流体动力学因素对大段组织工程骨构建作用的实验研究

作者：李德强; 戴尅戎; 汤亭亭; 卢建熙

来源：中国修复重建外科杂志, 2009, 23(04): 478-482.

• 骨组织工程
• 生物反应器
• 流体剪切力
• 物质转运

目的研究灌注式生物反应器中流体剪切力和物质转运在大段组织工程骨构建过程中的作用。方法抽取健康志愿者髂嵴处骨髓20mL,分离、培养hBMSCs。将第3代hBMSCs与大段β-TCP支架复合后,在灌注式生物反应器中灌注培养28d。灌注过程中,通过改变培养基黏度或灌流量,对接种在支架上的hBMSCs施加不同流体剪切力(1、2、3倍)或给予不同速率(3、6、9mL/min)的物质转运。培养结束后,对接种在支架上的细胞行增殖及ALP活性检测,同时对细胞/支架复合体进行组织学观察及形态学计量。结果灌流量均为3mL/min时,流体剪切力2倍组的细胞活性高于其他各组,差异有统计学意义(P<0.05);当流体剪切力均为3倍时,3、6、9mL/min灌流量组细胞活性差异无统计学意义(P>0.05)。当灌流量均为3mL/min时,流体剪切力2倍组和3倍组的ALP活性高于1倍组,差异有统计学意义(P<0.05);当流体剪切力均为3倍时,灌流量为6mL/min组的ALP活性最高(P<0.05)。灌注培养28d后,各组ECM分布于整个β-TCP支架内,灌流量均为3mL/min时,增加流体剪切力有利于支架内ECM形成及矿化;当流体剪切力均为3倍时,增加灌流量使ECM的矿化减少。结论流体剪切力和物质转运两个流体动力学参数是影响大段组织工程骨构建的重要因素。在构建大段组织工程骨过程中,应调节流体动力学参数使其对组织工程骨的构建发挥最佳效应。

• 单位
  上海交通大学医学院附属第九人民医院