不同声学参数的低强度脉冲超声对软骨细胞活性及培养骨胚生长的影响

作者：刘汨; 谢杨丽; 黄俊兰; 张若彬; 孙先定; 蒋宛凌; 陈涵纲; 倪振洪; 张斌; 陈林; 杜晓兰^*

来源：第三军医大学学报, 2019, 41(10): 907-912.

DOI：10.16016/j.1000-5404.201901169

• 低强度脉冲超声
• 强度
• 占空比
• 软骨细胞
• 骨培养
• 小鼠

目的探讨低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound, LIPUS)对体外培养软骨细胞活性、增殖、分化和凋亡以及骨组织生长的影响。方法分离新生3～5 d C57BL/6J小鼠的软骨细胞和胚胎期18.5 d小鼠跖骨,分为对照组(未处理组)及3种LIPUS处理组,其声强度和占空比的参数为:LIPUSⅠ,30 mW/cm~2-20%;LIPUSⅡ,30 mW/cm~2-40%;LIPUSⅢ,50 mW/cm~2-20%;其余参数为:中心频率1.5 MHz,脉冲重复频率1 KHz,处理时间20 min/d;分别用CCK-8、EdU掺入及TUNEL检测软骨细胞的活性变化、增殖、凋亡;定量RT-PCR检测蛋白聚糖(Aggrecan,Acan)、Ⅱ型胶原(CollagenⅡ,ColⅡ)、Ⅹ型胶原(CollagenⅩ,ColⅩ)等软骨基质相关基因表达;采集图像后测量跖骨长度,计算跖骨全长增长率、软骨增长率。结果 3种参数的LIPUS处理能促进软骨细胞的活性和增殖,抑制软骨细胞凋亡,其中LIPUSⅡ组效果最明显;定量RT-PCR结果显示:各处理组软骨细胞的Acan、ColⅡ的mRNA表达均较对照组明显增高,ColⅩ表达降低(P<0.05);跖骨长度计算结果显示:LIPUSⅡ、Ⅲ组软骨和全长增长率均显著高于对照组(P<0.01),而LIPUSⅠ组与对照组无明显差异。结论 LIPUS可能通过促进软骨细胞活性、增殖以及细胞外基质合成,抑制细胞凋亡,加快骨组织生长,且效果与超声参数有关;其中声强度30 mW/cm~2、占空比40%的LIPUS作用最明显。

• 单位
  第三军医大学; 中国人民解放军陆军军医大学; 大坪医院