多模式载荷下骨细胞张力变化规律研究

目的在体骨细胞处于液流剪切、骨基质形变等因素构成的复杂力学环境中,但不同模式的力作用于骨细胞,均可反映为细胞张力随时/空的动态变化。受现有方法限制,目前在宏观力作用下细胞膜张力随时、空动态变化对细胞局部受力的影响及其中的机制很难被揭示。方法在本研究中,建立了“多模式细胞力学加载-细胞数字全息高速显微”系统,利用高速采集的骨细胞自发波动信号与Seifert理论方程的拟合获得了细胞表面张力分布,并基于数字图像相关算法,实现了对骨细胞在多模式力载荷下细胞全场应变的测量。结果单个骨细胞表面张力呈非均一分布;受定常流剪切后,细胞表面张力发生由高张力区向低张力区的局部传播;细胞表面平行于流剪方向的位移均值与垂直于流剪方向的位移均值没有显示出显著性差异;加载流体剪切30 min后,骨细胞整体张力增大。结论后续对于多模式载荷下骨细胞张力的变化规律的研究,可以为建立基于细胞张力变化的骨细胞力敏感性新评价方法,以及制定基于振动、超声等手段维持骨细胞力学敏感性的干预措施提供新的依据和思路。