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關節(jié)液中脂聯(lián)素水平與膝關節(jié)骨關節(jié)炎嚴重程度的相關性研究

2014-04-08 01:22王曉濱尹自龍薛慶云
中華骨與關節(jié)外科雜志 2014年2期
關鍵詞:滑液脂聯(lián)素骨關節(jié)炎

王曉濱 尹自龍 薛慶云

(北京醫(yī)院骨科,北京 100730)

關節(jié)液中脂聯(lián)素水平與膝關節(jié)骨關節(jié)炎嚴重程度的相關性研究

王曉濱 尹自龍 薛慶云*

(北京醫(yī)院骨科,北京 100730)

背景:眾所周知,肥胖是引起骨關節(jié)炎發(fā)生、發(fā)展的危險因素之一。肥胖人群容易發(fā)生關節(jié)炎的原因是超載作用和代謝因素。脂肪組織是一個活躍的器官,它的分泌脂肪細胞因子包括脂聯(lián)素進入全身循環(huán),參與了骨關節(jié)炎的發(fā)病。

目的:測量骨關節(jié)炎患者血清和關節(jié)滑液中脂聯(lián)素水平,分析其與膝關節(jié)骨關節(jié)炎嚴重程度的相關性。

方法:64例膝關節(jié)骨關節(jié)炎患者(關節(jié)炎組)和19例因半月板或韌帶損傷患者(對照組,行關節(jié)鏡檢查后排除軟骨損傷)被納入本研究。采用 Kellgren-Lawrence(KL)標 準 對 關節(jié)炎患者的膝關節(jié)前后位 X 線片進行評 估 分 級。使用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測脂聯(lián)素在對照組和關節(jié)炎組患者血清和關節(jié)滑液中的表達水平。使用 WOMAC 量表(Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index)評估患者膝關節(jié)功能。

結果:骨關節(jié)炎組患者血清中的脂聯(lián)素水平[(6177.8±991.0)ng/ml]高于對照組[(5793.4±673.3)ng/ml],但差異無統(tǒng)計學意義(P=0.12)。但 在骨關節(jié)炎組患者,血清中的脂聯(lián)素濃度[(6177.8±991.0)ng/ml]顯著 高于關節(jié)滑液中的脂聯(lián)素[(824.3± 304.7)ng/ml,P<0.001)。 關 節(jié)炎患者 關 節(jié)液中脂 聯(lián) 素濃度 與 評 估疾病 的 嚴 重程度 呈 負相關(r=-0.51,P< 0.001),但血清脂聯(lián)素濃度與疾病的嚴重程度關聯(lián)不顯著(r=-0.17,P=0.18)。血清脂聯(lián)素水平、滑膜液脂聯(lián)素水平與MOMAC 疼痛評分均不顯著相關(r=-0.01 和 r=-0.13,P>0.05)。

結論:骨關節(jié)炎患者滑膜液中脂聯(lián)素水平與膝關節(jié)炎嚴重程度呈負相關。檢測關節(jié)滑液中的脂聯(lián)素可能有助于早期發(fā)現(xiàn)關節(jié)炎。

脂聯(lián)素;疾病嚴重程度;骨關節(jié)炎;滑液

Background:Obesity is a well-known risk factor for the development and the progression of osteoarthritis.The overloading and metabolic factors may contribute to the high prevalence of osteoarthritis among obese individuals.Adipose tissue is an active organ that secrets adipokines into the systemic circulation.Among these,adiponectin has been implicated in the pathogenesis of osteoarthritis.

Objective:To investigate the correlation between adiponectin concentrations in plasma and synovial fluid and knee osteoarthritis severity.

Methods:Sixty-four osteoarthritis patients and nineteen controls(meniscus or ligament injury without cartilage injury under arthroscopy)were enrolled in this study.The progression of osteoarthritis was classified by Kellgren-Lawrence grading scale by evaluating X-ray changes observed in anteroposterior knee radiography.Western Ontario and McMaster Universities Arthritis Index(WOMAC)was used to rate knee function.The concentrations of adiponectin in plasma and synovial fluid were determined by commercial enzyme-linked immunosorbent assay.

Results:Plasma levels of adiponectin were higher in osteoarthritis patients as compared with the controls,but there were no significant difference between them([6177.8±991.0]ng/ml vs[5793.4±673.3]ng/ml,P=0.12).Adiponectin levels in plasma of osteoarthritis patients were significantly higher with regard to paired synovial fluid([6177.8 ± 991.0]ng/ml vs[824.3 ± 304.7]ng/ml,P<0.001).The concentration of adiponectin of synovial fluid was negatively correlated wtih the severity of osteoarthritis(r=?0.51,P<0.001),while plasma adiponectin concentration was not correated to the severity of osteoarthritis(r=-0.17,P=0.18).Neither adiponectin of synovial fluid nor plasma adiponectin were correlated with WOMAC score (r=-0.13,r=-0.01,P>0.05).

Conclusions:The concentration of leptin of synovial fluid were is closely related to the radiographic severity of osteoarthri tis.Therefore,it is recommanded that adiponectin of synovial fluid can be used as an effective marker for early detection of osteoarthritis.

關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是 以關節(jié)軟骨破 壞為特征的慢性退行性疾病。預防或治療OA的研究進展,主要依賴于明確骨關節(jié)炎的發(fā)病機制和識別造成關節(jié)進行性破壞的病因。肥胖一直被認為是骨關節(jié)炎的危險因素[1-4]。在負重關節(jié)如膝關節(jié),肥胖會增加關節(jié)的機械應力,導致軟骨退變[4]。然而,肥胖在非負重關節(jié)如手指關節(jié)也與OA發(fā)病明顯相關,這表明有代謝因素導致肥胖人群骨關節(jié)炎的高患病率[5]。

脂肪組織通過分泌脂肪細胞因子參與代謝,其中脂聯(lián)素在循環(huán)系統(tǒng)的脂肪因子中所占比例最高。基于以下研究結果脂聯(lián)素被認為參與了OA的發(fā)?。篛A患者血清中脂聯(lián)素水平顯著高于健康對照較高[6]。侵蝕性關節(jié)炎患者血液中脂聯(lián)素濃度比非侵蝕性關節(jié)炎高[7]。在 OA 關節(jié)滑膜液中檢測到脂聯(lián)素,在關節(jié)內(nèi)組織有脂聯(lián)素受體表達[8-12]。

因此,我們假定OA患者血清和關節(jié)液中的脂聯(lián)素水平可能與關節(jié)炎嚴重程度有關。在本研究中,我們的目的是探討膝關節(jié)炎患者關節(jié)液和血清中脂聯(lián)素濃度和X線片嚴重程度以及患者主觀疼痛的相關性,以評估它在OA的發(fā)病中的作用。

1 資料與方法

1.1 研究對象

根據(jù)美國風濕病學院標準,64例確診為膝關節(jié)骨關節(jié)炎在我院門診注射玻璃酸鈉的患者納入本研究。采用1995年美國風濕病協(xié)會修訂的膝關節(jié)OA診斷標準:①就診前1個月內(nèi)大多數(shù)時間膝痛;②X線片示膝關節(jié)邊緣骨贅;③關節(jié)液檢查符合骨關節(jié)炎(清晰、黏稠、白細胞計數(shù)<2×109/L);④年齡≥40歲;⑤晨僵持續(xù)時間≤30 min;⑥活動時有關節(jié)摩擦音。符合①②,或①③⑤⑥,或①④⑤⑥即可確診。排除標準:關節(jié)置換術后;治療前2周內(nèi)使用過糖皮質(zhì)類固醇激素、非甾體類消炎鎮(zhèn)痛藥者;6個月內(nèi)曾行關節(jié)腔內(nèi)注射;有其他導致疼痛的疾病、影響對關節(jié)癥狀的判斷(如感染、創(chuàng)傷、腫瘤和類風濕等)。19例因半月板或韌帶疾病行關節(jié)鏡檢查的患者,排除有軟骨損傷后作為對照(表1)。

1.2 臨床評價

使用 Kellgren-lawrence 分級標準對患者膝關節(jié)前后位X線片進行評估。根據(jù)疾病嚴重程度,OA分為五個等級:0級,正常,無X線改變;1級,關節(jié)間隙可疑狹窄,可能有骨贅;2級(輕度),明確的骨贅,關節(jié)間隙正?;蚩梢瑟M窄;3級(中度)中度骨贅,關節(jié)間隙明確狹窄,軟骨下骨部分硬化,可能有畸形;4級(重度),巨大骨贅,關節(jié)間隙明顯變窄,軟骨下骨嚴重硬化,明確的畸形。定義 X線片上 K-L分級≥2 級為骨關節(jié)炎。

WOMAC關節(jié)評分從疼痛、僵硬和關節(jié)功能三方面評價膝關節(jié)炎的嚴重程度和治療效果。由輕微到極端疼痛或困難以0~4分計量,分值越大,膝關節(jié)炎癥狀越嚴重。

1.3 實驗室方法

留禁食12 h患者和對照的清晨靜脈血,除常規(guī)送檢 ASO,RF 和 CRP 檢查外,4°C 下 1000 g 離心 15 min后取上清貯存于-80℃冰箱內(nèi)備用。對關節(jié)炎患者無菌條件下常規(guī)關節(jié)腔穿刺治療,對照行關節(jié)鏡檢查置入穿刺套管,注藥或注生理鹽水前抽取關節(jié)滑液 ,半 小時 內(nèi)標 本 4℃下 5000 g 離 心 20 min 離心 去除細胞核,關節(jié)內(nèi)組織碎片,取上清儲存在凍存管,置于-80°C冰箱內(nèi)備用。

脂聯(lián)素濃度的定量測定是用商業(yè)酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA,Quantikine,R&D 系統(tǒng),明尼阿波利斯,明尼蘇達州)。根據(jù)說明書,分別設空白孔、標準品孔、待測樣品孔。在酶標包被板上標準品孔中加入稀釋好的標準品在酶標包被板上待測樣品孔中先加樣品稀釋液 40 μl,然后再加待測樣品 10 μl(樣品最終稀 釋 度 為 5 倍 )。 輕 輕 晃 動 混 勻 ,37℃ 溫 育 30 min。洗 板 5 次 ,除 空白 孔外 每孔 加入 酶標 試劑 50 μl,混勻,37℃溫育 30 min。洗板 5 次,每孔先加入顯色劑A 50 μl,再加入顯色劑 B 50 μl,混勻,37℃避光顯色10 min。每孔加終止液 50 μl終止反應。以空白孔調(diào)零,在 450 nm波長下測量各孔的吸光度值(OD 值)。根據(jù)標準品的濃度及對應的OD值計算出標準曲線的直線回歸方程,再根據(jù)樣品的OD值在回歸方程上計算出對應的樣品濃度。由于樣品稀釋,其實際濃度應該乘以總稀釋倍數(shù)。

表1 關節(jié)炎組和對照組一般情況比較()

表1 關節(jié)炎組和對照組一般情況比較()

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1.4 統(tǒng)計學處理

統(tǒng)計分析采用 SPSS 10.0。采用正常狀態(tài)和方差齊性檢驗測試分析血清和滑液中脂聯(lián)素濃度,年齡,體重指數(shù)。各組之間進行了比較采用 Mann-Whitney U檢驗等。使用非參數(shù)檢驗 Spearman相關系數(shù)分析脂聯(lián)素水平與體重指數(shù)和K-L分級,WOMAC 疼痛評分之間的聯(lián)系。以平均值±標準差記錄數(shù)據(jù),P< 0.05時為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

骨關節(jié)炎患者[(62.4±11.9)歲]和對照組[(39.1± 7.5)歲]之間存在顯著的年齡差異(P<0.001),兩組之間性別差異不顯著(P=0.5)。骨關節(jié)炎患者的體重指數(shù)[(26.1±1.6)kg/m2]與對照組[(25.5±1.1)kg/m2]無顯著性差異(P=0.43)。見表1。

關節(jié)炎組的血清和關節(jié)滑液中,對照組的血清中均檢測到脂聯(lián)素。關節(jié)炎組的血清中脂聯(lián)素水平[(6177.8±991.0)ng/ml]和對照組[(5793.4±673.3)ng/ml]無統(tǒng)計學差異(P=0.12),關節(jié)炎組血清中的脂聯(lián)素水平[(6177.8±991.0)ng/ml]顯著高于關節(jié)滑液中的水平[(824.3±304.7)ng/ml](P<0.001)。

關節(jié)液中的脂聯(lián)素和血液中的脂聯(lián)素水平無顯著 相 關 性(r=0.15,P=0.1)。 關 節(jié) 液 和 血 液 中 的 脂 聯(lián)素與 WOMAC 評分相關不顯著(r=-0.13,r=-0.01,P> 0.05)。

將64例骨關節(jié)炎患者按照X線片K-L分級標準劃分:2級15例,3級31例,4級18例。數(shù)據(jù)顯示,患者的的X線分級越高,關節(jié)滑液中脂聯(lián)素也越低(r=?0.51,P<0.001)。關節(jié)滑液中的脂聯(lián)素水平與患者的身高體重指數(shù) BMI呈負相關(r=-0.32,P=0.011)。但血清中的脂聯(lián)素與 X 線分級無明顯關聯(lián)(r=-0.17,P=0.18)。見表2。

表2 不同KL分級關節(jié)炎患者關節(jié)液和血清中脂聯(lián)素水平比較()

表2 不同KL分級關節(jié)炎患者關節(jié)液和血清中脂聯(lián)素水平比較()

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鑒于年齡,性別,體重指數(shù)可以影響骨關節(jié)炎嚴重程度,因此,我們進行了多因素 Logistic回歸分析,以年齡,性別和體重指數(shù)作為OA的協(xié)變量,以探討關節(jié)滑液中脂聯(lián)素與骨關節(jié)炎嚴重程度(X線K-L分級)的關系。我們發(fā)現(xiàn),糾正了年齡,性別與BMI的影響,滑液中脂聯(lián)素和骨關節(jié)炎的嚴重程度(X線KL分級)呈負相關(P=0.02)。

3 討論

脂聯(lián)素是一種多肽,有三聚體(低分子量),六聚體(中分子量),和寡聚結構(高分子量)大小不同的的復合物[13,14]。脂聯(lián)素與生活方式的密切相關,具有拮抗胰島素抗性、動脈粥樣硬化和炎癥的能力。脂聯(lián)素發(fā)揮抗炎作用的機制是向下調(diào)節(jié)促炎細胞因子合 成,如 腫瘤 壞死因 子α和 白 細胞 介 素-1β(IL-1β)[15],另一方面,它還能誘導抗炎因子 IL-10,IL-1 受體拮抗劑(IL-1Ra)的表達[16,17]。

雖然脂聯(lián)素可以在很多情況下拮抗炎癥介質(zhì),它在關節(jié)疾病的作用仍有爭議。Chen 等[10]認為脂聯(lián)素在OA發(fā)病中起保護作用,其機制是通過誘導金屬蛋白酶2 組織抑制劑的表達,抑制白細胞介素-1β誘導的基質(zhì)金屬蛋白酶-13合成。但也有研究發(fā)現(xiàn)骨關節(jié)炎和類風濕關節(jié)炎患者的滑膜成纖維細胞,軟骨細胞和髕下脂肪墊分泌脂聯(lián)素,導致 IL-6,IL-8 和基質(zhì)金屬蛋白酶與一氧化氮水平增加,這些介質(zhì)加劇了炎癥和關節(jié)軟骨損害[12,18]。脂聯(lián)素不同的效應可能取決于它在關節(jié)內(nèi)的不同濃度[18]。

本研究結果顯示,無論是對照組還是骨關節(jié)炎患者體內(nèi),血清脂聯(lián)素濃度均顯著高于其滑膜濃度,這 與 以 往 的 研 究[6,9,12]在 骨關 節(jié) 炎 和 類 風 濕 關 節(jié) 炎 中的結論相同。脂聯(lián)素可能主要是由關節(jié)外組織和外周脂肪儲備釋放后進入體循環(huán),然后通過滑膜進入關節(jié)。關節(jié)液中脂聯(lián)素水平低的原因可能是脂聯(lián)素分子量大,化學結構復雜,轉(zhuǎn)運受到滑膜屏障限制。骨關節(jié)炎患者關節(jié)內(nèi)環(huán)境的改變(炎性介質(zhì)濃度升高,血管通透性增加等)可能改變了滑膜屏障的通透性,造成了骨關節(jié)炎患者體循環(huán)中的脂聯(lián)素比對照更容易進入關節(jié)內(nèi)的滑液組織中。這就可以解釋本研究中關節(jié)炎組和對照組血清脂聯(lián)素水平相似,但對照組滑液脂聯(lián)素水平顯著低于關節(jié)炎組的事實。另一種可能的解釋是,在骨關節(jié)炎發(fā)病的關節(jié)內(nèi),脂聯(lián)素的破壞程度超過了其合成水平。

我們發(fā)現(xiàn)在患者體內(nèi)脂聯(lián)素的血清濃度和滑膜濃 度 相 關 不 顯 著 ,這 與 以 往 研 究 結 果 相 反[11,13,19]。 我們考慮可能的原因是,滑液中脂聯(lián)素的主要來源可能是關節(jié)內(nèi)組織,如滑膜,關節(jié)軟骨關節(jié),髕下脂肪墊[20],所以滑液中脂聯(lián)素濃度與體循環(huán)關系不大。另一種原因可能是基于本研究的系統(tǒng)誤差,由于部分關節(jié)炎患者是進食后在門診進行關節(jié)腔穿刺取滑液標本的,而抽血都是空腹進行的,飲食對脂聯(lián)素的影響不容忽視。

我們還發(fā)現(xiàn),關節(jié)液中脂聯(lián)素水平與X線分級顯著負相關。評級越高,病情越重,脂聯(lián)素水平越低。關節(jié)液中脂聯(lián)素濃度低的患者有罹患更嚴重骨關節(jié)炎的風險。這種關聯(lián)提示脂聯(lián)素作為一種抗炎介質(zhì)在OA發(fā)病中起保護作用。無論是關節(jié)內(nèi)還是在全身循環(huán)中,脂聯(lián)素缺乏都會引起炎癥和關節(jié)破壞[20]。

無論關節(jié)炎病情輕重,我們都能檢驗出骨關節(jié)炎患者關節(jié)液中的脂聯(lián)素,而無法測出對照關節(jié)液中的脂聯(lián)素,即使兩者血清中的脂聯(lián)素水平相似。與血液相比,關節(jié)滑液更能直觀、靈敏地反映關節(jié)炎癥和軟骨代謝的狀態(tài)。因此,檢測關節(jié)液中的脂聯(lián)素對早期診斷骨關節(jié)炎,測定評估骨關節(jié)炎的進展大有裨益。

在本研究中,我們發(fā)現(xiàn)在血清和滑液中的脂聯(lián)素水平與體重指數(shù)呈負相關,這說明在骨關節(jié)炎的啟動和進展中,脂聯(lián)素和肥胖可能存有代謝方面的關聯(lián)。在對脂聯(lián)素和關節(jié)X線分級的回歸分析時,我們把體重指數(shù)和性別年齡一起劃為了混雜因素,糾正了BMI的影響,增加了滑液中脂聯(lián)素和骨關節(jié)炎的嚴重程度相關的可信度。我們沒有發(fā)現(xiàn)脂聯(lián)素與WOMAC 功能評分的關聯(lián)。推測原因可能是WOMAC同時覆蓋了疼痛、僵硬和功能障礙三方面,較多的受觀察對象的主觀因素影響,而不象K-L分級那樣客觀。

本研究不可避免地存在一定缺陷。首先,關節(jié)炎組和對照組存在著顯著的年齡差異,這種差異很難避免,因為與OA同年齡組的正常人關節(jié)是不會接受關節(jié)腔穿刺或關節(jié)鏡檢查的。其次,對性別體重指數(shù)以外的潛在干擾因素,如內(nèi)科合并癥,體型(腰圍)等評估不足。最后,保存標本時沒有添加蛋白酶抑制劑,所以可能存在蛋白裂解的可能。但是我們?nèi)雍篑R上凍存和凍融后立即檢測,已經(jīng)把蛋白降解減輕到了最低。

綜上所述,骨關節(jié)炎患者體內(nèi)血清脂聯(lián)素濃度顯著高于滑液。骨關節(jié)炎患者滑液脂聯(lián)素水平與疾病嚴重程度呈負相關。檢測關節(jié)滑液中的脂聯(lián)素可能有助于早期發(fā)現(xiàn)骨關節(jié)炎。

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關于組織中國骨科醫(yī)生代表團赴印度出席“第八屆國際ASAMI大會”會議通知

(8th International ASAMI Conference)

國際 Ilizarov 技術學習與應用協(xié)會(ASAMI)主辦,國際肢體延長與重建協(xié)會(ILLRS)及印度矯形外科協(xié)會協(xié)辦的第八屆國際 Ilizarov 技術應用與進展大會,將于 2014 年 9 月 18 日~21 日在印度 Goa召開。屆時將有來自世界各地的矯形外科專家與會交流,美國著名矯形外科專家 Dror Paley,意大利著名矯形外科專家 Maurizio Catagni及來自 Ilizarov 技術發(fā)源地俄羅斯庫爾干的專家等將悉數(shù)蒞會。這是代表世界肢體畸形矯正與功能重建最高水平的國際大會,將是一場學術碰撞與文化交流的盛宴。國際肢體延長與重建協(xié)會(ILLRS)中國組委會主席,中國骨科醫(yī)師分會外固定與肢體重建委員會主席秦泗河教授將組織中國骨科醫(yī)生代表團赴會。歡迎各位骨科同仁積極報名參會和投稿。

會議詳情(會議投稿注冊費用等譯成中文)請點擊登錄秦泗河主任首頁:

http://www.qinsihe.com/index.php/qin/news_content/40

報名聯(lián)系方式:秦泗河矯形外科辦公室工作秘書劉昱欣

電話:15801000259

傳真:010-58122956

郵箱:wgd20131220@163.com(郵件請注明“參加印度會議”)

Correlation between adiponectin in synovial fluid and knee osteoarthritis severity

WANG Xiaobin,YIN Zilong,XUE Qingyun*
(Orthopeadic Department of Beijing Hospital,Beijing 100730,China)

Adiponectin;Disease severity;Osteoarthritis,synovial fluid

*通信作者:薛慶云,E-mail:xueqingyun163@163.com

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