An Organ‐on‐Chip Platform for Strain‐Controlled, Tissue‐Specific Compression of Cartilage and Mineralized Osteochondral Interface to Study Mechanical Overloading in Osteoarthritis

骨关节炎 软骨 细胞生物学 软骨细胞 拉伤 材料科学 医学 生物医学工程 解剖 病理 生物 替代医学
作者
Andrea Mainardi,Anastasiya Börsch,Paola Occhetta,Robert Ivánek,Martin Ehrbar,Lisa A. Krattiger,Philipp Oertle,Marko Loparić,Iván Martín,Marco Rasponi,Andrea Barbero
出处
期刊:Advanced Healthcare Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adhm.202501588
摘要

Abstract Altered joint loading due to articular malalignment, instability, or trauma is an important risk factor for osteoarthritis (OA), the most prevalent musculoskeletal disease worldwide. However, the molecular links between aberrant mechanics and OA initiation/progression remain unclear due to the lack of human models capturing the interplay of joint tissues in a mechanically active environment. Replicating the strain gradient across the osteochondral interface remains an unmet challenge. Here, an OsteoChondral Unit (OCU)‐on‐Chip platform is engineered and functionally validated where composite hyaline cartilage‐mineralized subchondral microtissues are exposed to strain‐controlled, tissue‐specific compression levels akin, respectively, to those of cartilage and of the mineralized tissue at the osteochondral interface in vivo. Upon hyperphysiological loading of the OCU‐on‐Chip, an increase in the release and accumulation of calcium crystals, as reported in OA patients, is observed. Using single‐cell RNA sequencing, the role of the mineralized subchondral layer in sustaining chondrocyte subpopulations implicated in OA is demonstrated, and an overview of the transcriptional machinery activated by mechanical overstimulation is provided. The OCU‐on‐Chip captures clinically observed changes including alterations in ribosome biogenesis and apoptosis‐related pathways. Thus, it represents a valuable model for investigating mechanisms upstream of cartilage degeneration and may facilitate the identification of novel druggable biological pathways.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Aurora完成签到 ,获得积分10
2秒前
辛勤的泽洋完成签到 ,获得积分10
2秒前
隐形的非笑完成签到 ,获得积分10
3秒前
Owen应助糖糖采纳,获得10
5秒前
大小米发布了新的文献求助200
9秒前
闲来逛逛007完成签到 ,获得积分10
12秒前
Yasong完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
鲲鹏完成签到 ,获得积分10
20秒前
alexlpb完成签到,获得积分0
25秒前
曾经沛白完成签到 ,获得积分10
25秒前
i2stay完成签到,获得积分10
26秒前
倷倷完成签到 ,获得积分10
26秒前
Thunnus001完成签到,获得积分10
26秒前
AnyYuan完成签到 ,获得积分10
29秒前
聪慧芷巧完成签到,获得积分10
29秒前
yi完成签到 ,获得积分10
30秒前
小洪俊熙完成签到,获得积分10
31秒前
even完成签到 ,获得积分0
35秒前
Stone完成签到,获得积分10
35秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
123456完成签到 ,获得积分10
37秒前
liaomr完成签到 ,获得积分10
41秒前
小蚂蚁完成签到 ,获得积分10
44秒前
自来也完成签到,获得积分10
44秒前
48秒前
大小米完成签到,获得积分10
50秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
52秒前
Julien完成签到,获得积分10
56秒前
池鱼完成签到,获得积分10
57秒前
1分钟前
li完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小小吴完成签到,获得积分10
1分钟前
彼岸花完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
wenzheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
不可靠月亮完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Social Epistemology: The Niches for Knowledge and Ignorance 500
优秀运动员运动寿命的人文社会学因素研究 500
Medicine and the Navy, 1200-1900: 1815-1900 420
Introducing Sociology Using the Stuff of Everyday Life 400
Conjugated Polymers: Synthesis & Design 400
変形菌ミクソヴァース 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4249875
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3783021
关于积分的说明 11873862
捐赠科研通 3434868
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1885087
邀请新用户注册赠送积分活动 936768
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 842676