2.1   创伤性骨关节炎研究发文量   见图1。



2.2   创伤性骨关节炎研究的学科分布   见图2及表1。







2.3   创伤性骨关节炎的主要研究力量分布
2.3.1   国家、地区分布   见图3及表2。








2.3.2   研究机构分布   见表3。



2.3.3   主要研究学者   见表4。



作者被引频次的高低可以一定程度上客观反映出作者在该领域的学术影响力。由图4可知，Lohmander LS，Brown TD，Anderson DD和 Buckwalter JA等是创伤性骨关节炎研究的关键作者，且作者之间存在被引关系。在学术影响力较高的作者中，未见中国学者。



2.4   创伤性骨关节炎研究热点分析   关键词作为文献内容的高度浓缩，充分反映了研究领域的关注焦点和研究者感兴趣的学术话题[7]。突现性关键词是短时间段内频次变化率高的词，反映研究趋势。运行CiteSpace 软件，网络节点选择Keyword(关键词)，Top N选择20，算法选择           Log-likelihoodratio，term labeling，点击“By Frequent”，得到由119个节点和188个连线的高频关键词共现图谱并绘制高频关键词和突现性关键词，见图5，6，表5。











2.5   创伤性骨关节炎研究文献共被引分析   见图7。文献共被引关系是指2篇或多篇论文同时被一篇或多篇论文所引用，这种共被引关系在知识图谱上表现为节点间的连接[7]，基于文献共被引的聚类可以挖掘出这些文献所共同关注的内容。在文献共被引关键词聚类中前9位分别是#0 regeneration(重建)、#1 acl(前交叉韧带)、#2 anterior cruciate ligament rapture(前交叉韧带撕裂)、#3 post-traunatic(创伤后)、#4 ankle disorders(脚踝疾病)、#5 mitochondria(线粒体)、#6 subchondral(软骨下)、#7 nutraceuticals(营养品)和#8 post-traumatic arthritis(创伤性关节炎)。对被引频次高的文献进行关键词聚类后可知功能重建术后、前交叉韧带损伤、脚踝疾病及创伤后的创伤性骨关节炎是当前该领域研究热点，线粒体、软骨及营养品在创伤性骨关节炎的影响中也颇受重视。在被引频次上，ANDERSON教授共计被引66次[1]，远超其他学者，见表6。

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创伤性骨关节炎是由创伤所导致的一种骨关节炎，多见于各种关节创伤及运动损伤之后，尤其以膝关节韧带、半月板损伤、关节骨折及脱位后最为常见[1]。与骨关节炎相比，该病患者多见于青壮年人群，且多数患者身体运动更频繁、对运动功能要求更高，因此常需要更早及更频繁的手术干 预[2]。国外研究显示，创伤性骨关节炎每年给医疗系统造成的损失超过30亿美元，对于患者个人的生活质量以及社会都造成了巨大的负面影响[3]。
CiteSpace是美国德雷克塞尔大学陈超美博士开发并应用于科学文献可视化分析的软件，在国内外众多领域均得到广泛应用。CiteSpace兼具“图”和“谱”的双重性质与特征，可通过一系列可视化图谱的绘制与分析从而形成对研究文献演化过程的分析和学科前沿热点的探测[4]。创伤性骨关节炎是运动医学及骨科领域常见疾病，可严重影响患者的生活质量和运动功能，但是目前国内还没有对该领域的可视化分析研究。
文章通过Web of Science核心数据库中收录的近11年相关文献为研究对象，使用CiteSpace 可视化分析工具绘制知识图谱并结合文献分析相关领域研究文献的来源地区、机构、研究热点及其演变等情况，以期为该领域后续科研工作进一步展开提供参考。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

1.1   数据来源   文章所取文献来自于Web of Science引文索引数据库中的Science Citation Index (SCI)、Current Chemical Reactions (CCR-EXPANDED)和Index Chemicus (IC)，检索范围选择Web of Science TM核心合集，检索时间范围为2010至2020年，最后检索日期为2020-03-24，以“traumatic arthritis” “post traumatic arthritis”和“traumatic osteoarthritis”为检索词进行检索，语种选择“English”，此3个检索词用“OR”相连接，共检索到相关文献696篇。
1.2   文献分析方法   检索到的文献导出格式选择“纯文本”，导出的文献内容包含全记录与引用的参考文献。随后点击手动导出，并将下载的文本格式名称修改CiteSpace V5.6.R3软件可以识别的“download_xxx.txt”格式。
设置参数：时间跨度选择为2010年至2020年，选择“1”年为一个阶段进行时区分割，主题词术语来源默认全选，数据库设置为Top20进行显示，阈值默认选择，节点类型分别选取国家(Country)、机构(Institution)、学科(Category)和关键词(Keyword)等作共现分析。被引分析选择作者(Cited Author)及文献(Reference)作被引分析，并绘制可视化知识图谱。CiteSpace整合了数学、视觉和哲学思维，并基于科学发展模式理论、科学前沿理论、科学传播的信息觅食和知识单元离散与重组等理论将一个领域的演化历程展现在知识图谱上，并通过对聚类、聚类之间的关系等来入手解读各种指标信息以达到分析现状和预测未来前景的功能[5]。
1.3   主要观察指标   纳入文献的发文量、学科分布、主要研究力量、研究热点和主要研究文献分析内容。

3.1   创伤性骨关节炎的研究现状   发文量在一定程度上能够反映该领域的关注度和研究热度，有关创伤性骨关节炎的文章在近10年内呈总体上升趋势，该领域的研究逐渐受到学者的关注。鉴于该领域仍存在不少有待研究和解决的问题，预测将来该领域的发文量会继续增加。当前对创伤性骨关节炎的研究涉及的学科较多，但总体而言，骨科是创伤性骨关节炎的主要学科研究力量，其次是风湿病学、外科、运动科学和生物医学工程。2013年前后分子生物学、生物化学与内分泌代谢相关学科的研究开始增多，2015年细胞领域及多学科间的研究也开始增加，2016年文献量呈爆发性增长，化学学科发文量增多，近两年神经科学领域在此也有所建树。创伤性骨关节炎近10年研究学科的总体趋势：从最开始临床学科一家独大到生物化学及细胞分子等基础学科也共同参与的趋势，且呈多学科研究趋势。
在创伤性骨关节炎论文数量的贡献上，美国占据主要地位，以336篇文献占据近11年全部发文量的48%，其次是中国92篇，占近11年全部论文的13%，与第1名美国在科研产出上存在不小差距。值得一提的是，中国也是发文量前10位国家中仅有的发展中国家，其他研究国家均为世界主要发达国家。在论文中心度上，除中国外发文量前6位的美国、加拿大、澳大利亚、德国、英国和意大利也分别是中心度前6位的国家。中国虽然发文量高居第2但在中心度上仅排在第8位，这提示中国学者文章要努力提升学术影响力。在创伤性骨关节炎相关研究前5位研究机构上高校占比2/3，其中卡尔加里大学以49篇发文量占据首位，纽约特种外科医院44篇紧随其后，其次是杜克大学、爱荷华大学和布朗大学。在中心度上，杜克大学排名最高，克利夫兰医学中心虽然在发文量上没能进入前5但在中心度上仅次于杜克大学，反观卡尔加里大学虽然发文量第一但在中心度上仅位列第5位。在发文量和中心度前5位上榜的研究机构均来自于北美发达国家：美国和加拿大，尤其是美国在该领域研究上处于绝对领先地位，这可能与美国发达的运动医学体系和健全完善的学校体育及竞技体育配置有关，这对于中国该领域的发展来说有一定借鉴意义。在该领域被引频次前列的作者中，主要是来自于美国的学者，中国的学者虽然在该领域发文量高居第2位，但遗憾的是中国学者在该领域学术影响力相对较低。
3.2   创伤性骨关节炎的研究热点与内容   关键词是文章核心的浓缩和提炼，其出现频次越高意味着该研究主题的热度越高[17]。创伤性骨关节炎主要关注部位在软骨，主要关注关节为膝关节，在致病因素中主要关注前交叉韧带创伤、损伤及骨折。突现性关键词是指一段时间内出现频次较高的词，在一定程度上能反映出学科发展趋势。在2010至2015期间“体外”“冲击”“关节固定术”“细胞死亡”“关节置换术”“疾病” “外植物”“肘关节”和“运动学”为该期突现性关键词；在2016至2018年突现性关键词转向“分类”“形态学”“十字韧带横断”“鼠模型”“生物力学”“髋臼骨折”和“膝骨关节炎”；近2年突现性关键词主要是“退化”“差异性” “全膝关节置换”“疼痛”，延续了对生物力学的热点研究，可见近11年对创伤性骨关节炎的研究切入角度较为广泛。从被引文献频次前列的主要研究内容中可知，该领域近年来被引频次前10位的论文主要关注创伤性骨关节炎的发生发展机制，各种关节损伤与创伤性骨关节炎发生发展的关系，以及创伤性骨关节炎的预防及治疗策略。动物实验和机制研究较多，临床研究较少。
3.3   创伤性骨关节炎的发生发展机制   创伤性骨关节炎的发生机制的研究是近年来许多研究文献的切入点及研究热点，其中对于关节软骨和炎性细胞因子的研究较多。有学者指出关节受到急性撞击时可导致软骨胶原损伤且刺激软骨细胞释放氧自由基，从而导致进行性软骨细胞损伤和基质降解[18-19]。此外，软骨在受到压缩和剪切力时也会使软骨细胞活性改变，并释放软骨细胞外基质分子[20]。软骨细胞死亡被认为是创伤性骨关节炎发生的重要机制[21]，软骨细胞的死亡可以先于结构损伤发生。在体内实验中发现单一的撞击负荷即可诱导软骨细胞凋亡；体外实验则发现凋亡程度与施加的负荷强度有关且随着培养时间的延长而增加[22]。在最新的综述研究中学者认为软骨内源性生长因子的可获得性降低和软骨细胞的反应性改变可以被视为创伤性骨关节炎的一个标志[23]。
各种损伤后关节内炎性细胞因子的释放升高在近11年许多学者研究中被指出是创伤性骨关节炎发生发展的重要机制，且与软骨损伤的严重程度密切相关[24]。关节急性损伤后，在巨噬细胞产生的炎症介质抵抗素介导及滑膜组织的炎症反应影响下可使大量的炎性细胞因子含量升高，促进软骨基质的降解[25]。此外，机械损伤还可增强由肿瘤坏死因子α和白细胞介素6及其可溶性受体联合诱导的软骨蛋白多糖分解代谢[26]。关节创伤后滑膜液中的炎症介质还会抑制润滑素的合成，研究者发现前交叉韧带损伤患者润滑素在损伤后前几天减少最明显，且需要将近1年才逐渐恢复正常水平[27]。
通过CiteSpace可视化分析结果及结合文献，学者们对于运动损伤与创伤性骨关节炎发生发展的关系也给予了较多关注，其中5种常见的运动损伤已被明确证实可使患者发生创伤性骨关节炎的风险增大，包括前交叉韧带断裂、半月板撕裂、肩关节脱位、髌骨脱位和踝关节不稳[28]。有充分的证据表明前交叉韧带或半月板损伤与骨关节炎的发展有关[29]。有调查显示确诊前交叉韧带或半月板撕裂后10-20年约50%的人群有疼痛和功能障碍并被诊断患有骨关节炎。在前交叉韧带断裂12年后，有42%的女足运动员存在影像学上骨关节炎表现，有75%的女足运动员自述被膝盖问题困扰[30]。在对前交叉韧带撕裂的男足运动员的相应研究中，也报告了类似的结果[31]。有研究指出前交叉韧带损伤后骨吸收和骨形成之间的平衡被破坏，滑膜细胞的低度浸润、细胞因子的产生和关节组织细胞的炎症激活可使患者面临发展成创伤性骨关节炎的风险[32-34]。除了前交叉韧带撕裂外，韧带内外翻松弛及老化也可能在膝骨关节炎的发展中发挥作用[35]。在小鼠半月板切除模型中，尽管在软骨外观方面没有差异，但仍发现了滑膜厚度和白细胞介素6水平的降低[36]。据相关研究报道半月板损伤还与软骨丢失增加密切相关[37-38]。有学者对有症状的膝骨关节炎成年人的调查中也发现约有63%的患者曾发生半月板损伤[39]。肩关节脱位多见于投掷及身体接触较多的运动，在26.3%因肩关节不稳定接受手术治疗的患者中发现骨关节炎的影像学证据[40]。髌骨脱位好发于年轻运动员且复发率高，研究发现即使对于只发生一次髌骨脱位的患者，其中52%也会遭受影响活动的长期后遗症[41]。踝关节是人体最常见损伤的关节之一，高达90%的踝关节骨关节炎由创伤后引起[42]。LOFVENBERG等[43]对非手术治疗的慢性踝关节不稳定患者(年龄18-23岁)进行20年的随访，发现13%的慢性踝关节不稳定患者被诊断为骨关节炎。
在近11年创伤性骨关节炎的研究文献中，关节内骨折和关节软骨所受到的直接冲击对创伤性骨关节炎发病的影响也存在较多的研究。关节在遭受机械冲击时，细胞外基质和嵌入的软骨细胞受到巨大压力不仅可导致软骨细胞立即坏死，而且纤维连接蛋白和高迁移率族蛋白1等也会突然释放，这些损伤相关分子模式可通过模式识别受体诱导细胞内信号通路[44]。上述病理模式的激活可增强创伤效应，并推动持续的细胞死亡和软骨破坏，最终形成恶性循环[21]。此外，关节内骨折严重程度的增加也与滑膜炎增加、关节周围骨密度和厚度降低等病理改变密切相关[45]。在一项对221例滑膜炎患者的研究中，学者发现滑膜炎的存在与随后18个月内软骨损伤的进展有关。随着时间的流逝，滑膜炎的持续存在与同时发生软骨损伤进展密切相关[46]。另一项对514例没有骨关节炎影像学证据的膝关节疼痛患者研究中也证明了积液和滑膜炎与随后的软骨侵蚀有关[47]。
各种运动损伤后发生的关节运动学改变、肌肉萎缩、机械稳定性下降和各种降解酶的激活、软骨细胞基因表达的改变、疼痛和恐惧等心理因素以及骨折发生时对软骨的破坏被认为是运动损伤后发生创伤性骨关节炎的潜在机制[48-52]。
3.4   创伤性骨关节炎的预防和治疗   创伤性骨关节炎的预防和治疗研究是该领域论文的主要关注方向之一。学者从各个靶点角度对创伤性骨关节炎预防进行了探索。相关研究已证实在关节内注射抗细胞因子药物白细胞介素1受体拮抗剂或可溶性肿瘤坏死因子受体Ⅱ可显著减轻关节骨折后的软骨退变和滑膜炎症[53]。通过使用低强度脉冲超声对创伤性骨关节炎的早期干预也可以减少雄性大鼠滑膜炎症和基质金属肽酶13的表达以及促进软骨Ⅱ型胶原的表达，从而延缓软骨的退化。对本体感觉的训练和护具的使用在预防损伤上有明确的证据支持，在经过本体感觉训练后踝关节受伤率可降低60%[54-55]，踝关节护具更是可降低踝关节3倍的受伤率[56]。在动物实验中也证实了损伤后合适的运动时机对于疗效来说尤为重要[57]。目前没有证据表明手术重建前交叉韧带在降低创伤性骨关节炎发展速度上优于非手术治疗，半月板修复和手术重建前交叉韧带并不能降低创伤性骨关节炎发生的风 险[58]，这可能与手术对组织的破坏及手术不能完全恢复正常的关节力学有关[59-60]。
考虑到软骨下骨与关节软骨之间的连接可能允许重塑过程产生的小分子转运穿过软骨与骨的交界处，从而促进创伤性骨关节炎的发展。研究建议使用抗吸收剂抑制破骨细胞介导下的软骨下骨重塑可能是针对创伤性骨关节炎预防和早期治疗中较有前途的研究方向[61]。改善神经肌肉控制及肌肉功能、对患者的健康教育、保持适当的体质量、营养均衡及个性化的药物治疗也被认为是预防创伤性骨关节炎的有效手段[62-64]。
创伤性骨关节炎的治疗研究文献内容主要集中于药理学和动物实验，但是对创伤性骨关节炎的治疗来说手术和神经肌肉功能训练仍是必不可少的[65-66]。损伤发生后存在一个时间窗，软骨细胞尚可拯救或保护使其免于死亡从而维持软骨细胞的活性和功能，并减少软骨结构的损害[67]，因此一些学者都强调了损伤早期进行干预治疗的意义。早期进行持续被动运动治疗[68]，创伤后消除功能失调的软骨细胞也受到了专家的推荐[69]。对创伤性骨关节炎发病机制的研究已明确了其主要治疗靶点和途径：抑制创伤后炎症反应，防止细胞死亡，防止降解和刺激新的软骨细胞外基质的产生，最佳的治疗方法应针对以上几条或全部的致病途径[70]。
半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶是细胞凋亡调控的主要靶点。体外研究表明，半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶抑制剂能有效保护软骨细胞凋亡及维持软骨细胞存活和功能[71]。此外，抗炎细胞因子白细胞介素1，4，10及可溶性肿瘤坏死因子受体融合蛋白等抗炎细胞因子也是当前创伤性骨关节炎的研究热点，且均展现了其在在创伤后软骨损伤中的治疗价值[72]。生长因子在创伤性骨关节炎治疗中也展现出了不错的潜力，骨形态发生蛋白7可以上调软骨细胞的新陈代谢和蛋白质合成，减轻软骨细胞分解代谢[73]。碱性成纤维细胞生长因子2缓释制剂则可以有效降低骨关节炎的严重程度[74]。大鼠关节内注射碱性成纤维细胞生长因子18可以显著诱导新软骨形成，并减轻了大鼠半月板撕裂的严重程度[75]。在减少机械性损伤导致的软骨细胞死亡上，梓醇、槲皮素、维生素E和乙酰半胱氨酸等抗氧化剂被认为具有治疗作用[76-78]，此外，N-乙酰半胱氨酸还能显著提高被撞击部位的蛋白多糖含量[79]。氨基葡萄糖在临床上得到了广泛的应用，但是由于口服给药浓度等问题其疗效尚存争议。研究已证实高浓度的氨基葡萄糖对软骨细胞和其他关节组织细胞作用确切[80]，在关节内注射氨基葡萄糖对治疗骨关节炎的有效性也得到了证明[81]。根据患者可能存在的合并症，有学者推荐关节内注射皮质类固醇或透明质酸，以及进行水上运动来缓解症状[82]。鉴于创伤性骨关节炎多为年轻患者但人工关节有一定寿命，因此人工关节置换可能不适合创伤性骨关节炎患者，再生医学的发展如自体软骨细胞植入等可能会在未来解决这一问题[83]。
3.5   文章局限性   鉴于该文章的目的，没有对创伤性骨关节炎某个具体的研究热点或方向进行可视化分析研究，未来可对某一方向或角度进一步开展研究分析，进而明确该领域某个方向具体的研究热点及进展。其次，由于最近发表的论文时间尚短，被引次数较少，可能导致被引频次较高的文献时间相对较远。最后，CiteSpace软件对于论文的可视化分析仅能支持单个数据库，尽管Web of Science是被学术界广泛认可和使用的国际知名引文数据库[84]，但仍存在文献分析片面或疏漏的可能性。
3.6   小结   文章通过可视化分析及文献计量学的方式科学、清晰、直观展现出2010至2020年创伤性骨关节炎领域的研究现状、研究力量、研究方向及研究热点，为创伤性骨关节炎近年的研究趋势和研究状况做了较为全面的总结。通过大数据较为明确地分析了创伤性骨关节炎现有的研究方向及未来可能的研究热点及方向，可为从事该领域研究的专家学者提供一定的参考。从该领域研究趋势来说，创伤性骨关节炎还有很大的探索空间，可以预见美国还会在未来一段时间内继续保持该领域研究的学术领先地位，中国在该领域仍要加强国际间交流和合作，努力提升学术影响力。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

文题释义：#br# 创伤性骨关节炎：是由创伤所导致的一类骨关节炎，可由骨折、关节软骨损伤、关节脱位、半月板及韧带损伤引起，是运动医学领域常见病，可严重影响到患者的运动功能和生活质量。#br# CiteSpace：是陈超美博士开发并应用于科学文献可视化分析的软件，在国内外众多领域均得到广泛应用。CiteSpace具有“图”和“谱”的双重性质与特征，可对研究文献通过一系列可视化图谱的绘制与分析从而形成对学科演化动力机制的分析和学科发展前沿热点的探测。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

文章通过Web of Science核心数据库中收录的近11年相关文献为研究对象，使用CiteSpace 可视化分析工具绘制知识图谱并结合文献分析相关领域研究文献的来源地区、机构、研究热点及其演变等情况，以期为该领域后续科研工作进一步展开提供参考。#br#

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