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口腔组织微重力环境培养是一种新兴的培养技术,旨在模拟太空微重力条件,研究其对口腔组织细胞生长、分化和功能等方面的影响,为口腔组织工程和航天口腔医学等领域提供理论支持和技术基础。相关介绍如下:
- 培养目的:牙周组织工程旨在体外构建具有生理结构及功能的牙周组织,而地面环境的重力影响使得体外培养细胞难以形成三维的组织结构,微重力培养技术可为构建与体内组织形态及功能相似的组织、器官提供可能。同时,该培养技术也有助于揭示重力在细胞行为和组织发育中的作用机制,为生物力学和发育生物学提供新的研究视角。
- 培养方法:可利用旋转生物反应器构建模拟微重力培养模型。如TDCCA-3D旋转细胞培养系统,能让细胞/组织因随机变化的重力矢量而悬浮,在培养液中成连续的自由落体状态,向各个方向生长,形成三维结构。此外,也可通过空间站、在轨飞行器等实现真实微重力环境培养,但成本较高。
- 对口腔组织细胞的影响:不同口腔组织细胞在微重力环境下表现各异。人牙周膜干细胞在微重力环境下生长速度明显加快,且具有更强的增殖活性。而人牙髓间充质细胞经历空间微重力环境后,虽可继续成活,但细胞骨架会出现弥散性变化,局部微丝解聚,生长传代变慢。另外,模拟微重力环境会抑制人牙髓干细胞在聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)支架上的矿化,形成的矿化结节较小且数量少。
- 研究意义:一方面,有助于理解太空环境下人体牙齿组织的变化,为宇航员口腔健康维护提供支持。另一方面,微重力下的生理变化与衰老过程中的变化有相似之处,可为太空中的口腔疾病开发新的治疗方法,并可能对地球上的老龄化相关疾病提供治疗启示。