弹性蛋白对前交叉韧带力学响应影响的弹性蛋白酶定量分析
R496%R318%R446; 背景:前交叉韧带在复杂的生理加载环境下具有其独特的非线性力学特性.弹性蛋白作为前交叉韧带力学特性的重要贡献者,其在轴向拉伸下对前交叉韧带力学响应特性尚不明确. 目的:定量分析弹性蛋白对前交叉韧带拉伸力学响应的影响. 方法:制备弹性蛋白酶溶液及对照缓冲液.将猪前交叉韧带样品制备成小规格样品,随机分别浸泡于 0,0.1,1.0,2.0,5.0,10.0 U/mL的弹性蛋白酶溶液中6 h,另取相同规格小样品分别浸泡于2 U/mL的弹性蛋白酶溶液中 0,1,3,6,9,12 h,以确定适合弹性蛋白靶向酶的浸泡条件并进行消化效果验证,使用组织学染色比较酶处理对组织结构与成...
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| Abstract | R496%R318%R446; 背景:前交叉韧带在复杂的生理加载环境下具有其独特的非线性力学特性.弹性蛋白作为前交叉韧带力学特性的重要贡献者,其在轴向拉伸下对前交叉韧带力学响应特性尚不明确.
目的:定量分析弹性蛋白对前交叉韧带拉伸力学响应的影响.
方法:制备弹性蛋白酶溶液及对照缓冲液.将猪前交叉韧带样品制备成小规格样品,随机分别浸泡于 0,0.1,1.0,2.0,5.0,10.0 U/mL的弹性蛋白酶溶液中6 h,另取相同规格小样品分别浸泡于2 U/mL的弹性蛋白酶溶液中 0,1,3,6,9,12 h,以确定适合弹性蛋白靶向酶的浸泡条件并进行消化效果验证,使用组织学染色比较酶处理对组织结构与成分的影响.将韧带样品随机分为酶处理组和PBS组,分别浸泡在2 U/mL弹性蛋白酶溶液和PBS中6 h,于浸泡前、后均进行力学拉伸测试.
结果与结论:①生化结果表明,2 U/mL弹性蛋白酶溶液浸泡6 h能将弹性蛋白含量降低31.1%,且没有显著影响组织内其他力学相关成分;②组织学结果显示,弹性蛋白酶可渗透入组织内部,浸泡后的组织松散程度增加;③在浸泡前、后的力学结果中,PBS组的多项力学性能均显著下降,酶处理组仅有低张弹性模量显著升高及初长度显著增加;④组间比较结果显示,浸泡前PBS组与酶处理组差异均无显著意义,而浸泡后的酶处理组的低张弹性模量、初始斜率、饱和斜率和初长度比PBS组显著增加;⑤以上结果表明,弹性蛋白降解显著影响了前交叉韧带的生物力学属性,进一步补充了对前交叉韧带结构-功能关系之间的理解. |
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| AbstractList | R496%R318%R446; 背景:前交叉韧带在复杂的生理加载环境下具有其独特的非线性力学特性.弹性蛋白作为前交叉韧带力学特性的重要贡献者,其在轴向拉伸下对前交叉韧带力学响应特性尚不明确.
目的:定量分析弹性蛋白对前交叉韧带拉伸力学响应的影响.
方法:制备弹性蛋白酶溶液及对照缓冲液.将猪前交叉韧带样品制备成小规格样品,随机分别浸泡于 0,0.1,1.0,2.0,5.0,10.0 U/mL的弹性蛋白酶溶液中6 h,另取相同规格小样品分别浸泡于2 U/mL的弹性蛋白酶溶液中 0,1,3,6,9,12 h,以确定适合弹性蛋白靶向酶的浸泡条件并进行消化效果验证,使用组织学染色比较酶处理对组织结构与成分的影响.将韧带样品随机分为酶处理组和PBS组,分别浸泡在2 U/mL弹性蛋白酶溶液和PBS中6 h,于浸泡前、后均进行力学拉伸测试.
结果与结论:①生化结果表明,2 U/mL弹性蛋白酶溶液浸泡6 h能将弹性蛋白含量降低31.1%,且没有显著影响组织内其他力学相关成分;②组织学结果显示,弹性蛋白酶可渗透入组织内部,浸泡后的组织松散程度增加;③在浸泡前、后的力学结果中,PBS组的多项力学性能均显著下降,酶处理组仅有低张弹性模量显著升高及初长度显著增加;④组间比较结果显示,浸泡前PBS组与酶处理组差异均无显著意义,而浸泡后的酶处理组的低张弹性模量、初始斜率、饱和斜率和初长度比PBS组显著增加;⑤以上结果表明,弹性蛋白降解显著影响了前交叉韧带的生物力学属性,进一步补充了对前交叉韧带结构-功能关系之间的理解. |
| Abstract_FL | BACKGROUND:The anterior cruciate ligament has unique nonlinear mechanical properties under a complex physiological loading environment.Elastin is an important contributor to the mechanical properties of the anterior cruciate ligament,but its mechanical response to the anterior cruciate ligament under axial tension is not clear.
OBJECTIVE:To quantitatively analyze the effect of elastin on the tensile mechanical response of the anterior cruciate ligament.
METHODS:Elastase solution and control buffer were prepared.The porcine anterior cruciate ligament samples were prepared into small-size samples and randomly soaked in 0,0.1,1.0,2.0,5.0,and 10.0 U/mL elastase solution for 6 hours,and other small samples of the same size were soaked in 2 U/mL elastase solution for 0,1,3,6,9,and 12 hours.To determine suitable soaking conditions for elastin-targeted enzymes and verify the digestive effect,histological staining was used to compare the effects of enzyme treatment on tissue structure and composition.The ligament samples were randomly divided into elastase-treated group and PBS group,and immersed in 2 U/mL elastase solution and PBS buffer for 6 hours,respectively.A mechanical tensile test was performed before and after immersion.
RESULTS AND CONCLUSION:(1)The biochemical results showed that being treated in 2 U/mL elastase solution for 6 hours could reduce the elastin content by 31.1%,and had no significant effect on other mechanical-related components in the tissue.(2)The histological results showed that elastase was able to penetrate the tissue,and the loose degree of tissue increased after treatment.(3)In the mechanical results before and after treatment,the mechanical properties of the PBS group decreased significantly,only the low-tension elastic modulus increased significantly and the initial length increased significantly in the elastase-treated group.(4)The intergroup comparison results showed that there was no significant difference between the two groups in pre-treatment,but the low-tension elastic modulus,initial slopes,saturated slopes,and initial length of the elastase-treated group after treatment were significantly higher than those in the PBS group.(5)These results suggest that elastin degradation significantly affects the biomechanical properties of the anterior cruciate ligament and further complements our understanding of the structure-function relationship of the anterior cruciate ligament. |
| Author | 王勉 黄刚 刘晓云 陈广新 李子涛 邓羽平 张闻天 熊亮 李彩娟 黄文华 梁泽宇 |
| AuthorAffiliation | 福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315;生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%牡丹江医学院附属红旗医院超声科,黑龙江省 牡丹江市 157011%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515%南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315%牡丹江医学院医学影像学院,黑龙江省 牡丹江市 157011%牡丹江市北药资源开发与应用协同创新中心,黑龙江省 牡丹江市 157011;牡丹江医学院附属红旗医院骨科,黑龙江省 牡丹江市 157011%福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122;南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315;深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118;南方医科大学第三附属医院,广东省医学3D打印应用转化创新平台,广东省广州市 510000 |
| AuthorAffiliation_xml | – name: 福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315;生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%牡丹江医学院附属红旗医院超声科,黑龙江省 牡丹江市 157011%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515%南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315%牡丹江医学院医学影像学院,黑龙江省 牡丹江市 157011%牡丹江市北药资源开发与应用协同创新中心,黑龙江省 牡丹江市 157011;牡丹江医学院附属红旗医院骨科,黑龙江省 牡丹江市 157011%福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122;南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515;南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315;深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118;南方医科大学第三附属医院,广东省医学3D打印应用转化创新平台,广东省广州市 510000 |
| Author_FL | Deng Yuping Zhang Wentian Xiong Liang Huang Gang Li Caijuan Liang Zeyu Liu Xiaoyun Huang Wenhua Li Zitao Wang Mian Chen Guangxin |
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| DOI | 10.12307/2024.473 |
| DatabaseName | Wanfang Data Journals - Hong Kong WANFANG Data Centre Wanfang Data Journals 万方数据期刊 - 香港版 China Online Journals (COJ) China Online Journals (COJ) |
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| DocumentTitle_FL | Elastase quantitative analysis of elastin effect on mechanical response of anterior cruciate ligament |
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| ISSN | 2095-4344 |
| IngestDate | Wed Nov 06 04:28:53 EST 2024 |
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| IsScholarly | true |
| Issue | 22 |
| Keywords | 前交叉韧带 生物力学 弹性蛋白 quasi-static tensile EVG染色 anterior cruciate ligament viscoelasticity 准静态拉伸 EVG staining biomechanics 黏弹性 elastin |
| Language | Chinese |
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| PublicationCentury | 2000 |
| PublicationDate | 2024 |
| PublicationDateYYYYMMDD | 2024-01-01 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 中国组织工程研究 |
| PublicationTitle_FL | Chinese Journal of Tissue Engineering Research |
| PublicationYear | 2024 |
| Publisher | 福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515 生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515 南方医科大学第三附属医院,广东省医学3D打印应用转化创新平台,广东省广州市 510000 深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118 牡丹江医学院附属红旗医院骨科,黑龙江省 牡丹江市 157011%福建医科大学基础医学院,福建省福州市 350122 南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315 生物医学工程研究所深圳湾实验室,广东省深圳市 518132%牡丹江医学院附属红旗医院超声科,黑龙江省 牡丹江市 157011%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515 南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515 深圳市坪山区人民医院(南方医科大学坪山总医院),广东省深圳市 518118%南方医科大学基础医学院人体解剖学国家重点学科,广东省医学生物力学重点实验室,广东省医学3D打印应用转化工程技术研究中心,广东省广州市 510515%南方医科大学中西医结合医院骨伤科,广东省广州市 510315%牡丹江医学院医学影像学院,黑龙江省 牡丹江市 157011%牡丹江市北药资源开发与应用协同创新中心,黑龙江省 牡丹江市 157011 |
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