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牵张力作用下PLGA支架上大鼠成肌细胞骨架相关因子及MGF表达变化的研究

杨璞  
【摘要】: 功能矫形治疗是口腔正畸临床中针对青春发育期青少年错(牙合)进行早期治疗的一种常规、有效的手段。力学环境下咀嚼肌组织形态与功能的改建是功能矫形治疗的关键以及疗效维持与巩固的基础。由于组织的形态和功能的变化主要是由细胞的形态和功能变化所决定的,因此,只有从细胞、亚细胞乃至分子水平研究力学环境下成肌细胞的形态和功能变化,才能从根本上理解功能矫形的作用机制。 早期成肌细胞的研究多集中在单层细胞的生物力学研究,难以在体外真实反映体内细胞外基质的环境。因此,本研究建立了成肌细胞—PLGA组织工程化培养模型,采用自行开发设计的四点弯曲体外细胞加载装置(专利号ZL01256849.X)构建了PLGA生物支架复合细胞力学培养和三维力学加载环境,模拟体内细胞的受力、生活状态。在此基础上,探讨周期性牵张力下三维环境中成肌细胞的整合素β1、α辅肌动蛋白及MGF的mRNA表达变化,比较了应力作用下三维状态与平层状态细胞表达变化的异同。 根据实验结果得出以下结论: (1)采用聚合物聚乳酸-乙醇酸(poly lactide-co-glycolide,PLGA)制作的孔隙率为85%,孔径为88~100μm的PLGA膜,是适宜成肌细胞生长和黏附的,是一种良好的成肌细胞组织工程支架; (2)四点弯曲体外细胞加载装置可对成肌细胞—PLGA组织工程化培养模型进行成功的力学加载。在加载生理水平的牵张力后,三维培养状态的成肌细胞整合素β1、α辅肌动蛋白以及MGF mRNA的表达变化趋势与平层细胞相同; (3)成肌细胞整合素β1、α辅肌动蛋白以及MGF均与成肌细胞的机械刺激密切相关。应力作用下,三者同时间变化都有明显的相关关系。整合素β1、MGF mRNA的表达变化为随着时间的延长,表达量逐渐增加,12h左右达到高峰,之后逐渐下降;而α辅肌动蛋白的表达变化为随着时间的增加逐渐减少; (4)周期性牵张力作用下,三维培养状态与平层培养的成肌细胞在功能表达方面有一定的差异。应在以后的研究中予以充分注意。 综上所述,生理水平的应力状态下,成肌细胞整合素β1、α辅肌动蛋白以及MGF mRNA的表达变化同时间都有明显的相关关系。三维培养状态同平层培养的成肌细胞在功能表达方面存在着一定的差异。 实验结果在一定程度上反映了临床功能矫形治疗中要求患者坚持长期戴用矫治器是符合细胞生物力学反应的。同时,有助于理解功能矫形治疗过程中的一些现象,如:临床功能治疗的矫治器戴用时间同成肌细胞整合素β1、MGF mRNA表达变化趋势相符合。但这能否作为临床治疗的理论依据,则需要进一步的研究和相关实验的支持。


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