骨整合微尺度力学机制的单细胞水平研究

项目名称： 骨整合微尺度力学机制的单细胞水平研究

项目编号： No.11202229

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 史亮

作者单位： 中国人民解放军第306医院

项目金额： 26万元

中文摘要： 骨整合是植入物成败的关键，力学机制是影响骨整合进程的重要因素。本项目拟运用纳米尺度高分辨表征成像手段与分子生物学技术结合，在单细胞水平上探究种植体骨整合进程中的微尺度力学相关机制。拟以原子力显微镜和荧光共聚焦显微镜联合成像系统为平台。（1）利用带有包被粘连蛋白微球的原子力显微镜微悬臂，对骨髓基质干细胞细胞微区定量施加压力与拉力，实时观察应力作用下骨髓基质干细胞内荧光融合蛋白分子事件，建立以微区精确力学刺激为特点的单细胞水平力学响应动态研究体系；（2）集成三维微操纵技术，结合单细胞核酸提取技术揭示细胞早期力学响应分子传导机制；（3）利用表面微模式化技术，实现细胞可控制化培养，初步探索细胞间的力学信号通讯机制，明确应力与骨整合的关系。在此基础上，提出微尺度力学是种植牙骨整合界面微环境的关键因素，为临床治疗提供早期负载的力学参数，拓展加快种植体骨整合的治疗手段。

中文关键词： 人牙周膜细胞;；信号传导；机械刺激；钙离子；一氧化氮

英文摘要： Osseointegration is the key to success of dental implant, mechanical mechanism is the important factor affecting the process of osseointegration.The project intends to explore the mechanisms of Microscale mechanics in the process of Implant osseointegration in the single cell level,useing the nano-scale high-resolution characterization of imaging means combined with molecular biology techniques. The project intends to use atomic force microscopy and fluorescence confocal microscope imaging system as a platform. （1）Using atomic force microscopy (AFM) cantilever with a package of laminin microspheres,to exert pressure and tension to cells micro of bone marrow stromal cell quantitatively.Using real-time observation of the fluorescent fusion protein molecules incident within bone marrow stromal cells under stress, to establish the dynamic research system of Mechanical response by the single cell level characterized by micro-area precise mechanical stimulation. （2）Integrated three-dimensional micro-manipulation techniques，combined with single-cell nucleic acid extraction technology to reveal the molecular conduction mechanism of cellular early mechanics,Clear about the relationship between stess and osseointegration。On this basis, to present the idea that microscale mechanics is the key factor for the interface micr

英文关键词： human periodontal ligament cell；signal transduction；mechanical stress.；Ca2+；NO