發(fā)布時間：2018-02-24 04:52

  本文關鍵詞： 生理水平 三維支架 流體剪應力 成骨細胞 細胞分化 力學敏感性　出處：《醫(yī)用生物力學》2014年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：目的構(gòu)建可以達到生理剪應力水平的三維流動模型,研究流體剪應力對成骨細胞黏附、分化及力學敏感性的影響。方法利用灌注式流動腔對生長在β-磷酸三鈣(β-TCP)多孔支架內(nèi)的MC3T3-E1成骨樣細胞施加不同強度的流體剪應力6 h,比較加載組和靜態(tài)組的細胞活性表征細胞黏附;一氧化氮(NO)和堿性磷酸酶(ALP)表征力學敏感性和細胞分化。采用流固非線性耦合的數(shù)值計算,獲得支架內(nèi)各流量下的剪應力分布。結(jié)果平均剪應力小于0.4 Pa,細胞的黏附率為74%~81%;0.41 Pa時,黏附率為60.22%。NO的產(chǎn)生率在加載后5 min達到最大,15 min顯著降低,30 min后產(chǎn)生率趨近于0。在0.232~0.304 Pa平均剪應力強度范圍,ALP水平隨著剪應力的升高顯著增強(P0.01);而在0.304~0.412 Pa范圍,剪應力增加對ALP水平的改變無顯著影響(P0.05)。結(jié)論生理水平剪應力條件下,支架內(nèi)大部分細胞可以維持正常黏附。三維條件下細胞力學敏感性與剪應力變化率成正比,與二維條件的規(guī)律相同。支架內(nèi)平均剪應力小于0.304 Pa,剪應力顯著促進細胞分化;大于這一剪應力,細胞分化水平不再明顯變化。該研究有望加快骨組織工程的實現(xiàn)。
[Abstract]:Objective to establish a three dimensional flow model which can reach the level of physiological shear stress and to study the adhesion of fluid shear stress to osteoblasts. Methods Perfusion flow chamber was used to apply fluid shear stress of different strength to MC3T3-E1 osteoblasts grown in 尾 -TCP-based porous scaffolds for 6 h. The cells of loading group and static group were compared. Activity characterization of cell adhesion; Nitric oxide (no) and alkaline phosphatase (ALP) were used to characterize mechanical sensitivity and cell differentiation. Results the mean shear stress was less than 0.4 Pa. the cell adhesion rate was 74 ~ 81Pa and 0.41 Pa, respectively. The adhesion rate was 60.22.NO production rate reached the maximum at 5 min after loading and decreased significantly at 30 min after loading. In the range of 0.232 ~ 0.304 Pa mean shear stress intensity, the ALP level increased significantly with the increase of shear stress, while in the range of 0.304 ~ 0.412 Pa, it increased significantly. The increase of shear stress has no significant effect on the change of ALP level. Conclusion under physiological level shear stress condition, most of the cells in scaffold can maintain normal adhesion. The mechanical sensitivity of cells is proportional to the rate of shear stress change under three dimensional conditions. The average shear stress in the scaffold is less than 0.304 Pa. the shear stress significantly promotes cell differentiation, but the level of cell differentiation does not change significantly when the shear stress is greater than this stress. This study is expected to accelerate the realization of bone tissue engineering.
【作者單位】： 重慶大學生物工程學院 生物流變科學與技術教育部重點實驗室;天津大學力學系;
【基金】：重慶大學生物流變科學與技術教育部重點實驗室訪問學者基金(CQKLBST-2012-002) 國家自然科學基金資助項目(11272366,10972243,11172207) 國家111計劃項目(B06023)
【分類號】：R318.01

【參考文獻】

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【共引文獻】

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