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학술저널
저자정보
Benjamin J. Bielajew (Department of Biomedical Engineering University of California Irvine) Ryan P. Donahue (Department of Biomedical Engineering University of California Irvine) Elliott K. Lamkin (Department of Biomedical Engineering Cleveland Clinic) Jerry C. Hu (Department of Biomedical Engineering University of California Irvine) Vincent C. Hascall (Department of Biomedical Engineering Cleveland Clinic) Kyriacos A. Athanasiou (Department of Biomedical Engineering University of California Irvine)
저널정보
한국생체재료학회 생체재료학회지 생체재료학회지 제26권 제3호
발행연도
2022.9
수록면
580 - 593 (14page)
DOI
https://doi.org/10.1186/s40824-022-00284-4

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Background: The self-assembling process of cartilage tissue engineering is a promising technique to heal cartilage defects, preventing osteoarthritic changes. Given that chondrocytes dedifferentiate when expanded, it is not known if cellular expansion affects the development of self-assembled neocartilage. The objective of this study was to use proteomic, mechanical, and biochemical analyses to quantitatively investigate the development of self-assembled neocartilage derived from passaged, rejuvenated costal chondrocytes. Methods: Yucatan minipig costal chondrocytes were used to create self-assembled neocartilage constructs. After 1, 4, 7, 14, 28, 56, or 84 days of self-assembly, constructs were analyzed through a variety of histological, biomechanical, biochemical, and proteomic techniques. Results: It was found that temporal trends in neocartilage formation are similar to those seen in native hyaline articular cartilage development. For example, between days 7 and 84 of culture, tensile Young’s modulus increased 4.4-times, total collagen increased 2.7-times, DNA content decreased 69.3%, collagen type II increased 1.5-times, and aggrecan dropped 55.3%, mirroring trends shown in native knee cartilage. Importantly, collagen type X, which is associated with cartilage calcification, remained at low levels (≤ 0.05%) at all neocartilage developmental time points, similar to knee cartilage (< 0.01%) and unlike donor rib cartilage (0.98%). Conclusions: In this work, bottom-up proteomics, a powerful tool to interrogate tissue composition, was used for the first time to quantify and compare the proteome of a developing engineered tissue to a recipient tissue. Further more, it was shown that self-assembled, costal chondrocyte-derived neocartilage is suitable for a non-homologous approach in the knee.
#Cartilage #Cartilage tissue engineering #Proteomics #Development #Knee cartilage

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