發(fā)布時間：2017-09-03 09:17

  本文關鍵詞：滾壓載荷生物反應器促進兔軟骨細胞—絲素蛋白多孔支架復合體生成功能化關節(jié)軟骨的研究

  更多相關文章： 軟骨細胞 生物反應器 仿生力學加載 絲素蛋白 組織工程

【摘要】：軟骨在人的日常生活中發(fā)揮著重要的作用,一旦軟骨受到破壞人的日�；顒訒艿綐O大的影響。但軟骨組織缺乏充足的血供和淋巴循環(huán),其修復和再生能力有限。由關節(jié)炎和創(chuàng)傷導致的骨關節(jié)軟骨損傷常常導致瘢痕愈合，最終導致關節(jié)功能的喪失，嚴重影響了人們的生活質量。在眾多的治療修復手段中，運用組織工程技術制造功能化的關節(jié)軟骨成為最具有應用前景的方式。在工程化軟骨的生成過程中，生物材料及力學作用對生成的軟骨組織的結構及功能有重要的影響。絲素蛋白是一種天然蛋白，孔隙率高，對水及氧氣有良好的滲透性，生物相容性很好，其促血凝作用很低，，細胞在其上的粘附增殖能力很強，可降解，具有良好的生物學彈性，在組織工程中得到大量的應用。在正常的關節(jié)運動中，關節(jié)軟骨受到了多種力學作用，包括直接壓縮力、靜水壓、流動剪切力等。研究也發(fā)現(xiàn)力學作用可以改善組織工程支架的力學性能。許多生物生物反應器被應用于軟骨組織工程中。直接的動態(tài)壓縮及流動剪切力可以增加軟骨細胞支架的細胞增殖和基質合成含量，力學性能也得到很大的改善。仿生滾壓載荷生物反應器最大程度的模擬生理狀態(tài)下軟骨組織的受力模式，對工程軟骨進行直接壓縮及流動剪切力作用。因此，本實驗通過研究仿生力學的滾壓加載生物反應器及絲素蛋白多孔支架的共同作用下對工程軟骨的生成影響。 目的：觀察仿生力學加載對絲素蛋白多孔支架-軟骨細胞復合體生成工程軟骨的影響。 方法：將2.5月齡新西蘭兔的軟骨組織在酶解法作用下分離出軟骨細胞，培養(yǎng)至第3代后將軟骨細胞接種于絲素蛋白多孔支架。將實驗樣本分為力學加載組和靜態(tài)培養(yǎng)組。在接種后24小時后，對力學加載組施加10%壓縮形變量0.33Hz2小時/天5天/周的仿生力學加載；靜態(tài)對照組的培養(yǎng)條件和滾壓加載組相同。分別在第3、7、14、21天時取各組樣品行細胞活性檢測，實時定量PCR，DAN、GAG和膠原含量檢測以及組織學染色，觀察細胞在滾壓加載及靜態(tài)培養(yǎng)支架上的存活、增殖、軟骨特異性基因及蛋白的表達。 結果：絲素蛋白具有良好的生物相容性。細胞活性染色表明力學加載組和靜態(tài)培養(yǎng)組絲素-軟骨細胞支架中的死活細胞數(shù)目及細胞在支架中的存活率無差別。細胞接種后24小時，可見細胞均勻的分布于支架中，活細胞比大于96%。第7、14、21天時，力學加載組和靜態(tài)培養(yǎng)組的活細胞比例差別不大，力學加載組90.26%±2.3%，靜態(tài)培養(yǎng)組為89±1.2%。絲素蛋白-軟骨細胞復合體在靜態(tài)培養(yǎng)時，蛋白聚糖持續(xù)穩(wěn)定表達；I型膠原、II型膠原的表達逐漸升高，分別在7天、14天時表達下調(diào)。絲素-軟骨細胞培養(yǎng)物靜態(tài)培養(yǎng)時，蛋白多糖及總膠原的表達也持續(xù)增高。 復合培養(yǎng)體在滾壓加載后細胞的軟骨特異性基因的表達較對照組明顯升高（P＜0.05）。在第7、14天時滾壓加載組的蛋白聚糖表達分別是靜態(tài)組的1.623倍（P=0.04）、3.298倍（P=0.002）；但3、21天時，滾壓加載組蛋白聚糖是靜態(tài)組的0.72倍（P=0.26）、0.88倍（P=0.72），但無統(tǒng)計學差異。滾壓組的II型膠原基因的表達也較靜態(tài)培養(yǎng)組高（P＜0.05）。在3、7、14、21天時，滾壓加載組的表達量分別是靜態(tài)組的5.4倍（P＜0.01）、13.7倍（P＜0.01）、2.05倍（P=0.107）、4.51倍（P＜0.01）。I型膠原在滾壓加載組出現(xiàn)短暫的表達上調(diào)，在第3天時，相對于靜態(tài)組升高了2.95倍（P＜0.01）。在7天、14天、21天時，滾壓加載的I型膠原表達是對照組的0.70倍（P=0.34）、1.26倍（P=0.47）、1.38倍（P=0.09），但無統(tǒng)計學差異。 滾壓加載組的蛋白多糖及總膠原的表達量高于靜態(tài)培養(yǎng)組（P＜0.05）。第3、7、14、21天時滾壓加載組的蛋白多糖為12.17±1.835μg/(μgDAN)，17.367±2.48μg/(μg DAN)，25.83±1.56μg/(μg DAN)，30.25±3.41μg/(μg DAN),分別是靜態(tài)組的分別是靜態(tài)組的1.71倍（P=0.01），1.66倍（P=0.06），1.62倍（P＜0.01），1.76倍（P＜0.01）。第3、7、21天滾壓組膠原是靜態(tài)組的1.23倍（P=0.08）、0.73倍（P=0.17）、1.09倍（P=0.26），但無明顯差異；在14天為1.52倍（P=0.045），表達高于靜態(tài)組。但絲素-軟骨細胞復合體合成的大量蛋白多糖流失入培養(yǎng)基中，復合培養(yǎng)物中的含量較低；在21天時滾壓加載組支架中蛋白多糖保留率（10.5%）明顯低于靜態(tài)組（16.5%）（P＜0.05），支架中蛋白多糖含量無差異。組織染色表明蛋白多糖均勻分布于復合培養(yǎng)體中，但滾壓組和靜態(tài)對照組的蛋白多糖無明顯差別，與生化檢測結果一致。 結論：軟骨細胞在絲素蛋白支架中具有良好的活性，在10%壓縮幅度0.33Hz2小時/天5天/周的仿生滾壓加載生物反應器作用下，絲素-軟骨細胞復合物細胞軟骨表型表達較好，細胞合成代謝旺盛，為工程軟骨的再生提供合適的力學加載模式。
【關鍵詞】：軟骨細胞 生物反應器 仿生力學加載 絲素蛋白 組織工程
【學位授予單位】：河北醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 中文摘要4-7
• 英文摘要7-11
• 研究論文 滾壓載荷生物反應器促進兔軟骨細胞-絲素蛋白多孔支架復合體生成功能化關節(jié)軟骨的研究11
• 前言11-12
• 材料與方法12-20
• 結果20-23
• 附圖23-31
• 附表31-33
• 討論33-36
• 結論36
• 參考文獻36-43
• 綜述 靜水壓力促進工程軟骨生成的研究進展43-54
• 參考文獻49-54
• 致謝54-55
• 個人簡歷55

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 路中;戚麗;李貴新;楊兆祿;楊金平;;外周血特異性腫瘤標志物mRNA表達在非小細胞肺癌微轉移研究中的意義[J];廣東醫(yī)學;2010年18期

2 趙燕娜;許健;鄧同樂;;三維細胞培養(yǎng)技術在再生醫(yī)學研究中的應用[J];科技通報;2011年04期

3 晏丹;周廣東;曹誼林;;關節(jié)軟骨生化結構及其與力學性能關系研究進展[J];上海交通大學學報(醫(yī)學版);2009年03期

4 劉耀升;劉蜀彬;李鼎鋒;;軟骨組織工程研究中的刺激因子[J];中國組織工程研究與臨床康復;2009年15期

5 彭磊;孫錚;王臻;王軍;白建萍;宋世鋒;馬釗;;持續(xù)性壓力培養(yǎng)環(huán)境對兔骨髓基質干細胞增殖的影響[J];中國組織工程研究與臨床康復;2009年27期

6 吳明霞;李西海;吳廣文;李俐;陳文列;劉獻祥;;電針抑制骨性關節(jié)炎的炎癥反應及延緩關節(jié)軟骨退變[J];中國組織工程研究與臨床康復;2011年50期

7 劉瑞平;范衛(wèi)民;高共鳴;張廣成;岳海濤;馬益民;;利用周期性靜水壓在水力聚焦生物反應器中構建組織工程軟骨[J];實用臨床醫(yī)藥雜志;2009年01期

8 于波;朱振安;;力學因素在間充質干細胞構建功能性組織工程化軟骨中的作用[J];醫(yī)用生物力學;2011年05期

9 唐偉;梁崇妮;朱宇;柏樹令;;生物反應器在組織工程中應用的研究進展[J];醫(yī)學綜述;2010年17期

10 孫明林;呂丹;朱雷;;不同狀態(tài)軟骨細胞在共培養(yǎng)系統(tǒng)下對BMSCs向軟骨細胞誘導分化作用的研究[J];中國矯形外科雜志;2011年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳明霞;李西海;吳廣文;李俐;;電針抑制SD大鼠骨性關節(jié)炎COX2、iNOS、NO表達的實驗研究[A];中國針灸學會針推結合專業(yè)委員會成立大會暨針灸教育與腧穴應用學術研討會論文匯編[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 農(nóng)魯明;周期性機械應力下大鼠軟骨細胞面積擴增和遷移部分通過Src-PLCγ1-ERK1/2信號通路[D];南京醫(yī)科大學;2011年

2 李真;構建組織工程軟骨中機械刺激的作用研究[D];浙江大學;2010年

3 周全;IGF-1誘導和促進脂肪間充質干細胞體內(nèi)外軟骨形成[D];中南大學;2008年

4 王雪峰;基底表面納米結構的細胞學效應與離子液體的細胞相容性研究[D];上海交通大學;2008年

5 李西海;透骨消痛膠囊含藥血清對軟骨細胞周期與凋亡影響的研究[D];福建中醫(yī)藥大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 朱雷;滾壓載荷生物反應器及不同狀態(tài)軟骨細胞對兔骨髓間充質干細胞向軟骨細胞分化的作用[D];河北醫(yī)科大學;2011年

2 張林;骨髓基質細胞向血管壁細胞的分化[D];第二軍醫(yī)大學;2006年

3 李春江;不同年齡兔關節(jié)軟骨細胞生物力學特性研究[D];山西醫(yī)科大學;2007年

4 范會龍;規(guī)則被動運動對兔膝關節(jié)軟骨全層缺損修復的影響[D];河北醫(yī)科大學;2010年

本文編號：784143