医用生物力学
醫用生物力學
의용생물역학
JOURNAL OF MEDICAL BIOMECHANICS
2014年
2期
119-125
,共7页
张寅星%崔玉红%黄啸%周瑾%易彩霞%范艺娟%李文娇%潘君
張寅星%崔玉紅%黃嘯%週瑾%易綵霞%範藝娟%李文嬌%潘君
장인성%최옥홍%황소%주근%역채하%범예연%리문교%반군
生理水平%三维支架%流体剪应力%成骨细胞%细胞分化%力学敏感性
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
생리수평%삼유지가%류체전응력%성골세포%세포분화%역학민감성
Physiological level%Three-dimensional scaffold%Fluid shear stress (FSS)%Osteoblast%Cell differentiation%Mechanical sensitivity
目的 构建可以达到生理剪应力水平的三维流动模型,研究流体剪应力对成骨细胞黏附、分化及力学敏感性的影响.方法 利用灌注式流动腔对生长在β-磷酸三钙(β-TCP)多孔支架内的MC3T3-E1成骨样细胞施加不同强度的流体剪应力6h,比较加载组和静态组的细胞活性表征细胞黏附;一氧化氮(NO)和碱性磷酸酶(ALP)表征力学敏感性和细胞分化.采用流固非线性耦合的数值计算,获得支架内各流量下的剪应力分布.结果 平均剪应力小于0.4 Pa,细胞的黏附率为74％～81％;0.41 Pa时,黏附率为60.22％.NO的产生率在加载后5 min达到最大,15 min显著降低,30 min后产生率趋近于0.在0.232 ～ 0.304 Pa平均剪应力强度范围,ALP水平随着剪应力的升高显著增强(P＜0.01);而在0.304 ～ 0.412 Pa范围,剪应力增加对ALP水平的改变无显著影响(P＞0.05).结论 生理水平剪应力条件下,支架内大部分细胞可以维持正常黏附.三维条件下细胞力学敏感性与剪应力变化率成正比,与二维条件的规律相同.支架内平均剪应力小于0.304 Pa,剪应力显著促进细胞分化;大于这一剪应力,细胞分化水平不再明显变化.该研究有望加快骨组织工程的实现.
目的 構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 利用灌註式流動腔對生長在β-燐痠三鈣(β-TCP)多孔支架內的MC3T3-E1成骨樣細胞施加不同彊度的流體剪應力6h,比較加載組和靜態組的細胞活性錶徵細胞黏附;一氧化氮(NO)和堿性燐痠酶(ALP)錶徵力學敏感性和細胞分化.採用流固非線性耦閤的數值計算,穫得支架內各流量下的剪應力分佈.結果 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的產生率在加載後5 min達到最大,15 min顯著降低,30 min後產生率趨近于0.在0.232 ～ 0.304 Pa平均剪應力彊度範圍,ALP水平隨著剪應力的升高顯著增彊(P＜0.01);而在0.304 ～ 0.412 Pa範圍,剪應力增加對ALP水平的改變無顯著影響(P＞0.05).結論 生理水平剪應力條件下,支架內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,與二維條件的規律相同.支架內平均剪應力小于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.
목적 구건가이체도생리전응력수평적삼유류동모형,연구류체전응력대성골세포점부、분화급역학민감성적영향.방법 이용관주식류동강대생장재β-린산삼개(β-TCP)다공지가내적MC3T3-E1성골양세포시가불동강도적류체전응력6h,비교가재조화정태조적세포활성표정세포점부;일양화담(NO)화감성린산매(ALP)표정역학민감성화세포분화.채용류고비선성우합적수치계산,획득지가내각류량하적전응력분포.결과 평균전응력소우0.4 Pa,세포적점부솔위74％～81％;0.41 Pa시,점부솔위60.22％.NO적산생솔재가재후5 min체도최대,15 min현저강저,30 min후산생솔추근우0.재0.232 ～ 0.304 Pa평균전응력강도범위,ALP수평수착전응력적승고현저증강(P＜0.01);이재0.304 ～ 0.412 Pa범위,전응력증가대ALP수평적개변무현저영향(P＞0.05).결론 생리수평전응력조건하,지가내대부분세포가이유지정상점부.삼유조건하세포역학민감성여전응력변화솔성정비,여이유조건적규률상동.지가내평균전응력소우0.304 Pa,전응력현저촉진세포분화;대우저일전응력,세포분화수평불재명현변화.해연구유망가쾌골조직공정적실현.
