ESWT高能聚焦冲击波对骨膜成骨细胞及骨髓间充质干细胞代谢的影响

汪家勇，刘伟，黄忠荣

（上海强直医院，上海 201100）

0 引言

ESWT高能聚焦冲击波，通过振动、高速运动等导致介质极度压缩而聚集产生能量的具有力学特性的机械波，能在可视条件下精准定位到强直性脊柱炎患者病灶，消除炎症与疼痛、疏通血管松解粘连，促进细胞活性与新骨再生，开启了强直性脊柱炎无创治疗模式[1-2]。本研究探讨了骨膜成骨细胞及骨髓间充质干细胞代谢受到ESWT高能聚焦冲击波的影响，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料。采用ESWO-AJ骨科治疗仪作为ESWT发生器，应用Amersco公司生产的DMEM/F12培养液，Hyclone公司生产的胎牛血清，Sigma公司生产的Percoll液、碘化丙啶、胰蛋白酶，TaKaRa公司生产的Rnase，PharMingen公司生产的鼠抗人CD14、29、34、105、166单克隆抗体，ZYMED公司生产的FITC标记的羊抗鼠二抗，东亚公司生产的骨钙素抗体，南京建成生物制品公司生产的碱性磷酸酶检测试剂盒，中山公司生产的I型胶原免疫组化检测试剂盒[3-4]。

1.2 方法。分离纯化并培养骨髓间充质干细胞，观测细胞形态学，测定细胞表面分子，消化传代的第三代骨髓间充质干细胞，将细胞悬液制作出来，分为ESWT组、对照组2组，每组10只，对骨髓间充质干细胞进行培养。ESWT组采用ESWO-AJ骨科治疗机，将冲击能量设定为4Kv，冲洗每份样本200次；不干预对照组。在同等条件下的孵箱中放置两组[5-8]。

1.3 观察指标。运用MTT法对细胞增殖活性进行测定，采用流式细胞仪对细胞周期进行测定，观察细胞超微结构，免疫组化染色骨钙素、碱性磷酸酶、I型胶原。

1.4 统计学分析。采用SPSS 21.0，计量资料用（±s）表示，用t检验。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 细胞增殖受到ESWT的影响。ESWT组2 d、4 d、6 d、8 d、10 d、12 d的骨髓间充质干细胞增殖能力均显著高于对照组（P<0.05），但两组1 d的骨髓间充质干细胞增殖能力之间的差异不显著（P>0.05），见表1。

表1 MTT法检测ESW促进骨髓间充质干细胞增殖效应（±s）

表1 MTT法检测ESW促进骨髓间充质干细胞增殖效应（±s）

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续表1

2.2 细胞周期受到ESWT的影响。ESWT组的骨髓间充质干细胞细胞周期S期、G2+M+S期细胞百分比均显著高于对照组（P<0.05），但两组的骨髓间充质干细胞细胞周期G1期、G2+M期细胞百分比之间的差异均不显著（P>0.05），见表2。

表2 流式细胞仪检测ESW促进骨髓间充质干细胞增殖效应的细胞周期（±s）

表2 流式细胞仪检测ESW促进骨髓间充质干细胞增殖效应的细胞周期（±s）

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3 讨论

成骨细胞是人体的重要细胞，是人体骨骼形成的主要功能细胞，负责人体骨骼的合成、分泌、矿化。跟成骨细胞相对的有破骨细胞，破骨细胞负责骨骼的分解与吸收，成骨细胞负责骨骼的形成，比如患者出现了骨折，成骨细胞就会大量的活跃，使骨折部位骨头进行愈合，有利于患者的康复。成骨细胞和破骨细胞相互制约平衡，维持人体正常的骨骼含量。成骨细胞的主要来源在于骨、骨膜、骨髓以及骨外组织。成骨细胞分化受到遗传因素、激素水平、细胞调控因子等等的影响。所以，每个人的遗传占有很大因素，是因为遗传因素控制成骨细胞分泌骨骼。间充质干细胞（MSCs）应具有如下基本特征：①贴壁生长；②具有特定的表面标志，如不表达CD14、CD34、CD45、HLA-Ⅱ，但表达CD29、CD73和CD105；③能进行自我更新，也能在体外分化为骨、软骨和脂肪等多种细胞系。虽然不同研究组对人脐带中分离出的细胞给出基质细胞、基质干细胞和MSCs等多种命名，但通常均具有上述基本特征。

本研究为了探讨骨膜成骨细胞及骨髓间充质干细胞代谢受到ESWT高能聚焦冲击波的影响，选取本院2017年4月至2019年4月消化传代的第三代骨髓间充质干细胞，将细胞悬液制作出来，分为ESWT组、对照组2组，每组10只，对骨髓间充质干细胞进行培养。ESWT组采用ESWO-AJ骨科治疗机，将冲击能量设定为4Kv，冲洗每份样本200次；不干预对照组，运用MTT法对细胞增殖活性进行测定，采用流式细胞仪对细胞周期进行测定，观察细胞超微结构，免疫组化染色骨钙素、碱性磷酸酶、I型胶原。结果表明，ESWT组2 d、4 d、6 d、8 d、10 d、12 d的骨髓间充质干细胞增殖能力均显著高于对照组（P<0.05），但两组1 d的骨髓间充质干细胞增殖能力之间的差异不显著（P>0.05）。ESWT组的骨髓间充质干细胞细胞周期S期、G2+M+S期细胞百分比均显著高于对照组（P<0.05），但两组的骨髓间充质干细胞细胞周期G1期、G2+M期细胞百分比之间的差异均不显著（P>0.05），和相关医学研究结果一致[9]。

综上所述，骨膜成骨细胞有丝分裂活动在ESWT高能聚焦冲击波作用下显著增强，ESWT能够在极大程度上促进骨髓间充质干细胞增殖、分化。