進軟骨細胞的生長，達到修復關節面，延緩KOA發展進程，改善KOA患者的臨床癥狀[27]。龐青民等[28]研究報道稱KOA患者針刀治療后的血清TNF-α、IL-6、IL-1的表達較較治療前下降，且低于對照組，表明針刀治療可以降低炎癥因子TNF-α、IL-6、IL-1的表達水平，從而緩解患者炎癥反應，并且治療后患者全血黏度高切、全血黏度低切、ESR、纖維蛋白原的表達也降低，說明針刀治療不僅具有針刺效應，同時可改善KOA患者血液流變學，促進軟骨細胞生長，延緩膝關節退行性改變和軟骨進行性退化，改善膝關節功能。

3 典型病例

患者榮某，男，52歲，以“雙膝部疼痛半活動受限半年，加重3 d”為主訴于2019年4月23日入住我院骨科?；颊咴V常年從事重體力勞動，半年前出現雙膝部腫痛不適，雙膝關節屈伸活動稍受限，上下樓梯時雙膝關節疼痛明顯，勞累后加重，休息后疼痛緩解，病情反復，既往未予特殊治療。3 d前因負重久行致雙膝關節疼痛加重，故前來就診。查體見：雙膝部稍腫脹，呈內翻畸形，局部皮色正常，皮溫不高，雙膝內、外膝眼壓痛(+)，以右膝為著，雙膝浮髕試驗(-)、抽屜試驗(-)、側方擠壓試驗(-)，雙膝關節活動受限，左下肢肌力Ⅳ級，右下肢肌力Ⅲ級，雙下肢皮膚淺感覺未見明顯異常，足背動脈可。輔助檢查：雙膝關節正側位X線見：雙膝關節退行性改變，雙膝關節間隙變窄，右膝為著，右軟骨下骨質致密?；颊呷朐汉蠼o予針刀治療，結合弓弦力學理論，選取內、外膝眼，髕骨下緣、髕骨上緣，內、外側副韌帶以及膝關節周圍明顯壓痛點，腘窩選取脛骨內、外側髁。經治療兩次后，患者雙膝部腫痛明顯減輕，膝關節功能明顯改善，可下地活動，上下樓梯等活動均改善。

該患者長期勞作，致雙膝關節骨面應力失衡，形成內翻畸形，而肌肉、韌帶、筋膜等軟組織代償性的增生肥厚，炎癥介質滲出，造成雙膝關節的慢性炎癥損傷，導致雙側膝關節周圍軟組織粘連、瘢痕、攣縮，影響膝關節功能活動，雙膝關節退行性改變形成惡性循環，加速了患者關節軟骨的破壞。應用弓弦力學理論指導下針刀治療，以患者內、外側副韌帶以及等為弓弦結合部為治療點，松解局部軟組織粘連、攣縮，而髕骨上、下緣貼近骨面，以骨為弓，消除局部應力集中，降低關節骨內高壓，緩解雙膝關節炎癥反應，腫脹減退，疼痛減輕，患者膝關節功能明顯改善。

4 結 語

從弓弦力學理論指導下分析KOA的作用機理，在追問KOA患者病史時，大部分患者有膝關節外傷史或慢性勞損史，正常的下肢力線是從髖關節內側傳導至膝關節對的內側平臺，繼而傳導至踝關節，在受損的軟組織周圍，無菌性炎癥刺激加速了膝關節周圍粘連、攣縮，膝關節活動時機體出現屈曲保護動作，導致正常的力線內移或者外移，膝關節內骨面受力不均，出現局部應力集中，長期的應力集中狀態導致骨小梁破壞以及關節軟骨下硬化，嚴重時關節滑液不能濡養關節軟骨，加重關節軟骨的負荷，加速了膝關節退行性改變，導致了KOA的發生[29]。通常膝關節生物力學改變可分為兩種情況，一是由關節面的過度使用。該類患者一般較肥胖，關節面的負荷超出正常膝關節受力，損傷關節軟骨以及軟骨下骨小梁，長期從事重體力勞動者多見，關節軟骨長期磨損，導致關節面破壞，并形成關節游離體，長此以往，關節逐漸形成骨性摩擦。而另一種則是關節面的吻合不良。下肢力線的改變導致膝關節疼痛呈屈曲體位，膝關節周圍軟組織粘連、攣縮，導致膝關節內翻或外翻畸形，也就是臨床常見的“O”型腿、“X”型腿，患者下肢肌肉的萎縮、交叉韌帶、側副韌帶的松弛，膝關節出現松動，應力集中于負重某一個區域，最終導致KOA的形成。而基于弓弦力學理論下針刀治療通過松解、切割受損膝關節周圍軟組織粘連、攣縮，使膝關節受力平衡改變，通過整體調節恢復膝關節軟組織及關節面的力學平衡，延緩KOA進展，改善膝關節疼痛及功能活動。從針刀醫學的發展歷程來看，針刀醫學應用于軟組織損傷大多療效確切，針刀治療通過松解、切割弓弦起止點，恢復局部的應力平衡，改善了局部軟組織的血液循環，抑制了炎癥因子，使其不僅具有生物力學效應，還有刺激軟組織修復的重建作用[30]。

綜上所述，骨與軟組織附著處是為弓弦結合部，是最易發生應力集中的部位。因此，臨床醫生在應用針刀治療KOA時應當重視對弓弦結合部異常應力的處理。盡管針刀治療KOA主要針對軟骨損傷、生物力學和免疫炎癥等方面，但治療方法始終單一，且其近期治療效果滿意，遠期治療效果較差，因此要想鞏固治療效果，需要聯合其他治療方式[31]；目前隨著高頻超聲探頭分辨率的提高，肌骨超聲也逐漸應用于臨床肌肉、筋膜等軟組織疾病的診斷、治療中?；诠伊W理論探討針刀治療KOA的機理，從生物力學與人體解剖學相結合分析針刀治療作用機理，豐富了針刀醫學基礎理論，為針刀治療KOA提供理論指導，期待在今后的工作中進一步研究、探討，不斷完善針刀醫學治療體系。