靜張應力對大鼠髁突軟骨細胞增殖效應調節研究①

閆　磊，趙　亮,李善昌，莊亞嚴，張鐵軍

(1.佳木斯大學附屬口腔醫院，黑龍江 佳木斯 154002；2.牡丹江醫學院紅旗醫院，黑龍江 牡丹江 157011)

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靜張應力對大鼠髁突軟骨細胞增殖效應調節研究①

閆磊1，趙亮1,李善昌1，莊亞嚴2，張鐵軍1

(1.佳木斯大學附屬口腔醫院，黑龍江 佳木斯 154002；2.牡丹江醫學院紅旗醫院，黑龍江 牡丹江 157011)

摘要：目的：就靜張應力對大鼠髁突軟骨細胞增殖效應調節進行研究。方法：對SD大鼠下頜髁突軟骨細胞予以培養，分別在小牛血清濃度為15%、5%的DMEM培養基中培養第4代髁突軟骨細胞0h、6h、12h后，對其DNA含量予以測定；分別在靜張應力為10kPa、5kPa的DMEM培養基中培養第4代髁突軟骨細胞0h、2h、4h、6h、8h、10h、12h后，對其DNA含量予以測定。結果：當靜張應力為15kPa時，隨著培養時相的延長，大鼠髁突軟骨細胞的PI指數也同樣呈現出“先逐步上升、后又下降”的趨勢,但是下降的起始時間要比靜張應力為5kPa時更早，在4～12h時的PI指數與對照組存在著較為明顯的差異，具有統計學意義(P<0.05)。結論：髁突軟骨細胞的增殖活性能夠被靜張應力所調節，值得推廣應用。

關鍵詞：靜張應力；大鼠；髁突軟骨；細胞增殖

研究表明[1]：生物力學環境(顳下頜關節)在功能矯形前伸下頜后會出現生物學效應，進而會增高下頜髁突軟骨局部的生長因子含量和激素，促進下頜骨、髁突的生長改建。但是目前鮮有研究靜張應力對大鼠髁突軟骨細胞增殖效應的調節作用，現報道如下。

1材料和方法

1.1實驗材料

常規細胞培養實驗器械、醫用耐酸不銹鋼、DMEM培養基、純種SD大鼠(2周齡)、胰蛋白酶、II型膠原蛋白酶、醫用硅膠膜、聚苯乙烯一次性培養瓶、新生小牛血清。

1.2方法

1.2.1SD大鼠下頜髁突軟骨細胞培養

將其培養到第4代，然后對SD大鼠下頜髁突軟骨在硅膠膜、培養皿上的培養性狀用顯微鏡下來予以觀察。

1.2.2培養小室及硅膠膜處理

本實驗采用直徑為38 mm、厚度為0.4mm的硅膠膜，將其放入到酒精(純度為75%)中予以24h浸泡，以便能夠將其他化學成分予以去除。而后再用三蒸水來進行漂洗，反復多次之后浸泡12h，組裝不銹鋼整體培養小室，滅菌消毒。

1.2.3實驗分組方案

實驗分兩大組:①分別在小牛血清濃度為15%、5%的DMEM培養基中培養第4代髁突軟骨細胞0h、6h、12 h后，對其DNA含量予以測定；②分別在靜張應力為10kPa、5kPa的DMEM培養基中(小牛血清濃度均為15%)培養第4代髁突軟骨細胞0h、2h、4h、6h、8h、10h、12h后，對其DNA含量予以測定，選定5個樣本量。本文設置0h為對照組。

1.3流式細胞儀檢測

將適量的胰酶-EDTA(含量為0.25%)放入培養膜中，室溫下消化15s，然后漂洗離心，以便能夠將其中的髁突軟骨細胞予以收集。在EP管中固定保存1mL酒精(濃度為75%)，細胞增殖活性用流式細胞儀來進行檢測。用PI(增殖指數)表示細胞增殖活性。

1.4統計學方法

采用SPSS13.0軟件進行統計分析。計量資料結果以均數±標準差表示；兩組計量資料的差別比較采用t檢驗，計數資料差別比較采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1髁突軟骨細胞力學形態觀察

生長于硅膠膜表面的軟骨細胞所具有的形態特征為典型多角樣，并且細胞還出現了分裂增殖的現象。而髁突軟骨細胞在靜張應力刺激下，呈現出較為明顯的伸展狀態，呈現出多角形特點。

2.2大鼠髁突軟骨細胞增殖活性受到不同血清濃度的影響

由表1可以看出，當小牛血清濃度為5%時，隨著培養時相的延長，大鼠髁突軟骨細胞的PI指數逐步降低；而小牛血清濃度為15%時，則情況恰好相反。

表1　不同血清濃度下大鼠髁突軟骨細胞各培養時段PI指數變化±s)

注:＊不同血清濃度比較P<0.05;#不同時間組與對照組間比較P<0.05。

2.3靜張應力下大鼠髁突軟骨細胞增殖活性變化

當靜張應力為5kPa時，隨著培養時相的延長，大鼠髁突軟骨細胞的PI指數呈現出“先逐步上升、后又下降”的趨勢，其中在4～12h時的PI指數與對照組存在著較為明顯的差異，具有統計學意義(P<0.05)。

當靜張應力為15kPa時，隨著培養時相的延長，大鼠髁突軟骨細胞的PI指數也同樣呈現出“先逐步上升、后又下降”的趨勢，但是下降的起始時間要比靜張應力為5kPa時更早，在4～12 h時的PI指數與對照組存在著較為明顯的差異，具有統計學意義(P<0.05)。

3討論

正畸臨床矯治的常用的一種方法是功能矯形，一般而言，每日需要保證12h的功能矯治時間[2]。髁突形成過程中最為關鍵的功能細胞是髁突軟骨細胞, 髁突軟骨細胞會對下頜骨的發育造成直接影響[3]。本實驗模擬研究功能矯形治療狀態下靜張應力對髁突軟骨細胞的增殖活性變化，結果表明：當靜張應力為15kPa時，隨著培養時相的延長，大鼠髁突軟骨細胞的PI指數也同樣呈現出“先逐步上升、后又下降”的趨勢,但是下降的起始時間要比靜張應力為5kPa時更早，在4～12h時的PI指數與對照組存在著較為明顯的差異，具有統計學意義(P<0.05)。由此可見，髁突軟骨細胞的增殖活性能夠被靜張應力所調節，值得推廣應用。

參考文獻：

[1]郭欣,樊瑜波,宋錦.張應力作用下體外細胞培養膜上應力分布的三維有限元分析[J].生物醫學工程學雜志,2002,19(1):60-63

[2]饒躍,羅頌椒,王大章,等.功能矯形前伸下頜后對大鼠髁突軟骨DNA合成影響的研究[J].華西口腔醫學雜志,1992,10(3):214-216

[3]周征,羅頌椒.大鼠下頜髁突軟骨中IGF_1及其基因的差異性表達[J].華西口腔醫學雜志,1998,16(2):164-166

[4]楊紅巖，劉繼光，王本才，等.咬合創傷兔顳下頜關節的組織學變化的實驗研究[J].黑龍江醫藥科學，2007,25(3)：42-43

[5]胡春江，徐宏光.細胞培養方式與力學刺激[J].黑龍江醫藥科學，2010，33(6)：19-21

基金項目：①黑龍江省衛生計生委科研課題，編號：2014-257。

作者簡介：閆磊(1980～)男，黑龍江佳木斯人，碩士，主治醫師。 通訊作者：趙亮(1981～)女，黑龍江佳木斯人，碩士，主治醫師。E-mail:28789079@qq.com。

中圖分類號：R782.6

文獻標識碼：A

文章編號：1008-0104(2016)04-0004-02

(收稿日期：2016-02-20)

The effects of static tension-stress on proliferation of mandibular condylar chondrocytes in vitro

YANLei1,ZHAOLiang1,LIShan-chang1,ZHUANGYa-yan2,ZHANGTie-jun1

(1.Oral Cavity Hospital Affiliated to Jiamusi University,Jiamusi 154003,China; 2. Flag Hospital Affiliated to Mudanjiang Medical School,Mudanjiang 157001,China)

Abstract：Objective: To study the effects of static tension-stress on proliferation of MCC of rats. Methods: Mandibular condylar chondrocyte cells of SD rats were cultivated. The fourth-passage chondrocytes in the DMEM medium which calf serum concentration was 15%、5%, respectively for 0h、6h、12h, and then the content of DNA was tested. Results: When the static tension-stress was 15kPa,with the extension of incubation time, the PI index of MCC also presented “upgrade firstly and then dropped”, but the start time of falling was earlier than the time of static tension-stress 5kPa. PI index of 4～12 h existed significant difference compared with the control group with significant statistics(P<0.05). Conclusion: Proliferation activity of MCC can be regulated by static tension-stress, which is worthy of popularizing and applying.

Key words：static tension-stress; rats; MCC; proliferation