Storage solution containing hydrogen improves the preservation effect of osteochondral allograft

含氫保存液改善骨軟骨同種異體移植物的保存效果

來源：Cell and Tissue Banking, volume 20, pages 201-208, year 2019

《細胞與組織庫》，第20卷，201-208頁，2019年

 

摘要

這篇論文研究了在DMEM保存液中添加氫氣對骨軟骨同種異體移植物保存效果的影響。摘要指出，氫氣作為一種理想的抗氧化和抗凋亡物質，對心臟、肺和腎臟等多個離體器官具有保護作用。研究發現，在組織培養階段向DMEM溶液中添加氫氣能提高軟骨細胞存活率、改善組織學表現，且效果呈濃度依賴性，但各組間的楊氏模量無顯著差異。

 

研究目的

研究目的是探討氫氣作為添加劑是否能改善骨軟骨同種異體移植物的保存效果，通過評估不同濃度氫氣對軟骨細胞活力、組織學特征和生物力學性能的影響。

 

研究思路

研究思路是從豬膝關節股骨髁負重區無菌獲取60個圓柱形骨軟骨移植物，隨機分為4組：對照組（無氫DMEM）和三個不同氫氣濃度組（0.2、0.4、0.8 mmol/L）。在4°C下保存28天后，通過熒光染色評估軟骨細胞活力，通過H&E染色、沙紅O染色和II型膠原免疫組化分析組織學變化，并通過壓縮測試測量楊氏模量評估生物力學性能。

 

測量的數據及研究意義

1 軟骨細胞活力數據來自圖1。研究意義是直接評估移植物的核心質量指標，顯示0.8 mmol/L氫氣組細胞存活率最高（42.50%），證明氫氣能有效減緩保存期間軟骨細胞死亡。

 

2 蛋白多糖含量數據來自圖2b和圖3a。研究意義是反映細胞外基質完整性，氫氣濃度越高，沙紅O染色越深，表明氫氣有助于維持軟骨基質代謝功能。

 

 

3 II型膠原含量數據來自圖2c和圖3b。研究意義是評估軟骨特異性基質保存狀態，氫氣組染色更深，證實氫氣能促進膠原合成與保留。

4 生物力學性能數據來自圖4和圖5。研究意義是檢測軟骨功能特性，各組楊氏模量無差異，提示短期保存雖影響細胞活性但不改變宏觀力學性能。

 

 

結論

論文得出結論，在骨軟骨移植物保存液中添加氫氣能濃度依賴性地提高軟骨細胞存活率，維持蛋白多糖和II型膠原含量，從而改善保存效果。氫氣作為一種新型保存液添加劑，為延長移植物臨床適用期提供了新策略。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義

使用丹麥Unisense氫氣微傳感器測量的數據是精確量化DMEM溶液中氫氣濃度（0.2、0.4、0.8 mmol/L）。研究意義在于確保實驗條件的標準化和可重復性，通過電化學檢測法直接測定溶解氫含量，排除制備過程中濃度波動對結果的干擾。這種精確計量為濃度效應分析提供可靠基礎，證實保存效果與氫氣劑量直接相關，增強了實驗結論的嚴謹性。