目的：骨关节炎(osteoarthritis, OA)是一种常见的中老年人多发疾病,以关节软骨进行性变性和破坏及骨赘形成为病理特点,软骨中基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)被认为在OA发病过程中发挥着重要作用。基质金属蛋白酶-1(matrix metalloproteinase-1, MMP-1)又名间质胶原酶,是MMPs中的亚型之一,它参与胶原蛋白网络断裂,蛋白多糖降解,是反映OA病变程度的特异性指标,在正常软骨中很难发现,但在OA软骨中则有明显升高。超声波是一种机械振荡波,能促进细胞增殖、蛋白质合成、刺激胶原和细胞因子生成,可以促进软骨、韧带和肌腱等组织损伤的修复,对膝OA有明显的治疗作用。本课题通过观察超声波治疗对兔膝OA的软骨大体形态变化、软骨细胞病理改变,以及对软骨MMP-1表达的影响,探讨超声波对膝OA模型兔软骨细胞修复的影响及作用机制。方法：(1)对象和干预措施：健康新西兰大白兔30只,随机抽取10只为正常对照组,不造模,其余20只兔分为模型组和超声波治疗组。模型组和超声波治疗组均采用伸直位管型石膏固定左膝关节,建立OA模型,模型组于喂养6w后采用空气栓塞法处死,切开左膝关节,取内侧髁软骨观察造模后相关指标变化,余下10只兔在进行超声波治疗14d后以同样方法观察治疗后相关指标改变情况。超声波治疗采用患膝关节直接接触移动法,频率3MHz,脉冲式超声波,剂量0.25w/cm2,每日1次,每次10 min,连续治疗14次。(2)观察指标：①肉眼观察正常对照组、模型组及超声波治疗组兔左膝关节大体形态变化；②切取左膝关节股骨内侧髁软骨,10%中性甲醛溶液固定后,石蜡包埋、切片,作HE染色光镜观察软骨细胞形态及甲苯胺蓝染色观察蛋白多糖和胶原等基质含量变化,按Mankin’s评分标准对软骨大体形态和观景观察结果进行评分。③免疫组织化学分析：用兔抗MMP-1试剂盒检测左膝关节内侧髁软骨MMP-1的表达变化.(3)统计学处理：用SPSS 13.0 for WINDOWS进行统计学分析。所得数值结果采用(?)±s表示,以P<0.05为差异有显著性,P<0.01有显著性差异。结果：(1)软骨大体观察：正常对照组左膝关节无明显关节积液,外观软骨面光滑呈兰白色,色深明亮,无裂纹,软骨结构Mankin’s评分为0分。模型组左膝关节大部分出现关节积液,关节面粗糙,部分部位出现糜烂,所有软骨表面呈灰黄色,光泽度降低,表面略有不平,较粗糙；超声波治疗组部分动物出现关节积液及滑膜增生,软骨改变以粗糙为主,但程度较轻；超声波治疗组与模型组按Mankin’s评分比较软骨结构,有显著性差异(P<0.01)。(2)HE染色和甲苯胺蓝染色病理学观察：正常对照组HE染色示软骨表面平整,软骨层厚薄均匀；软骨细胞排列整齐,细胞大小一致,潮线完整,甲苯胺蓝染色均匀,无基质失染；模型组HE染色示软骨表层出现溃烂缺失,软骨层厚度明显变薄,软骨细胞大量减少,细胞大量簇聚,潮线紊乱,甲苯胺蓝染色明显减退；超声波治疗组软骨表面较规则,裂隙少,软骨细胞排列较整齐,软骨细胞数较模型组明显增多,软骨层厚度较模型组厚,可见潮线紊乱,甲苯胺蓝染色轻度减退。按Mankin’s评分正常对照组与模型组、模型组与超声波治疗组间比较,差异均有显著意义(P<0.01)。(3)软骨免疫组化MMP-1测定：正常对照组仅表层软骨细胞内偶见MMP-1弱阳性表达,为胞质内少许棕褐色颗粒；模型组的软骨基质、胞浆中均有MMP-1表达,全层可见,尤以表、中层密度最高,成熟软骨细胞中较多,为深棕褐色颗粒；超声波治疗组中,软骨表层可见散在的软骨细胞胞浆中存在MMP-1表达,为浅棕褐色颗粒。正常对照组与模型组、模型组与超声波治疗组间比较,差异均有显著意义(P<0.01)。结论：(1)采用伸直位管型石膏固定法制作兔膝OA模型能较好地模拟OA的发病过程,本实验中造模成功。(2)MMP-1具有降解关节软骨细胞外基质(extracellular matrix, ECM)的作用,对加重软骨退变、破坏有着十分重要的影响。(3)超声波能有效治疗膝OA,其作用机制可能与减少软骨MMP-1的含量、促进蛋白多糖的合成,有利于软骨细胞的修复,促使软骨基质含量的增多等有一定关系。