髋关节软骨高、低负重区微纳结构的力学性质对比

• 作者: 侯俊俊 杨惠林 梁婷 罗宗平 车艳军 郭江博
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 髋关节软骨 微纳结构 弹性模量 原子力显微镜 扫描电子显微镜
• 年，卷（期）: 2020,（20）
• 所属期刊栏目: 软骨组织构建
• 页码范围: 3157-3161
• 页数: 5页
• 分类号: R459.9|R318.01|R681
• 字数: 5206字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2608

摘要

背景:髋关节软骨具有高、低负重区域,既往研究表明2个区域的宏观弹性模量是不同的.然而在微米和纳米水平上的弹性模量尚不清楚,这些信息对于进一步理解软骨微米和纳米力学性质至关重要.此外,影响软骨2个区域机械性能的微纳结构至今仍有待阐明.目的:探究微纳层面髋关节软骨高、低负重区力学性质与结构.方法:取新鲜正常猪股骨头软骨,使用原子力显微镜直径为5 μm的球形尖端测量不同负重区微米级压缩弹性模量,使用曲率半径为5 nm的ScanAsyst-Air探针测量其纳米级压缩弹性模量、纳米结构和胶原纤维直径.扫描电子显微镜用于识别软骨不同负重区微米结构.结果 与结论:①股骨头软骨高负重区微米级弹性模量为(433.05±146.52) kPa,低负重区微米级弹性模量为(331.19±84.88) kPa,高负重区域在微米水平上的压缩弹性模量显著高于低负重区域(P=0.029 8);②股骨头软骨高负重区纳米级弹性模量为(1.24±0.42) GPa,低负重区纳米级弹性模量为(1.28±0.41) GPa,在纳米水平上2个区域的胶原纤维的压缩弹性模量差异无显著性意义(P=0.846 2);③在微米水平上,股骨头软骨高负重区域的胶原纤维排列更规则;在纳米水平上,2个负重区域的胶原纤维直径差异无显著性意义(P=0.926 4);④以上结果表明,股骨头软骨高负重区胶原纤维较低负重区交联更规则,使软骨高负重区微米级压缩弹性模量高于低负重区,与宏观上压缩弹性模量趋势一致,但高负重并没有影响到纳米层面单个胶原纤维.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	侯俊俊	苏州工业园区星湖医院老年科	3	0	0.0	0.0