運用原子力顯微術磁驅動模式研究骨關節(jié)炎軟骨細胞生物力學特性的改變.pdf

1、研究目的： 運用原子力顯微術(Atomic Force Microscopy，AFM)新近發(fā)展的磁驅動輕敲模式(Magnetic AC mode，MAC mode)能夠對培養(yǎng)狀態(tài)下的活細胞表面超微形貌結構進行更清晰的成像和對細胞不同部位進行力學測定的優(yōu)點，來研究體外培養(yǎng)的正常人與骨關節(jié)炎患者活軟骨細胞表面形貌結構及細胞核和細胞質不同部位力學特性的差異。 研究方法： 體外培養(yǎng)正常人與骨關節(jié)炎患者的膝關節(jié)軟骨細胞，運

2、用MAC mode AFM在細胞培養(yǎng)的生活狀態(tài)下對兩組細胞的表面形貌進行高分辨成像，觀察動態(tài)變化。并通過對細胞核與細胞質不同區(qū)域的力曲線(Force Curve)進行描述，分析軟骨細胞核區(qū)與細胞質區(qū)的力學特性變化及細胞局部對力學刺激的反應情況。通過觀察力曲線形態(tài)差異，分析正常與骨關節(jié)炎軟骨細胞的力學特性差異。 研究結果： MAC mode AFM可實現(xiàn)生理條件下活軟骨細胞的表面形貌超微結構的高分辨成像，同時可對液態(tài)培養(yǎng)環(huán)

3、境中的附壁軟骨細胞進行實時動態(tài)監(jiān)測，觀察細胞的生理活動現(xiàn)象?；钴浌羌毎毎藚^(qū)的可變形能力和彈性高于細胞質區(qū)(P<0.001)，而表面粘滯性區(qū)別不顯著(P>0.05)。骨關節(jié)炎軟骨細胞細胞核區(qū)與細胞質區(qū)的可變形能力和彈性均明顯低于正常軟骨細胞(P<0.001)，表面粘滯性也低于正常軟骨細胞(P<0.001)。 結論： MAC Mode AFM不僅能進行活細胞的高分辨成像和實時動態(tài)觀察，還可通過對單細胞局部施加微應力及描繪