基于微流控技术的仿生牙周组织器官芯片的构建与研究

目的牙齿及牙周组织是人类咀嚼系统中重要的器官,具有细胞种类繁多和结构复杂的特征。随着3D仿生器官芯片技术的进步及发展,使牙齿牙周组织模型的建立成为可能,因此本研究的目的是构建一种新型微流控牙周组织器官芯片来模拟牙周组织的复杂特征,为牙周组织相关研究提供特征稳定、状态均一的研究模型。方法本研究中,为了进一步模拟牙周组织的生理病理学特征,借助3D微纳打印和软光刻技术,制备了牙槽骨微流控器官芯片。使用纤维蛋白凝胶对骨细胞IDG-SW3进行三维培养,并在分化培养基条件下进行骨向分化。调节培养基出入口的液面差,通过流体静压力差实现凝胶内细胞间隙流和流体剪切力的流体调控,模拟生物体内生理性的牙周组织受力等物理因素的作用。通过自发绿色荧光蛋白和茜素红S染色法确定骨向分化程度。结果本研究实现了骨细胞在三维培养和流体刺激下的长时间培养。在第7、14、21天时通过对IDG-SW3自发绿色荧光的表征,确定了细胞处于正常分化过程中。在第21天进行茜素红染色,证明了矿化结节的存在。结论本研究成功构建了一种片上微环境可调的新型微流控牙周组织器官芯片,为研究牙周组织在不同刺激条件下的生物学反应相关研究提供一种新的研究工具。