[发明专利]一种提高关节软骨体外保存效果的力学刺激方法

说明书

本发明公开了一种提高软骨组织体外保存效果的力学刺激方法，包括：体外无菌获取动物或人的关节软骨组织；在一定的压力、湿度、气温条件下，软骨组织保存在组织培养液中，采用特殊滚压力学刺激方法，按照刺激频率、时间、压强大小的参数组合(0.1‑3HZ，1‑120min，0.1‑3Mpa)，对软骨移植块进行每3天给予一次周期性力学刺激，然后更换培养液保存；在不同时间段对软骨组织的细胞存活率、杨氏模量检测；本方法显著提高软骨组织细胞活性、组织力学性能以及这种作用的持续时间，提高了软骨组织体外保存效果。本发明应可用于软骨组织培养保存组织库，显著提高软骨组织库利用率和关节软骨修复质量。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，尤其涉及一种提高关节软骨体外保存效果的力学刺激方法。

背景技术

近年来，随着我国体育运动全面普及，关节软骨损伤患者也随之越来越多。然而，关节软骨损伤特别是严重的累及软骨下骨的软骨缺损往往缺乏理想的治疗方法，因此关节软骨损伤的治疗是国际上亟待解决的医学难题。当前，临床上治疗关节软骨损伤的方法有：微骨折法、自体软骨细胞移植术、组织工程软骨移植法、自体及同种异体关节软骨移植法等。前三种方法临床上观察难以形成质量高的透明软骨以修复损伤，同种异体骨软骨组织移植具有修复为透明软骨和其下方软骨下骨的双重作用，通过国外临床应用20余年的验证，证明是一种十分理性的复杂关节软骨(包括软骨下骨损伤)损伤的修复方法[1-3]。我国这方面的研究和临床应用尚处于空白，开展有活性的关节软骨同种异体移植很少。一个主要的瓶颈是国内尚未建立体外保存活性关节软骨技术。关节软骨在体外组织培养液中保存成为一种十分有前景的组织库技术，目前国内外常用的软骨移植块的保存方法为液体静态保存法，然而软骨在组织培养液中缺乏力学刺激情况下，保存2周后软骨细胞活性将显著下降；由于细胞存活率低于70％将不适宜异体移植，进而从限制了临床应用。存在这一现象的原因之一是软骨组织在体外保存环境中没有类似身体内力学环境及力学刺激。生理状态下，滚压载荷是人体或动物膝关节生理活动状态下的正常力学载荷，关节软骨在力学载荷的刺激下促进营养物质与代谢物质交换从而保持其活性和力学性能，以适应身体运动的生理需求。软骨组织细胞存活率是一项公认的检测软骨活性的指标，弹性模量是检测软骨组织力学性能的公认指标，也是组织库质量指标。

综上，如能提供一种利用模拟人体或动物生理活动状态下滚压载荷的方法，将可能大大提升关节软骨体外保存效果。

参考文献：

[1]Raz G.,Safir O.A.,Backstein D.J.,Lee P.T.,Gross A.E.Distal FemoralFreshOsteochondral Allografts:Follow-up at a Mean of Twenty-two Years.J BoneJoint Surg Am,2014,96(13):1101-1107.

[2]Shaha J.S.,Cook J.B.,Rowles D.J.,Bottoni C.R.,Shaha S.H.,TokishJ.M.Return to an athletic lifestyle after osteochondral allografttransplantation of the knee.Am J Sports Med,2013,41(9):2083-2089.

[3]Hunt H.E.,Sadr K.,Deyoung A.J.,Gortz S.,Bugbee W.D.The role ofimmunologic response in fresh osteochondral allografting of the knee.Am JSports Med,2014,42(4):886-891.

发明内容