不同年齡兔關節(jié)軟骨細胞生物力學特性研究.pdf

1、目的：對不同年齡的兔關節(jié)軟骨細胞的黏彈性進行定量的檢測，以從細胞水平闡明關節(jié)軟骨的退變過程，了解生物力學因素在骨性關節(jié)炎發(fā)病機理中的作用。為軟骨組織工程中相關力學因素的研究提供新思路和新方法，為軟骨組織工程種子細胞時機的選擇提供理論依據。 方法：15只雌性新西蘭白兔，按照年齡分為3組：幼年組5只(約6周齡)、成年組5只(約7月齡)、老年組5只(約31月齡)。各組實驗動物均用空氣栓塞處死，取左側膝關節(jié)標本做大體觀察，同時進行石蠟切

2、片HE染色觀察關節(jié)軟骨隨年齡增長的組織學變化：利用透射電鏡觀察隨年齡增長關節(jié)軟骨細胞超微結構的變化；利用激光共聚焦掃描顯微鏡(laser confocal scanning microscope LCSM)對軟骨細胞直徑進行檢測；利用微管吸吮技術(micropipette aspiration)結合半無限體細胞力學模型(Half-space model)對右側膝關節(jié)所分離的軟骨細胞進行黏彈性的檢測。 結果：不同年齡兔關節(jié)軟骨的大

3、體觀察及HE染色觀察都有明顯的變化，即關節(jié)軟骨隨著年齡的增長將會發(fā)生退行性改變；透射電鏡觀察發(fā)現老年組軟骨細胞的超微結構發(fā)生了明顯的變化；幼年軟骨細胞的直徑為8.84±0.97μm、成年軟骨細胞的直徑為9.77±1.41μm、老年軟骨細胞的直徑為11.50±1.76μm，統(tǒng)計分析表明三者兩兩之間的差異有統(tǒng)計學意義(p<0.001)。關節(jié)軟骨細胞表現為典型的黏彈性固體蠕變特性，隨著年齡的增長，其黏彈性參數(瞬時模量E<,0>、平衡模量E<

4、,∞>、表觀黏性μ)逐漸降低，幼年組E<,0>(中位數±四分位數間距)為0.68±0.15kaPa、E<,∞>為0.38±0.16kPa、μ為6.42±1.36 kPa·s；成年組E<,0>為0.63±0.10kPa、E<,∞>為0.33±0.06kPa、μ為5.84±1.35 kPa·s；老年組E<,0>為0.56±0.08kPa、E<,∞>為0.28±0.05kPa、μ為4.06±0.71kPa·s。統(tǒng)計學分析表明幼年組及中年組的黏