牙周膜位于牙槽骨和牙骨质之间,是缓冲咀嚼、正畸产生的各种应力的关键部位,也是正畸治疗的关键因素。关注应力作用下牙周膜改建的机制,对于临床正畸治疗及口腔植介入物的构型设计具有重要的指导意义。本实验室综合运用生物力学加载、PCR、western和ELISA、免疫荧光等方法,对牙周膜中最重要的应力形式——剪切应力对于细胞增殖、迁移及分化的作用及机制进行了研究。发现流体切应力对牙周膜细胞的骨架有明显的重塑的作用,细胞骨架开始变得粗壮,排布方向也有所倾斜于细胞主轴。切应力抑制了牙周膜细胞的增殖,细胞的G1/G0期有显著升高,G2/M期有明显下降,S期也有显著降低,但并未导致细胞的凋亡。切应力抑制了牙周膜细胞迁移,加载流体切应力的实验组伤痕的愈合显著减慢,证明切应力抑制了细胞的迁移,可能提示切应力将牙周膜细胞稳定在受损部位。当切应力加载8小时后,ALP和OPN的表达都有显著性上调,证明切应力促进了其骨向分化。切应力的作用下,牙周膜细胞本身产生的生长因子及细胞因子受到影响,促进了FGF-2,BMP-2,TGF-beta,VEGF和IL-6的表达。而这些因子对于牙周膜细胞的增殖、迁移、分化等基本的生命活动都具有重要的调节作用。该实验结果可能提示我们:这些生长因子或者细胞因子可能参与到流体切应力调节牙周膜细胞的过程中。该成果发表在生物力学领域权威杂志Journal of Biomechanics(J Biomech. 2016 Feb 29;49(4):572-9)上,并入选杂志亮点关注(Issue Highlights)。美国生命科学领域著名公司康宁(Corning)欧洲技术中心高级科学家Martial Hervy,已将该成果在组织工程生物反应器设计中进行了的实际应用,证明了申请人的相关研究对于组织工程具有重要的指导意义。

流体切应力对人牙周膜细胞增殖、迁移及分化的影响