膝关节骨刺主要是关节软骨的退行性病变。在正常情况下,关节骨的两端,覆盖着一层光滑富有弹性的软骨,当关节运动时,软骨对软骨的摩擦系数会比冰对冰还要低,这样就使关节的磨损减少到最低程度。软骨细胞中含有大量水分,像是一块海绵,加压时变薄,压力解除后又恢复到原有的厚度,负重时关节软骨的弹性变形,能减少运动的冲击和震荡,这种软骨的弹性对抵抗磨损是十分重要的。
但是,随着年龄的增长,由于关节软骨、韧带成年累月的磨损、变薄、变软、弹性下降,在过度使用或损伤的情况下,造成合成软骨成分的异常,如胶原和粘蛋白的异常。另外,软骨虽然生长旺盛,但是很薄,其表面很容易发生破裂,关节边缘的骨过度生长,形成可以看见和摸到的包块称为骨赘,由此导致骨质增生。
骨赘引起关节面不平,干扰正常关节的功能,引起疼痛。这样就导致了关节端软骨部分、关节囊、滑膜、肌腱等不同程度上失去了正常的功能和形态,改变了关节的结构,使得关节不能光滑的运动,导致各组织间反复摩擦,产生了各种膝关节骨质增生的临床症状。