骨芽細胞活性化に与えるひずみ量およびひずみ速度の影響

应变量和应变率对成骨细胞活化的影响

基本信息

批准号：
10780530
负责人：
田中茂雄
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 今年度の成果平成10年度における研究計画では,(1)ピエゾアクチュエータ型力学的刺激装置を作製すること,そして(2)ひずみ量を変化させた場合の培養骨芽細胞の活性変化を調べることを目的としている.(1)に関しては,装置の改良とその評価が行われ,実験の使用に耐えうる十分な性能の力学的刺激装置を完成させることができた.完成した装置では,アクチュエータにバイモルフ型のピエゾ素子を用いることで,振幅が200〜40,000μstrain.繰り返し周波数がDC〜100Hzのひずみを力学的刺激として培養細胞へ与えることを可能とした.これは,実際の生体内の骨に作用するひずみ振幅および周波数範囲を十分網羅する量である.さらに本装置は,コンピュータ上で合成された任意波形を刺激として再現でき,このような点も含め,従来装置にはない優れた機能を有していると言える.(2)に関しては,未だ十分な知見は得られていない.現段階では,樹立細胞株(MC3T3-E1)に対し静的ひずみを与え,その際の細胞のひずみの計測と形態変化の観察を位相差顕微鏡および画像処理システムを用いて行っている段階である.このような実験により,与えたひずみ量と実際の細胞のひずみには約7%の違いがあることがわかり,細胞レベルのひずみの評価と制御という問題をクリアすべく現在検討中である.

1。结果今年的1998年研究计划旨在（1）创建压电剂型机械刺激装置，以及（2）在变化时研究培养成骨细胞活性的变化。关于（1），该设备已得到改进和评估，以及具有足够性能的机械刺激装置以承受实验性的使用。在完整的装置中，通过将双态型压电元件作为执行器，可以用200-40,000μStrain的振幅施加应变，将DC的重复频率和100 Hz的重复频率作为机械刺激。这是作用在实际活体中骨骼上的菌株振幅。该数量足以覆盖频率范围。此外，该设备可以重现在计算机上合成的刺激的任意波形，并且可以说具有出色的功能，这些功能在传统设备（包括这些点）中未发现。关于（2），尚未获得足够的知识。在此阶段，静态应变应用于已建立的细胞系（MC3T3-E1），并使用相位造影显微镜和图像处理系统观察细胞应变和形态变化的测量。该实验表明，给定的应变量和细胞的实际应变之间的差异约为7％，目前正在研究中以清除细胞水平的应变评估和控制问题。