膝关节是人体中最大的关节，位于大腿（股骨）与小腿（胫骨）的连接处；它的复杂工作使得人能够轻松地行走。膝关节中间有软骨，其作用像垫子一样并能够活动。在软骨前方，膝盖骨在一个凹槽内滑行并形成了一个圆形的盾状保护。膝关节的稳定性以及它所进行的屈、伸运动很大部分取决于肌肉和韧带。
膝关节骨性关节炎是一种以关节软骨变性、破坏及骨质增生为特征的慢性关节病，最常见于年龄超过50岁的病人，有症状的膝关节骨性关节炎在30岁以上人群发病率为6％，在60岁以上人群发病率为10％一20％，临床主要表现为膝关节疼痛、肿胀和活动受限等症状状状状，并常局限在大量负重的下肢关节，包括髋关节和膝关节。患有骨关节炎的病人关节周围常会形成骨刺或骨赘进而影响关节活动度。膝关节骨性关节炎在全世界范围内影响着数百万人的生活质量。
一、引发膝骨关节炎的的原因
膝关节是人体较大而复杂的屈曲关节。它所受到的应力大，结构稳定而又灵活。膝关节疼痛时有发生，而这种疼痛往往被忽视或者被人们武断地认为是关节炎等病症。
1、女性
多个研究均发现女性的膝关节骨性关节炎患病率较男性显著增高，研究发现女性临床骨性关节炎的患病率为男性的近3倍，男性为5.6%的发病率而女性达到了15%！女性患病率高于男性可能与女性自身的激素相关。多个研究提出绝经年龄是女性膝关节骨性关节炎的危险因素。绝经会影响体内雌激素的水平，雌激素可抑制骨赘生成，破骨细胞的活性。
2、年龄
随着年龄的增加，膝关节骨性关节炎的患病率逐渐升高。研究发现40～49岁、50—59岁、60～69岁、70岁以上的患病率是逐渐升高的，对于40岁以上的老人来说，膝关节骨性关节炎是一种患病率极高的慢性病。
3、遗传
骨性关节炎有很大的遗传倾向性。多数情况下，骨性关节炎都是多基因遗传，而环境因素会影响基因的表达。在极少数的情况下，骨性关节炎可能与某个基因缺陷有关。目前，国内关于膝关节骨性关节炎的遗传学研究提示了多个相关基因及其导致骨性关节炎的机制。
4、BMI
BMI是膝关节骨性关节炎的危险因素。肥胖可能通过两种机制引起骨性关节炎。第一种为体重增加导致负重关节的负荷增加，引起软骨损伤；尤其在行走过程中，膝关节的负荷可以为2—3倍体重。第二种为通过机体代谢导致骨性关节炎的发病，过多的脂肪组织可能引起激素、胰岛素或生长因子的过度产生从而影响软骨或软骨下骨，继而导致骨性关节炎产生。
5、生活习惯
饮食习惯同样影响着膝关节骨性关节炎的发生。多个研究指出，食用蔬菜、水果为膝关节骨性关节炎的保护因素。蔬菜水果中富含的维生素可以起到抗氧化作用，从而减缓软骨及软骨下骨的退变。豆类、肉类同样为膝关节骨性关节炎的保护因素。而食用面粉较多为膝关节骨性关节炎的危险因素。营养素的摄入很大程度上影响着骨健康进而影响关节炎的发生。
6、运动
跑步会提高关节损伤的几率，并且会增加膝关节的负荷，加速软骨及软骨下骨的退变速度。近年来，因为超负荷运动、超强度训练而导致膝关节损伤的病人在临床上越来越多，走得太多、频率过高、姿势不对等，都可能造成慢性关节损伤，对肌肉、骨骼等也可能产生不良影响。本身患有“骨性关节炎”，若盲目运动或采取不恰当的运动方式，极易造成病情加重。
7、职业因素
膝关节骨性关节炎同工作中反复重复的动作和工作环境、强度存在关系，如矿工、重体力劳动者、长期野外工作的地质工作者、教师、销售人员、职业运动员或舞蹈演员等，主要是由于关节软骨长期受高强度的应力磨损或受伤引起。
二、膝关节骨性关节炎治疗方式
膝关节炎俨然已是现代人的通病，以膝关节炎为例，青春期软骨厚度为2.5公分，随着年龄增长、使用频繁而逐渐变薄，到55岁时一般只剩下0.5公分，若有外伤或常年负重者，软骨可能更薄，甚至有破裂、骨刺的产生。
1、保守治疗：保守治疗包括药物治疗、注射疗法和中药治疗等方法。
2、手术治疗：现在治疗膝关节损伤的方法有膝关节清理手术、膝关节置换等方法。
然而以上这些方法不能从根本上治愈膝关节损伤疾病。
科学家一直都在研究一种可以彻底治愈膝关节损伤的方法，为那些膝关节炎患者带来新的希望——即膝关节干细胞疗法。
三、干细胞治疗膝关节骨性关节炎
间充质细胞（MSCs）是一种多能细胞，它可以在一定的条件下可以诱导分化成其他的组织细胞。因此，通过将干细胞诱导分化成软骨细胞或者成骨细胞，然后再经过增殖，生成大量的高质量的软骨细胞。最后再将这些高质量的软骨细胞注入到人体当中。这样这些生成的软骨细胞在体内对那些出现损伤的软骨器官进行修复，让膝关节重新回到正常的状态中。
科学家通过将MSCs注射到了膝关节炎患者的关节腔内。经过一段时间的观察结果显示，MSCs联合玻璃酸钠修复骨关节炎缺损的效果十分明显，缺损部位检测到新生软骨信号，软骨缺损部位重新覆盖了白色软骨样组织，新长出的软骨组织与自身软骨组织结合紧密，较光滑，有软骨光泽，且结构与正常软骨类似。研究显示，MSCs移植治疗膝关节骨关节炎可明显改善膝关节疼痛及功能！
四、临床案例
1、2014年，韩国学者为评估关节内注射MSCs治疗膝关节骨性关节炎的安全性和有效性。招募了18名患有膝关节骨性关节炎的患者，分别将1.0x10^7、5.0x10^7、1.0x10^8三个剂量的MSCs通过关节腔内注射治疗骨关节病，I期研究包括三个剂量递增队列，每组三名患者；II期研究包括9名接受高剂量的患者。
随访半年后发现，关节腔内干细胞注射不会发生明显副作用，影像显示能观察到软骨明显再生。
2、国际细胞治疗协会主办刊物《细胞治疗》报道了自体骨髓间充质干细胞在关节腔内注射治疗应用实验。根据治疗的30个类风湿关节炎患者在随机、三盲、安慰剂对照的临床1期和2期的研究结果显示，骨关节炎指数下降明显，关节僵硬和疼痛减轻、活动受限程度下降。
五、总结
在膝关节炎治疗方面，利用MSCs强大的软骨化能力，可以使关节软骨的损伤得以修复，停止甚至逆转膝骨关节炎的病情发展。干细胞再生医学的发展为人类战胜更多的疾患提供了更多的可能性，相信在未来，将会有越来越多的更有效的干细胞药物来帮助现代医学的发展，为广大患者带来福音。
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