在同种异体骨软骨移植动物实验中，取材的软骨部分采用冰冻骨软骨标本，另有一些实验采用新鲜标本。传统的冰冻保存法可以在体内较好的维持软骨的完整性，而其与新鲜骨软骨移植相比，术后较长一段时间内软骨缺损修复部分的组织的组织结构及力学性能存在何种差异，尚缺乏实验研究证实。
最近，美国加利福尼亚San Diego大学的Andrea L等采用山羊软骨膝关节软骨缺损模型，对新鲜与冰冻保存同种异体骨软骨标本移植术后6个月的修复组织形态及力学性能进行考察。他们的研究报告发表在近期出版的J Bone Joint Surg Am上，基于研究结果，作者指出，在保持软骨细胞活力方面，新鲜和冰冻保存的骨软骨移植物表现出“最佳和最差”的效果，但采集和处理方法上具有“困难和简单”的特点。
在该研究中，共对7只实验动物山羊膝关节软骨缺损模型实施了同种异体骨软骨移植手术，比较新鲜与冰冻两种保存骨软骨标本移植术后6个月的修复区组织结构和生物力学性能。骨软骨移植区的具体评价指标包括骨软骨结构（软骨厚度，填充情况，软骨表面形态及退变情况，骨-软骨界面形态），带状软骨成分（细胞含量、基质成分）以及软骨的生物力学功能状态（刚度）等。通过线性回归分析考察软骨刚度或软骨成分与其表面退变之间的相关性。
图1.实验设计流程：供体准备(A)，移植手术(B)，移植区取材(C)，生物力学分析，软骨组成及骨软骨结构测定(D)。MFC：内侧股骨髁，LT：股骨滑车外侧面，Rx：治疗，Ø：直径，h：高度，Non-OP：非手术对照膝，OP：手术治疗膝，mCT：微CT。
图2.移植手术中照片所示，(A)在股骨内侧髁和股骨滑车外侧面创建的骨软骨缺损区；(B)缺损区植入移植物。MFC：内侧股骨髁，LT：股骨滑车外侧面，PROX：近端，DIST：远端。
研究结果显示，相比冰冻移植区，新鲜软骨移植区可保持软骨的载荷功能，通过还能够维持软骨细胞和其基质成分的带状分布。总体上，新鲜同种异体骨软骨移植区的力学性能与非手术对照组相当，而冰冻标本移植区的软骨刚度较之非手术对照组或新鲜标本移植组低约80%（95%的可信区间，73% - 87%）。相应地，冰冻标本移植组的细胞含量和基质成分较之非手术对照组或新鲜标本移植组分别低约96%（95%的可信区间，94% - 99%）和55%（95%的可信区间，22%- 92%）。软骨刚度与软骨细胞含量及基质成分水平呈显著正相关，与表面退变呈显著负相关。
图3.移植术后6个月，在股骨内侧髁(A ,C)及股骨滑车外侧面(B ,D)移植区采集在体骨软骨标本的刚度(A , B)及软骨厚度(C ,D)分析结果。数据以均数±标准差表示。星号表示p < 0.05，双星号表示p <0.01。Rx：治疗，n：样本含量，Non-OP：非手术对照标本，OP：手术治疗标本。
图4.移植术后6个月，在股骨内侧髁(MFC)及股骨滑车外侧面(LT)移植区采集在体骨软骨标本的软骨细胞检测结果。数据以均数±标准差表示。星号表示p < 0.05，双星号表示p <0.01。Rx：治疗，n：样本含量，S：浅层，M：中层，D：深层，Non-OP：非手术对照标本，OP：手术治疗标本。
图5.移植术后6个月，非手术对照组、冰冻保存组以及新鲜标本组在股骨内侧髁(A, B, C, G, H, I)和股骨滑车外侧面(D, E, F, J, K, L)采集的骨软骨标本，采用Hexabrix增强微CT(HE-mCT)分析的典型彩图(A - F)，以及采用番红O(Saf-O)染色(G - L)的组织学表现。PROX：近端，DIST：远端。
图6.移植术后6个月，在股骨内侧髁(MFC) (A)和股骨滑车外侧面(LT) (B)采集的骨软骨移植区在体标本，采用Hexabrix增强微CT(HE-mCT)分析的灰度值。数据以均数±标准差表示。星号表示p < 0.05，双星号表示p <0.01。Rx：治疗，n：样本含量，S：浅层，M：中层，D：深层，Non-OP：非手术对照标本，OP：手术治疗标本。
图7.移植术后6个月，在股骨内侧髁(MFC) (A,C,E)和股骨滑车外侧面(LT) (B,D,F)采集的骨软骨移植区在体标本，软骨填充(A ,B)，软骨表面形态(C ,D)以及骨-软骨界面状况(E, F)检测结果。数据以均数±标准差表示。星号表示p < 0.05，双星号表示p <0.01。Rx：治疗，n：样本含量。
图8.移植术后6个月，典型膝关节(A ,B)股骨内侧髁(MFC) (C,D)和股骨滑车外侧面(LT) (E,F)移植区的大体观察表现，蓝色边框图像表示冰冻组标本，绿色边框图像表示新鲜组标本。图片右下角的数字表示接受相应移植手术的动物数量。箭头表示移植区与宿主软骨的边缘。Rx：治疗，PROX：近端，DIST：远端。
表1.组织学及软骨表面退变评分结果
图9.移植术后6个月，非手术对照组(Non-OP) (A - D)、冰冻保存组(E - H)以及新鲜标本移植组(I - L)的股骨内侧髁(MFC) (A, B, E, F, I, J)和股骨滑车外侧面(LT) (C, D, G, H, K, L)移植区的苏木精伊红染色的典型组织学表现。插图为局部的放大观。图A-D的骨髓中包含原始脂肪细胞；图E-L的骨髓出现纤维化表现，包含紫色的梭形成纤维细胞，并伴有脂肪细胞。图E-I中存在骨囊肿（箭标所指），经大体观察即可见骨囊肿存在（骨中存在空腔或包含黏胶样物质）。图F-J可见小圆形粉红色嗜酸性细胞成簇浸润。
图10.在深层带(B)，组织学评分(D)以及软骨表面完整性评分方面，股骨内侧髁和股骨滑车外侧面的软骨刚度(C, D)与细胞含量(A)，Hexabrix增强微CT(HE-mCT)灰度值(Gray Val)的参数回归分析(A and B)和Spearman等级相关(C, D)分析结果。图中的数据坐标点对应非手术对照组（红圈），冰冻保存组（蓝方块）和新鲜标本移植组（绿三角）。p表示显著性，R2（A,B）和r2(C,D)表示回归系数和回归系数。直线表示线性回归趋势。
本动物实验模型中，冰冻标本移植区在术后6个月表现出治疗失败，软骨软化，细胞及基质丢失，移植物下沉。软骨移植区的载荷性能的维持与软骨细胞及其基质成分的带状分布有关，该研究结果表明，同种异体骨软骨移植标本的储存过程中保持细胞的活力非常重要，细胞活力会显著影响移植术后6个月的修复效果。
