模擬體內(nèi)力學(xué)環(huán)境動(dòng)態(tài)保存關(guān)節(jié)軟骨的初步探索.pdf

1、背景：
　　由于膝關(guān)節(jié)位置和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，長(zhǎng)期負(fù)重及劇烈運(yùn)動(dòng)均可導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)損傷，而關(guān)節(jié)內(nèi)纖維軟骨的性質(zhì)及關(guān)節(jié)內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性使軟骨損傷后不易自行修復(fù)。日常生活中頻繁的下肢活動(dòng)將會(huì)加重軟骨磨損，可引起較多的病理問(wèn)題。目前關(guān)節(jié)軟骨全層乃至軟骨下骨損傷的修復(fù)治療一直是困擾骨科及運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)界的難題。同種異體骨軟骨移植目前被認(rèn)為是治療軟骨缺損最有前景的手術(shù)治療方案。供體體外保存時(shí)間及供體內(nèi)細(xì)胞活性決定手術(shù)的效果。由于骨軟骨一直處于壓力載荷下，然而體

2、外保存過(guò)程均為靜態(tài)保存。目前，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)對(duì)骨軟骨體外保存中施加力學(xué)刺激后效果的研究。
　　目的：
　　本實(shí)驗(yàn)?zāi)M體內(nèi)膝關(guān)節(jié)力學(xué)環(huán)境采用接觸性力學(xué)加載方式，觀察力學(xué)加載后軟骨細(xì)胞存活率，探索骨軟骨移植物體外最佳力學(xué)環(huán)境。
　　方法：
　　1、摘取羊后肢膝關(guān)節(jié)股骨髁，使用骨軟骨移植器取帶有軟骨下骨的直徑為7mm，長(zhǎng)度為10mm的關(guān)節(jié)軟骨柱狀體。軟骨塊關(guān)節(jié)面相對(duì)放入加有EMEM培養(yǎng)液的5.0ml無(wú)菌離心管內(nèi)，4℃保存，

3、兩天換液一次。
　　2、根據(jù)動(dòng)態(tài)加載的控制因素：運(yùn)動(dòng)速率、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分組，使用搖床對(duì)離心管內(nèi)軟骨進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載實(shí)驗(yàn)，分別在保存1天，14天，28天時(shí)對(duì)軟骨塊進(jìn)行EB/FDA熒光染色，檢測(cè)細(xì)胞成活率篩選細(xì)胞存活率結(jié)果最好的兩組。
　　3、根據(jù)篩選結(jié)果，選取細(xì)胞存活率最高的兩組為A、B組，靜態(tài)保存組為C組。使用搖床對(duì)離心管內(nèi)軟骨進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)加載實(shí)驗(yàn)，分別在保存1天，14天，28天時(shí)對(duì)軟骨塊進(jìn)行組織學(xué)染色，E

4、B/FDA熒光染色，流式細(xì)胞凋亡檢測(cè)，與靜態(tài)保存組進(jìn)行對(duì)比。
　　4、采用SPSS19.0軟件分析數(shù)據(jù)，用x±s表示所有數(shù)據(jù)。對(duì)各個(gè)保存組及每組不同時(shí)間點(diǎn)之間細(xì)胞存活率和番紅O染色I(xiàn)OD值采用重復(fù)測(cè)定數(shù)據(jù)的方差分析。P＜0.05代表有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　結(jié)果：
　　1、28天時(shí)的軟骨細(xì)胞存活率的相關(guān)性散點(diǎn)圖，細(xì)胞存活率以及運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度之間的相關(guān)性數(shù)r=-0.497可以看出兩者之間為顯著性負(fù)相關(guān)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）

5、；細(xì)胞存活率與運(yùn)動(dòng)時(shí)間相關(guān)系數(shù)r=-0.587，P＜0.001有統(tǒng)計(jì)意義；細(xì)胞存活率與運(yùn)動(dòng)頻率沒(méi)有明顯相關(guān)性，P＞0.05，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　2、動(dòng)態(tài)加載組與靜態(tài)保存組實(shí)驗(yàn)中，第1天時(shí)，三組骨軟骨細(xì)胞存活率都保持在90％以上，細(xì)胞凋亡率在6%左右，P＞0.05，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；第14天時(shí)，細(xì)胞存活率都有下降,靜態(tài)保存組最高，力學(xué)加載B組最低，P＜0.05三組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；第28天時(shí)靜態(tài)保存組（C組）細(xì)胞成活率仍在百分之七十之上

6、，而A,B兩組已降到60%左右，C組＞A組＞B組，P＜0.05三組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此時(shí)細(xì)胞凋亡率C組僅為20%，A,B兩組細(xì)胞凋亡率均在27%上下，P＜0.05三組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　結(jié)論：
　　運(yùn)動(dòng)速率的增加，細(xì)胞存活率會(huì)隨之降低;運(yùn)動(dòng)時(shí)間的增加，細(xì)胞存活率也會(huì)隨之降低；運(yùn)動(dòng)頻率的改變對(duì)于細(xì)胞存活率沒(méi)有明顯的影響。
　　體外保存過(guò)程中,力學(xué)刺激后細(xì)胞存活率低于靜態(tài)保存組，細(xì)胞凋亡率均高于靜態(tài)保存組。力學(xué)刺激使得