低强度脉冲超声波对人骨膜细胞的生物学效应

目的:从细胞水平探讨低强度脉冲超声波对体外分离培养的人骨膜细胞的生物学效应,分析低强度脉冲超声波可能的作用途径,为合理化的临床应用提供实验依据。方法:实验于2002-05/11在香港中文大学矫形外科学系完成。选取香港中文大学威尔士亲王医院矫形外科收治的1例27岁尺骨骨不连患者,以其尺骨骨膜培养的传2代细胞用于实验。按低强度脉冲超声波(30mW/cm2)作用于体外培养的人骨膜细胞的时间剂量分为4组:5min/d组,10min/d组,20min/d组,空白对照组。在超声波作用1,2,4d后检测各组DNA合成量、四甲基偶氮唑蓝摄取情况、碱性磷酸酶活性及骨钙素分泌量。结果:与空白对照组比较,5min/d组,10min/d组,20min/d组给予低强度脉冲超声波后,骨膜细胞DNA合成及四甲基偶氮唑蓝摄取量无明显变化(P>0.05);10min/d组与20min/d组骨膜细胞单位质量蛋白中碱性磷酸酶活性显著升高(P<0.05);20min/d组骨膜细胞受1,25-二羟基维生素D3刺激后分泌骨钙素显著增加,形成钙结节能力显著增强(P<0.01)。结论:20min/d以内剂量的低强度脉冲超声波对人骨膜细胞的生长增殖无明显影响,但能够增强人骨膜细胞碱性磷酸酶活性的表达,促进细胞分泌骨钙素及钙盐沉积,具有显著促进人骨膜细胞向成骨细胞分化的生物学作用。

动态力学应变对人骨膜细胞的生物学作用

探讨动态力学应变对体外分离培养的人骨膜细胞的生物学效应。使用F lexerce ll应力系统,将频率为1H z、振幅为5%变形、正弦波状力学应变作用于体外培养的人骨膜细胞,在不同时间段检测细胞总蛋白含量、DNA合成量、ALP活性及骨钙素分泌量,并与空白对照组相比较,观察动态力学应变对人骨膜细胞生长、分化指标的影响。结果表明:所施加的动态力学应变对骨膜细胞的生长增殖无明显影响,但显著促进骨膜细胞向成骨细胞的分化。动态力学应变能够促进人骨膜细胞向成骨细胞分化,这可能是其对骨的生物学作用的机制之一。

低强度脉冲超声波刺激对人骨髓基质细胞和骨膜细胞生物学效应的影响

目的研究低强度脉冲超声波(LIPUS)对体外分离培养的人骨髓基质细胞、骨膜细胞生物学效应的影响,探讨其促进骨折愈合的相关机制。方法采用辐射强度为30mW/cm2的脉冲超声波分别作用于体外培养的人骨髓基质细胞、骨膜细胞(上述细胞根据LIPUS每天作用时间再分为5min/d组,10min/d组及20min/d组),并于不同时间点检测其对细胞生长、分化等主要相关指标的影响。结果各LIPUS实验组骨髓基质细胞、骨膜细胞DNA合成量与空白对照组比较,差异均无统计学意义(P>0.05);骨膜细胞经LIPUS作用后,其ALP活性、骨钙素分泌水平及钙结节形成均显著增强(P<0.05),而骨髓基质细胞经LIPUS作用后,其细胞分化标志物均无明显改变(P>0.05)。结论LIPUS能够促进人骨膜细胞向成骨细胞分化,这可能是其促进骨折愈合的相关生物学机制之一。