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【目的】分析大鼠内侧半月板切除后髌骨的组织学改变,并探讨髌骨疼痛产生的机制。【方法】大鼠分为实验(MMx)组(n=30),假手术(Sham)组(n=30)和对照(Control)组(n=30)。实验组切除右膝内侧半月板及内侧副韧带,Sham组仅暴露半月板,Control组未予手术。术前1d及术后第1、2、4、7、14、21及28天测量各组大鼠右后肢机械刺激撤足阈值。术后第1、2和4周各组分别杀死10只大鼠,取右侧髌骨,分析其大体改变以及软骨和软骨下骨的组织病理学变化,并测量软骨下骨增生的血管。同时,应用免疫组化技术检测髌骨中血管内皮生长因子(VEGF)、神经生长因子(NGF)、P物质和肿瘤坏死因子α(TNF)的表达和分布。【结果】①术后MMx组右后肢的机械刺激疼痛阈值显著下降并维持在较低水平至实验结束,且显著低于Sham组和Control组。术后1周内Sham组右后肢痛阈下降但2周左右恢复到术前水平;实验过程中Control组痛阈无变化。②术后第1周开始MMx组髌软骨发生退变,且随时间而不断加重,Mankin’s评分也逐渐增加。术后第2周MMx组软骨下骨出现重塑,第4周更加显著:软骨下骨增生的血管突破潮线侵蚀深层软骨,呈多重潮线和潮线中断,软骨下骨平均厚度显著下降。Sham组与Control组各时间点髌软骨及软骨下骨无显著退变,Mankin’s评分无明显变化改变。③免疫组化显示MMx组术后髌软骨中VEDF和NGF的表达较Sham组和Control组显著增强,且随时间逐渐增强。MMx组术后髌骨中TNF-α和P物质的表达显著增强,且主要分布于增生的血管壁周围基质和软骨细胞中。Sham组和Control组上述各因子表达微弱。【结论】①内侧半月板及内侧副韧带切除后髌骨有逐渐加重的骨关节炎改变,患肢有骨关节炎疼痛反应;②软骨内上调的VEDF和NGF与软骨退变、软骨下骨重塑及血管增生相关;③软骨下骨增生的血管及其周围上调的疼痛相关分子可能导致膝关节痛阈下降。髌骨软骨下骨也应作为骨关节炎疼痛的治疗靶点。