膝骨关节炎（简称KOA）是中老年人常见、多发的关节病，属于中医学骨痹、痹证范畴，一般认为与局部软骨变性和应力异常有关。目前，西医以非甾体类药物消炎止痛为主，而中医药治疗KOA疗效确切，不良反应少。近年来，很多学者在中药治疗KOA的作用机理方面作了大量的实验研究。
动物实验表明，中医药治疗KOA主要是调节各生长因子水平，改善软骨细胞功能，促进关节软骨的损伤修复，延缓关节与软骨的退化。马建兵等研究人员用熟地黄、黄芪、当归、白芍、薏苡仁、秦艽、苍术、黄柏、三七、甘草组成的逐痹汤能提高KOA动物模型超氧化物歧化酶(SOD)活性，降低血过氧化脂质(LPO)含量，从而延缓软骨退化。石印玉等实验显示，柔肝润筋、益肾壮骨中药可延缓软骨退化，降低软骨胶原酶含量，抑制炎症及滑膜释放白细胞介素1。毛小兵等发现风湿骨痛药酒可以改善实验KOA兔骨内及周围组织的微循环，抑制滑膜组织中一氧化氮的过度产生，降低软骨中纤溶酶原激活物（PA）的活性，提高纤溶酶原激活物抑制因子（PAI）的活性，提高关节液中透明质酸（HA）的含量，从而达到保护关节软骨、抗关节软骨退化的目的。
冯坤等研究人员观察补肾活血方作用于实验性家兔的KOA模型，可减轻病理性软骨蛋白多糖分解，对胶原蛋白代谢影响较小，并认为对骨性关节炎软骨退化有明确的拮抗作用。高文香等观察纯补肾中药与活血中药对兔KOA模型的软骨及滑膜的影响，6周后活血组的滑膜损伤程度较补肾组低（p＜0.05），而10周后补肾组的软骨破坏较活血组轻（p＜0.05）。研究者认为骨关节炎发病初期活血中药治疗作用较佳，随着病程进展，补肾中药治疗作用占优势。黄涛等研究表明，活血止痛汤可以降低早期KOA血瘀状态下的全血黏度。万荣等研究人员认为，黑虎丹能减少晚期KOA软骨细胞的凋亡，并维持KOA软骨细胞增殖和凋亡的平衡。郭建刚等发现壮筋活血汤可促进软骨细胞合成基质，并阻止软骨中胶原类型由正常的II型向I型转变，同时促进软骨基质的合成代谢，而对基质分解代谢的抑制作用较弱。王济纬等将新西兰纯种大白兔通过结扎股静脉及臀下静脉造成KOA模型，观察中药对KOA的治疗作用，分别于造模前后及治疗后作膝旁骨内压测定。结果显示，表明手术结扎静脉能有效造成骨内持续高压，益气活血化湿中药能有效降低骨内高压，减轻关节症状，延缓骨关节炎的发生和发展。
褚立希等研究者的动物实验证实，中药关节I号方的消炎消肿作用明显优于壮骨关节丸，能提高模型兔关节滑膜环腺苷酸（cAMP）、关节软骨氨基多糖及天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸7种氨基酸的含量，与两对照组相比有统计学差异（p＜0.05）。提示中药关节I号方能促进KOA早期基质合成代谢和软骨修复。陈卓大等研究表明，化痰软坚片各剂量组对家兔局部疼痛刺激反应、步态、畸形改变等均有显著影响，能促进关节活动好转，改善骨性关节炎症的各项生理生化指标，故认为化痰软坚片对KOA具有较好的治疗作用。
近年来，软骨细胞体外培养技术不断提高与成熟，不少学者运用体外软骨细胞培养来研究中药治疗KOA的作用机理。冯伟等研究者认为，补肾方和柔肝方均可促进兔关节软骨细胞DNA、胶原和蛋白多糖的合成，促进软骨细胞增殖。晏雪生等的实验表明，8%的川芎嗪可显著提高体外培养关节软骨细胞的增殖，4%～16%的川芎嗪对细胞蛋白质的合成有促进作用。沈霖等研究者的实验显示，复方丹参注射液能降低维甲酸诱导的软骨细胞凋亡活性，提示其为丹参注射液治疗骨关节炎的可能作用机理之一。魏玉玲等研究者的实验显示，消痹灵有抑制白介素（IL-1）的作用，降低了软骨细胞一氧化氮的合成，有促进软骨细胞增殖及增强蛋白质的合成能力，可对抗基质金属蛋白酶的降解，从而减轻关节软骨的破坏，促进软骨修复。
近年来，中医药治疗KOA的确切疗效从实验研究角度上有很大进展，各家从不同侧面、不同的观测指标为中医药治疗KOA提供了客观依据。如从组织形态学以及生物化学、分子生物学等方面来阐明其治疗机理，使中医临床与现代KOA病因学充分结合，揭示了中医药疗法在KOA治疗过程中客观的内在规律，但大多只是验证方药的治疗作用，而对发病机制阐述不足。
从相关实验研究文献来分析，中医药治疗膝骨性关节炎的作用机理十分复杂。其主要作用机理为：改善退化过程中软骨的组成及代谢；改善骨内微循环障碍；抑制氧自由基损伤；抑制一氧化氮；抑制滑膜炎症；调节异常的细胞因子；下调性激素水平；抑制软骨细胞凋亡。但目前实验研究深度和广度仍不够。一些生长因子（IGF-1、IGF-2等）在KOA发病机制中起重要作用，而研究中药对他们影响的文献报道不多。今后在中药治疗作用机理上的研究应当结合最新的科学成果，如基因学、蛋白组学等，从多学科、多层次、多角度进行研究，从而进一步加深对中药治疗机理的认识，指导临床用药。
