Localized Oxygen Control in a Microfluidic Osteochondral Interface Model Recapitulates Bone–Cartilage Crosstalk During Osteoarthritis

材料科学 骨关节炎 自愈水凝胶 串扰 软骨细胞 软骨 细胞生物学 成骨细胞 细胞外基质 生物物理学 软骨发生 生物医学工程 机械生物学 化学 体外 生物 解剖 医学 生物化学 病理 光学 物理 替代医学 高分子化学
作者
Louis Jun Ye Ong,Aijuan Sun,Zhongzheng Wang,Jayden Lee,Indira Prasadam,Yi‐Chin Toh
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (28) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adfm.202315608
摘要

Abstract Osteoarthritis (OA) is characterized by the dysregulation of the osteochondral interface between bone and cartilage. In vitro, osteochondral models are crucial for studying OA and testing treatments. However, current models are limited to replicating the extracellular matrix's structural and mechanical heterogeneity and do not account for the distinct oxygen gradients that chondrocytes and osteoblasts experience at the osteochondral interface. By using micropatterned granular hydrogels to control oxygen scavenging agents' delivery, maintaining <1% oxygen concentration in standard cell culture conditions. These hypoxic hydrogels allow primary human chondrocytes to exhibit a more anabolic phenotype, akin to hypoxic incubator conditions. Patterning of the hydrogels in a microfluidic device creates localized hypoxic environments that mimic the osteochondral interface, enabling co‐culture of chondrocytes with osteoblasts from non‐sclerotic and sclerotic subchondral bone. This co‐culture in differential oxygen conditions revealed that sclerotic osteoblasts induce collagen expression changes in chondrocytes through MMP13 and ADAM15 production, a phenomenon not observed in uniform oxygen environments. Additionally, this model uncovered extensive transcriptional changes involving NF‐κβ, TGF‐β/BMP, and IGF signaling pathways, induced by sclerotic osteoblasts, which are undetectable in normoxic co‐cultures. The microfluidic model with localized oxygen variations effectively simulates osteoblast‐chondrocyte interactions, offering significant insights into OA pathophysiology.
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
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
不如看海完成签到 ,获得积分10
4秒前
kingnb完成签到,获得积分10
11秒前
晨曦完成签到,获得积分10
11秒前
Zhaoli发布了新的文献求助10
12秒前
卢星彤完成签到 ,获得积分10
12秒前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
13秒前
不安的醉薇完成签到,获得积分10
18秒前
planto完成签到,获得积分10
20秒前
XU博士完成签到,获得积分10
22秒前
FCL完成签到,获得积分10
23秒前
Leung完成签到,获得积分10
26秒前
Fairy完成签到 ,获得积分10
28秒前
简单妖妖完成签到 ,获得积分10
30秒前
shann完成签到,获得积分10
30秒前
李健的小迷弟应助飛666采纳,获得10
34秒前
34秒前
春春完成签到,获得积分10
36秒前
弈天完成签到 ,获得积分10
37秒前
风格完成签到,获得积分10
39秒前
今天开心吗完成签到 ,获得积分10
41秒前
jianjiao完成签到,获得积分10
41秒前
seekingalone完成签到 ,获得积分10
42秒前
化学民工完成签到 ,获得积分10
43秒前
迅速的千风完成签到 ,获得积分10
43秒前
云飞扬发布了新的文献求助20
47秒前
molihuakai应助飛666采纳,获得10
47秒前
51秒前
Zhaoli完成签到,获得积分0
53秒前
liaosion完成签到 ,获得积分10
56秒前
1分钟前
orixero应助飛666采纳,获得10
1分钟前
一行白鹭上青天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高贵听云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
甜汤蛙完成签到,获得积分10
1分钟前
根号五发布了新的文献求助10
1分钟前
Jzhaoc580完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
知行合一完成签到,获得积分10
1分钟前
FashionBoy应助蔡6705采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Periodic Report Summary 2 - AFTER (A Framework for electrical power sysTems vulnerability identification, dEfense and Restoration) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7318509
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8934234
关于积分的说明 18938452
捐赠科研通 6977289
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214245
关于科研通互助平台的介绍 2382193
邀请新用户注册赠送积分活动 2193204