运动伤害、意外事故、关节炎症：不定何时，人体最坚固的关节——膝盖就会突然罢工。为此，医生和工程师们不断研发新的手段，来帮助膝盖终生保持灵活。

单腿站立时，膝盖所承受的重量是体重的2.5倍。弯曲一下膝盖，膝关节就需要承受200公斤的重量。上一级台阶是250公斤，下一级台阶280公斤，绊一下640公斤。我们的膝盖每天都在承受着巨大的压力，上述重量不过是一个体重80公斤的人所需要承受的。每增加一公斤的体重，相应的承重量也会明显上升。

柏林夏利特医院的乔治·贝格曼教授带领的团队和研究员依奈丝·库兹勒共同得出了上述结论。在过去的10年间，库兹勒一直在研究人体膝盖部位每天在面临何种压力。她给9位研究对象的膝部植入了一种特制的芯片，可以测算出膝盖在日常生活或运动过程中会承受何种力量。

软骨：骨头末端的缓冲层

这项技术揭示了一个出人意料的发现：“平常站立的时候，每个膝盖都承受了整个身体的重量，而不是像人们想象的仅仅是体重的一半。”库兹勒说，“单腿站立时，承重会提升至体重的2.5倍。”

我们一生中平均会弯曲3.3亿次膝盖，然而并不是所有人的膝盖都能经得起这样持续的负重。从整个膝盖部位来看，最脆弱的要数包裹在骨头末端的软骨层了，它和韧带、半月板一起作用，在腿部传导力量，维持膝盖部位的稳健。据巴塞尔大学医院的医生统计，在欧洲和美国，每年有超过200万人软骨受损。其中大多数由交通事故或者运动受伤造成，而这些往往会恶化成更加严重的损伤。就像是碗里面的裂痕会不断变大一样，小小的膝盖软骨损伤也会越发严重，直至这个缓冲要件完全失去它应有的功能。

本身不含有任何血管组织的软骨行使着保护身体的职能。“关节软骨是一个非常特殊的部位。”慕尼黑整形科医生沃尔夫冈·弗灵格说，“不知是什么原因，一旦整个身体停止生长，软骨也就随即丧失了再生的功能。”

利用试管再造软骨的方式，也仅仅能起到有限的缓解作用。弗灵格说：“人造软骨组织一开始还不错，但仅仅一两年过后，它们就会发生变化，丧失减震功能。”

腹部脂肪：受损关节的新鲜细胞补给

然而研究人员从未放弃。干细胞专家埃克哈特·阿尔特在美国研制出了新的治疗手段，有望治愈这种疾病。阿尔特教授的同事们已经在全球范围内使用这种无比简单的疗法救治了超过200位病人，帮助他们已经消失的软骨实现再生。

“我们刚刚对15位在一年前进行过手术的病人进行了追踪，通过检验他们膝盖部位的细胞切片，了解膝关节的恢复程度。”阿尔特说。结果显示：平均90%的软骨获得了再生，经过精确检验，这些新生的软骨达到了所需的3层厚度，能够精确覆盖原有损伤，“患者的膝盖又能够再次承压了。”

下一步便是进行一项新的尝试了。“我们把前期通过局部麻醉从患者腹部脂肪处提取出的干细胞注入关节处。”阿尔特说道。这一部分干细胞组织会在新环境下发生新的变化。它们在阿尔特的病人膝盖处形成了新的宝贵的软骨组织。只是目前还没有形成一个长期的研究结论。

从鼻部获取脂肪干细胞和软骨

软骨不仅能通过干细胞移植获得，还能够从别的身体部位中提取。巴塞尔大学医院的医生们把10个病人的鼻部软骨移植进了他们的膝关节。两年后，其中的9位都表示他们在术后的行动明显改善。这一结果也通过拍片得到了进一步证实。此外，在拍片画面中，已经完全无法分辨原本的软骨和植入的鼻部软骨间的区别了。另有一位病人由于膝盖损伤过大，没有参与此次调查。医生们表示，所有的病人均未出现移植排斥现象。在另一项涉及25位病患的研究中，医生们还打算对这一方法继续进行测试。

如果软骨完全失灵，那么只有拿人造关节来代替了。德国外科医生每年会进行约16万例膝盖假体移植手术。很多专家都认为这个数量太过庞大。

膝盖假体技术在过去的数年间不断提高，适用性越来越好。“它们平均能够维持20年左右。”美因茨大学医院矫形外科主任飞利浦·德里斯说。他坚信，膝部关节炎患者植入定制的假体后，生活质量会有明显的提高，“特别是对那些还想要做很多运动的年轻人来说，现在他们也可以认真考虑接受这种治疗了。”

韧带撕裂怎么办，做手术还是练肌肉？

今后，医生们能够借助具备感知功能的特制护膝，来确定膝盖的坚固程度以及需要何种治疗。医生及工程师马丁·森斯发明了可以测量膝盖不稳定程度的仪器，这种不稳定大多情况下都是由于韧带受伤造成的，其中前十字韧带损伤最为常见。去年，森斯因为这项发明获得了德国矫形手术协会颁发的研究大奖。