Abstract

ROSENBERG, Nahum; ROSENBERG, Orit; HALEVI POLITCH, Jacob  and  ABRAMOVICH, Haim. Optimal parameters for the enhancement of human osteoblast-like cell proliferation in vitro via shear stress induced by high-frequency mechanical vibration. Iberoam J Med [online]. 2021, vol.3, n.3, pp.204-211.  Epub Dec 25, 2023. ISSN 2695-5075.  https://dx.doi.org/10.5281/zenodo.4746404.

Introducción: La estimulación biomecánica de células similares a osteoblastos humanos cultivadas, que se basa en vibraciones mecánicas controladas se ha demostrado anteriormente, pero los parámetros mecánicos exactos que son efectivos para la mejora de la proliferación de células aún son difíciles de alcanzar debido a la falta de registros de datos directos de las células estimuladas en cultivo. Por lo tanto, desarrollamos un sistema sintonizable de baja fricción que permite el registro de un rango estrecho de parámetros mecánicos, por encima del espectro infrasónico, que se aplica de manera uniforme a células similares a osteoblastos humanos en cultivo monocapa, con el objetivo de identificar un rango de parámetros mecánicos que son efectivos para mejorar la proliferación de osteoblastos in vitro.

Métodos: Se expusieron células similares a osteoblastos humanos en muestras de cultivo de monocapa de explante a vibración mecánica en el rango de frecuencias de 10-70 Hz durante dos minutos, en cuatro intervalos de 24 horas. El número de células en cultivo, la actividad de la fosfatasa alcalina celular (un marcador de maduración celular) y la actividad de la lactato deshidrogenasa en los medios de cultivo (que representa la muerte celular) se midieron después de la aplicación del protocolo de estimulación mecánica y se compararon estadísticamente con los cultivos de células de control mantenidos en condiciones estáticas. La proliferación celular se dedujo del número de células en cultivo y mediciones de muerte celular.

Resultados: Encontramos que 50-70 Hz de protocolo de frecuencia de vibración (10-30 µm de amplitud de desplazamiento máxima, 0,03 g de aceleración de pico a pico) es óptimo para mejorar la proliferación de células (p <0,05), con una disminución paralela de su maduración (p <0.01).

Discusión: Detectamos los parámetros mecánicos óptimos del protocolo de excitación para la inducción de la proliferación de osteoblastos in vitro mediante una plataforma mecánica, que puede utilizarse como método estandarizado en la investigación de la transducción mecánica en osteoblastos humanos.

Keywords : Osteoblasto; Estimulación mecánica; Vibración; Transducción mecánica.

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