不同靜水壓下人椎間盤髓核細胞的形態和活性

中國組織工程研究雜誌 發佈 2020-12-14T00:16:15+00:00

文題釋義:髓核:髓核在抵抗脊柱和椎間盤的負荷方面起著關鍵作用,其作用是產生一個靜水壓力,以均勻地分散圓盤內的負載。靜水壓:是在人體內某部位聚集的液體受到應力刺激時對周圍組織形成的壓強。而椎間盤在人體運動時受到壓應力在髓核中形成靜水壓,然後擴散至纖維環,由壓應力轉變成張應力。


文題釋義:

髓核髓核在抵抗脊柱和椎間盤的負荷方面起著關鍵作用,其作用是產生一個靜水壓力,以均勻地分散圓盤內的負載。

靜水壓:是在人體內某部位聚集的液體受到應力刺激時對周圍組織形成的壓強。而椎間盤在人體運動時受到壓應力在髓核中形成靜水壓,然後擴散至纖維環,由壓應力轉變成張應力。人平臥休息位時靜水壓最低約 0.3 MPa,坐位時接近 1 MPa, 彎腰搬重物可達 3 MPa。

背景:壓應力能夠引起細胞形態及活性的改變,但靜水壓下髓核細胞的形態和活性是否改變仍需進一步研究。

目的:研究體外靜水壓加載系統內人椎間盤髓核細胞形態和活性的變化。

方法:將人椎間盤髓核細胞分離培養並傳3代後,在靜水壓加載系統0.3,1,3 MPa的靜水壓力環境下加壓2,4,6 h後,使用倒置相差顯微鏡觀察人椎間盤髓核細胞加壓前後的形態變化及生長狀況;採用透射電鏡觀察各組人椎間盤髓核細胞超微結構的變化及差異;使用CCK-8法檢測不同靜水壓下人椎間盤髓核細胞的增殖活性的變化。

結果與結論:①細胞培養及傳代:第1,2,3代人椎間盤髓核細胞的生長曲線呈S形,3-7 d時呈直線增殖,此階段細胞生長最快、活力最高;第5,6代人椎間盤髓核細胞的突起呈長梭形,成長較慢,出現退化;②細胞形態:在0.3,1,3 MPa的靜水壓下人椎間盤髓核細胞均縮小,0.3,1 MPa下細胞細微變小,形態基本完整;3 MPa靜水壓下細胞縮小最明顯,且細胞形態不完整,說明人椎間盤髓核細胞在0.3,1,3 MPa的靜水壓下加壓2,4,6 h後,細胞形態在3 MPa靜水壓下改變最明顯,而相同靜水壓下作用不同時間後細胞形態無明顯改變;③細胞活性:在0.3 MPa靜水壓下,人椎間盤髓核細胞的增殖率隨著時間的增加先升後降,4 h時細胞增殖率最高;在1,3 MPa靜水壓下隨著時間的增加人椎間盤髓核細胞增殖率逐漸下降,且1 MPa靜水壓下細胞增殖率明顯高於同一作用時間3 MPa靜水壓下(P < 0.05),說明適當的靜水壓力刺激有助於促進人椎間盤髓核細胞增殖,而長期不當過高的靜水壓刺激能使人椎間盤髓核細胞增殖率下降,導致椎間盤退變的發生。

https://orcid.org/0000-0002-6713-9061 (劉志超)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點:組織構建;骨細胞;軟骨細胞;細胞培養;成纖維細胞;血管內皮細胞;骨質疏鬆;組織工程

關鍵詞: 靜水壓, 椎間盤, 髓核細胞, 形態, 細胞活性, 生長動力學

文章來源:劉志超, 張 帆, 孫 旗, 康曉樂, 袁巧妹, 柳根哲, 陳 江. 不同靜水壓下人椎間盤髓核細胞的形態和活性[J]. 中國組織工程研究, 2021, 25(8): 1172-1176.

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