骨组织微流动和骨基质力学性质对骨细胞运动迁移影响机理的研究

研究证明骨细胞是机械应力的主要感受者, 但是骨细胞感受机械应力以及骨细胞间受力传递机理至今尚不清楚。本课题通过数值计算和实验验证研究三维骨结构内微流动和骨基质性质对骨细胞受力和变形的影响，尝试讨论骨细胞运动的影响因素和影响规律。首先通过数值计算研究三个方面的因素对骨细胞的影响机理：骨陷窝及骨陷窝间小管连接起来的网络- - 几何结构因素、骨细胞周围的体液流动- - 微流动、骨细胞生长在不同性质的骨基质上- - 基质调节因素。数值计算考虑骨组织承受正常生理负荷和超生理学负荷荷载、规则形状和不规则形状骨组织微结构、单个骨细胞和多个骨细胞、骨细胞体和骨细胞突触等条件。最后，与实验模型的验证结果进行对比分析，获得骨组织微结构中微流动和骨基座性质对骨细胞运动的影响机理。该研究是真实骨组织力学调控机制的基础研究之一，可以提供骨组织工程化培养过程中的基本规律，为相关病理机理研究提供参考。

该项目共完成了四个研究内容，包括.(1) 单个骨细胞和多个骨细胞在流动腔中的运动规律和变形规律；.(2) 单个骨细胞和多个骨细胞在三维多孔支架的微环境的力电耦合和流动传质探讨；.(3) 三维多孔支架微构型、微环境、流动传质对培养细胞影响的实验研究；.(4) 多孔生物材料基本力学性质理论分析和实验研究.. 课题通过理论分析、数值计算和实验研究，获得了三维多孔支架微构型、微环境与细胞相互作用的影响因素和影响机理，为生物多孔组织提供工程化细胞培养过程中的基本规律和优化条件，为一些医学病理机理研究提供参考。. 在本项目支持下正式发表的研究论文共12篇。其中，国外正式期刊论文7篇，国内正式期刊论文1篇，被SCI检索6篇，被EI检索8篇。正式国际会议论文3篇，国内会议3篇。（见基金项目研究成果目录论文 [1-12]）。毕业硕士研究生4名，毕业本科生4名，在读博士生1名，在读硕士生1名。