本期期刊的正文
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王永成 孟昊业 袁雪凌 彭江 郭全义 卢世璧 汪爱媛
目的:通过体外模拟压应力刺激兔软骨细胞复合脱细胞软骨细胞外基质(extracellular matrix,ECM)源性三维多孔支架培养组织工程软骨,探讨生物反应器中三维动态培养对软骨生长的促进效应。
方法:取健康成年新西兰大白兔四肢关节软骨分离培养软骨细胞,将第2代细胞复合于脱细胞软骨ECM源性三维多孔支架,静态预培养5 d后随机分为2组,A组继续静态培养,B组于生物反应器中进行动态压应力加载(频率1 Hz,15%压缩应变)培养。3 周后采用活-死细胞染色试剂盒检测细胞活性,扫描电镜观察细胞在支架上的生长及分布,定量检测支架中细胞的糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)、胶原蛋白及DNA含量,进行力学分析检测弹性模量。
结果:激光共聚焦显微镜观察示,B组支架内细胞生长良好且分布均匀;A组细胞生长较差,中心区域失染。扫描电镜观察示,B组软骨细胞在支架上黏附、增殖、生长良好;A组软骨细胞明显减少,且分布散乱。生化成分分析示,B组胶原蛋白、GAG及DNA含量分别为(675.85 ± 27.93)?g/mg、(621.72 ± 26.75)?g/mg、(16.98 ± 3.23)?g/样本,A组分别为(438.72 ± 6.35)?g/mg、(301.63 ± 30.51)?g/mg、(10.18 ± 4.39)?g/样本,B组各成分含量均明显高于A组(t=18.512,P=0.000;t=17.640,P=0.000;t=2.790,P=0.024)。力学性能测试示,B组弹性模量(0.67 ± 0.09) MPa显著高于A组(0.49 ± 0.16) MPa和空白支架(0.43 ± 0.12) MPa,差异有统计学意义(P < 0.05)。
结论:生物反应器模拟压应力三维动态培养优于普通静态三维培养,可提供有利于软骨细胞在ECM支架中生长的最佳环境,是体外构建组织工程软骨的良好方法。