二维、三维环境下过载对成骨细胞损伤及修复的研究

作者：李瑞欣; 李东; 程威; 刘洋; 张淋坤; 颜艳; 连小丽; 徐云强; 李晖; 张西正

来源：医用生物力学, 2019, S1: 66.

• 过载
• 成骨细胞
• 损伤
• 修复

背景各种高强度作业、体育运动以及灾害救援、处置突发事件等过程中人体骨组织处于过载或过度负荷的力学环境,骨吸收和骨形成之间的动态平衡被打破。研究成骨细胞如何响应过载力学环境,有利于深入探讨过载力学环境下骨组织损伤、适应、重建及其机理。目的在体外二维、三维环境下研究过载对成骨细胞增殖、分化和矿化的影响及其作用机制。方法首先采用四点弯曲力学加载装置构建二维环境下成骨细胞过载力学模型,再将成骨细胞接种于低温3D打印丝素/胶原/羟基磷灰石复合材料上,构建三维环境下成骨细胞过载力学模型,采用淫羊藿苷对成骨细胞进行干预,检测成骨细胞增殖活性及成骨相关基因及蛋白的表达情况(COLI、ALP、OCN等),考察过载对成骨细胞损伤及淫羊藿苷对过载损伤的修复效果。结果与结论二维环境下过载组的细胞皱缩变形、方向性差;茜素红染色结果表明,力学过载环境抑制成骨细胞钙结节形成;免疫荧光显微镜观察下,过载力学刺激抑制Wnt信号通路中β-catenin蛋白的表达及抑制其向核内转移。二维及三维环境下,过载组明显抑制成骨细胞的增殖活性(P<0.05),抑制成骨细胞分化标志基因及蛋白的表达(P<0.05),淫羊藿苷可以在一定程度上修复过载导致的成骨细胞损伤。

• 单位
  天津医科大学总医院; 天津市口腔医院