目的：骨关节炎 （OA） 是一种复杂的疾病，其中有许多因素起作用。因此，开发一种改善疾病的治疗方法具有挑战性，并且尚未产生临床可用的治疗方法。潜在的治疗方法通常在体外和动物模型中显示出成功，但在临床试验中却失败了。这主要是因为目前使用的疾病模型，无论是体外模型还是动物模型，都有几个缺点，不能准确模拟人类疾病的复杂性。人源化器官芯片平台可以缩小这一差距，以改善药物筛选。该平台之前已由我们小组开发为软骨芯片设备，其中人软骨细胞在琼脂糖水凝胶中培养，并可通过加压气室进行机械加载。通过这种方式，可以在芯片上模拟运动过程中软骨层的负载。为了模拟 OA 中的软骨，重要的是将 OA 的炎症特性纳入该平台，例如通过用促炎细胞因子（如 IL-1b）刺激软骨细胞来模拟 OA 样环境。目前，人们对 IL-1b 与软骨细胞的生物力学刺激之间的相互作用知之甚少。本研究的目的是评估细胞因子刺激和机械负载对芯片平台上软骨细胞软骨细胞的影响。基质金属蛋白酶 9 （MMP9） 的表达和活性以及胶原蛋白 I 和 II 的表达用作读数。

结论：开发的软骨芯片平台适合模拟软骨关节炎情况，其中可以测量机械负荷和细胞因子刺激对人软骨细胞的影响。IL-1b 刺激后活性 MMP9 表达的增加与文献结果一致。此外，胶原蛋白 I 水平在单使用 IL-1b 或结合机械负载刺激时增加，这可能是纤维软骨形成的迹象。因此，这种软骨芯片平台已被证明是健康和 OA 软骨的良好模型，未来可用于药物筛选。