临床上膝关节骨性关节炎非手术治疗方法以治疗疼痛、保护关节为中心，主要针对某些膝关节软骨组织缺损采用关节腔内外科治疗。非手术治疗方法主要缓解骨与软骨退变造成的关节疼痛，以保护关节功能为出发点。
主要方法：物理疗法(激光超短波、运动疗法、健康教育、臭氧疗法等)、药物疗法(中医及西医方法等)，无论哪一种方法临床上都应用广泛。
物理疗法
物理疗法多适用于KOA的慢性期，对解除亚急性期炎症也有较好的疗效，针对不同病人可选用多种理疗形式如激光超短波、运动疗法、健康教育、臭氧疗法等，以达到增加局部组织血液循环和松弛肌肉的目的。非药物治疗能减轻关节疼痛、消除患者的恐惧心理、减轻患者压力，从而增强患者治愈疾病的信心。
激光与超短波治疗：
朱宁等采用电脑中频、超短波及运动疗法治疗KOA患者80例，经30次治疗后，膝关节症状和日常生活能力与治疗前比，积分值均有减少(P<0.05)，其中，关节肿胀、关节活动障碍、上楼梯、不平坦地面行走四项积分减少最明显(P<0.01)。
运动疗法及健康教育：
膝关节骨性关节炎因受累关节有适应倾向，故关节锻炼至关重要。①运动和康复运动锻炼时缓慢、暖和的延展活动将帮助预防关节僵直，医生可根据患者不同病情，制定出适合个人的运动锻炼计划，有步骤地进行，能有效减轻病痛。②健康教育使患者对KOA有所了解，提倡健康的生活方式，教会患者保护膝关节的原则和方法。
臭氧疗法：
臭氧疗法是利用臭氧具有氧化蛋白多糖、抗炎、镇痛的综合作用所采用的一种新型保守治疗膝关节骨性关节炎的方法。
药物治疗
对膝关节骨性关节炎的患者，控制关节疼痛是必不可少的，而非激素类抗炎药物能起到此作用。尽管炎症可能存在，但由于仍找不到理论依据，对于膝关节骨性关节炎的药物治疗多采用：镇痛药物、关节腔内用药、中草药治疗。
镇痛药物：
解热镇痛药：扑热息痛是膝关节骨性关节炎止痛的首选药物，安全有效且耐受良好，适用于轻、中度关节疼痛，对于严重的关节疼痛效果较差。解热镇痛药价格便宜，早期膝关节骨性关节炎患者疗效显著，值得基层医院推广使用。
非甾体抗炎药(NSAID)：有人主张尽量选用选择性抑制环氧化酶-2的非甾体类抗炎药。此外，还有双氯芬酸乳胶剂及芬太尼贴剂等外用。非甾体抗炎药通过抑制环氧化酶-1而产生胃肠道不良反应，而选择性抑制环氧化酶-2可明显减少胃肠道反应。
丁坚对塞来昔布治疗骨关节炎和类风湿关节炎的有效性、耐受性、安全性随机对照试验的系统回顾显示：选择性环氧化酶-2抑制剂能有效减轻膝关节骨性关节炎的疼痛，胃肠道反应少，可应用于高危人群。
关节腔内用药：
①透明质酸钠(玻璃酸钠)关节内注射临床应用广泛，是典型代表。
②其他药物：软骨营养类药物：应用日渐广泛，如硫酸葡糖胺硫酸软骨素及戊聚糖多硫酸钠等。此类药效果较非甾体消炎药物好，作用较持久，但药物起效慢，大多在4～6周后起效，停药后作用持续4～8周。
中药疗法：
①中药内服：中医认为膝关节骨性关节炎属痹证、骨痹范畴，多由于肝肾亏虚，筋骨失养，气血不足，致机体易于损伤和感受风寒湿邪而发病，属本虚标实之证，治疗上大体可分为补益肝肾、强筋壮骨、活血化瘀、祛风除湿、温经通络、益气养血等治则。
熊越海等用自拟膝痹舒通饮(淫羊藿、熟地黄、枸杞、杜仲、川牛膝、骨碎补、黄芪、当归、鸡血藤、蕲蛇、制胆南星、白芍、甘草等)辨证加减并配合当归注射液穴位注射(取患侧阳陵泉、悬钟、阿是穴等)治疗膝骨性关节炎30例，总有效率96.7%。
②外治法：包括熏洗法、敷贴法和中药离子导入等。莫尚其采用中药熏洗加热敷治疗本病58例，89个膝关节，临床控制15膝(19%)，显效60膝(45%)，有效21例(31%)，无效3例(5%)，总有效率95%。
③针灸推拿法：安启升等采用手法、按摩、中医及运动练习方法治疗本病120例，并与中医和西医两组患者疗效进行比较，结果显示本组患者的肿胀、疼痛、功能恢复及临床疗效均明显优于其他两组。
综合疗法
目前认为单一物理疗法疗效不佳，采用综合疗法可以取得较好的效果。
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