述评:关节软骨的细胞与分子生物力学

• 作者: Leo Q.Wan Van C.Mow
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 软骨组织工程 软骨生物力学 双相理论 三相理论 软骨细胞变形
• 年，卷（期）: 2008,（1）
• 所属期刊栏目: 专家论坛
• 页码范围: 1-18
• 页数: 18页
• 分类号: R318.01
• 字数: 4826字
• 语种: 中文

摘要

关节软骨是覆盖在动关节骨端表面的一层低摩擦、可承载负荷的水合软组织,其力学件能通过软骨细胞的新陈代谢来维持.物理因素,如关节载荷对软骨细胞的新陈代谢有很大的调节作用.本文对关节软骨和软骨细胞的力学性能和理论模型进行了综述,重点强调物理调节在软骨细胞生物合成和组织维护中的作用,以及在软骨功能性组织工程修复与再生医学中的应用.文中首先描述了关节软骨的分子构成、超微结构及其张力、压力、剪切力等力学性能,着重强调其相互关系.然后,通过介绍已广泛使用的结构模型,即双相和三相混合理论,对组织的力学-电化学行为进行阐述,并着重介绍简化复杂的三相理论的最新研究进展.最后,对软骨细胞和软骨素的机械性能和理论模型进行回顾总结,从而加深对细胞外基质中软骨细胞内及周围力学-电化学信号的认识.根据混合相理论,关节软骨的流动依赖性和非流动依赖性的粘弹性、溶胀行为和电动特性已经在理论上得到了成功阐述.文献中混合相理论用于软骨细胞以及周围细胞外基质的推广也为体内细胞行为物理调节机制的研究提供了新的思路.总之,应用强大的混合相理论、新的实验技术、新的或常规的办法来研究软骨细胞和基质之间的相互作用,可能有助于关节软骨工程学研究的成功.