调查软骨再生的新型三维临床前模型,包括生理和病理机械负荷
Mingjing Zhu1, Jianfeng Jin1, Hadi Seddiqi1
1Department of Oral Cell Biology, Academic Centre for Dentistry Amsterdam (ACTA), Amsterdam Movement Sciences, University of Amsterdam and Vrije Universiteit Amsterdam, Amsterdam, The Netherlands.
Tissue engineering. Part C, Methods
|October 24, 2025
概括
研究人员开发了一种新的3D临床前模型,用于关节疾病 (TMD) 研究. 这种体外系统模仿了体外条件,使得研究在各种机械负荷下软骨再生成为可能.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 组织工程是组织工程.
- 整形外科 整形外科 整形外科
背景情况:
- 目前的关节疾病 (TMD) 治疗受到缺乏准确复制体内条件的临床前模型的阻碍.
- 现有的模型往往无法纳入三维 (3D) 细胞培养和机械刺激等关键因素,这会显著影响细胞行为和治疗结果.
- 需要先进的体外系统,可以模拟与TMD相关的生理和病理机械负荷.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的3D体外临床前模型,用于关节疾病 (TMD) 研究.
- 为了研究动态中等负荷 (模拟) 和持续过度负荷 (模拟) 对模型中的细胞行为的影响.
- 建立一个体内仿真系统,以评估在生理上相关的机械刺激下软骨再生.
主要方法:
- 工程造型的圆柱形3D结构 (3%的阿加罗斯与小鼠骨髓中酶干细胞 - - BMSCs).
- 培养BMSCs在chondrogenic介质中以确认chondrogenic潜力 (通过Sox9表达评估).
- 使用定制生物反应器应用机械负荷 (动态5%压缩1赫兹;恒定10-30%压缩),然后进行有限元建模分析.
主要成果:
- 在3D构造中的BMSC显示Sox9表达显著增加,与对照组相比证实了原体潜力.
- 机械负荷 (动态和恒定) 在BMSC中增加了氧化的产量.
- 动态负荷调高了c-Fos和c-Jun的表达,而恒定负荷则增加了c-Jun的表达;过度的恒定负荷 (30%) 损害了结构完整性,20%的恒定应变减少了活细胞数量.
结论:
- 一个新的3D体外临床前模型模拟TMDs的体内机械条件已经成功建立.
- 该模型允许在生理和病理机械刺激下研究软骨再生.
- 这个平台为未来的研究提供了一个有前途的工具,用于TMD的冠状腺诱导剂和机械加载疗法.
