随着细胞和分子生物学的发展,生物力学的研究已从器官、组织深入到细胞、分子、基因水平,由此产生了一门新兴的交叉学科- - 力学生物学。本课题在国内首次将力学生物学研究引入到关节软骨细胞方面。首先,我们在实验室建立软骨细胞体外微管吸吮系统,完成体不同年龄及骨关节炎软骨细胞黏弹性生物力学的定量分析研究。通过实验证实,兔膝关节软骨细胞体外均表现出典型的粘弹性固体蠕变特征,但骨关节炎和老年软骨细胞的力学特性明显降低,表现为平衡模量、瞬时模量和表观黏性的降低。同时,建立了兔膝关节软骨单位体外酶解消化的实验方法,且证实与单纯软骨细胞相比,软骨单位黏弹性力学特性明显提高。同时,通过激光共聚焦显微镜、RT-PCR及Western-blotting等技术手段证实了细胞骨架在软骨细胞力学特性中作用。通过软骨细胞力学加载系统进一步发现,骨关节炎软骨细胞耐受力学加载强度及时间的能力明显降低。同时,在同一强度及时间力学作用下,老龄软骨细胞糖胺多糖分泌上升趋势出现较早,上升幅度变小,且持续时间变短。
英文主题词Chondrocytes;Mechanobiology; Viscoelastic properties; Cytoskeleton; Mechanical loading