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目的:本研究通过利用软骨细胞和成骨细胞分别与甲基丙烯酸化水凝胶混合,结合3D生物打印技术,构建三维打印仿生关节炎模型,用当归拈痛汤对建模成功的关节炎模型进行体外实验,并进行药物及浓度筛选,在新的关节炎药筛模型的基础上评价当归拈痛汤对关节炎炎症和骨破坏的作用,同时在小鼠关节炎模型中进行体内验证。方法:1.利用挤压生物打印技术,将软骨细胞（ATDC5）和成骨细胞（MC3T3-E1）分别与甲基丙烯酸化水凝胶（Gel MA）混合,建立正常三维打印软骨/成骨细胞仿生模型,通过Live/Dead细胞染色实验、CCK-8细胞活性检测实验、成骨细胞碱性磷酸酶活性检测实验、RT-RCR实验检测软骨/成骨细胞在三维支架模型中的细胞存活情况及相关基因的表达。2.利用不同LPS浓度刺激建立三维打印软骨/成骨细胞仿生关节炎模型,通过CCK-8细胞活性检测、RT-PCR实验检测相关基因表达来确立建模最佳刺激浓度。3.利用三维打印软骨/成骨细胞仿生关节炎模型对当归拈痛汤和甲氨蝶呤进行药物及浓度筛选,利用CCK-8细胞活性检测实验来确定不同浓度当归拈痛汤和甲氨蝶呤对三维打印软骨/成骨细胞仿生关节炎模型细胞活性的影响、RT-PCR实验检测不同浓度当归拈痛汤和甲氨蝶呤处理后三维打印软骨/成骨细胞仿生关节炎模型相关基因表达来确定最佳治疗浓度。4.利用关节炎动物模型对当归拈痛汤进行体内验证,选择7周龄TNF转基因小鼠18只,随机分为模型组、当归拈痛汤组、甲氨蝶呤（MTX）组,每组6只,选择同窝体重相似的野生型小鼠6只作为空白对照组,灌胃8周后处死4组小鼠,取下膝关节进行ABOG染色、II型胶原免疫组化染色、碱性磷酸酶活性染色,取踝关节进行Micro-CT扫描,取上肢用于RT-PCR检测炎症因子、基质金属蛋白酶、软骨和成骨特异性基因表达。结果:1.Live/Dead细胞染色实验结果表明软骨/成骨细胞在三维打印仿生模型中1/2/4/7/10天的存活率均达到90%及以上;CCK-8细胞活性检测实验结果表明软骨/成骨细胞在三维打印仿生模型中1/2/4/7/10天呈现良好的增殖情况,成骨细胞碱性磷酸酶（ALP）活性检测实验结果表明三维打印仿生模型可以更好地促进ALP活性的表达。2.CCK-8细胞活性检测结果表明50μg/ml LPS会抑制三维打印仿生软骨细胞模型活性,因此排除此浓度;5μg/ml LPS会抑制三维打印仿生成骨细胞模型活性,因此排除此浓度;RT-PCR实验结果表明外源性加入LPS刺激三维打印软骨细胞（ATDC5）模型会导致炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS、基质金属蛋白酶MMP13表达增加,同时会导致COLII、Aggrecan、Sox9表达降低,以20μg/ml为最佳刺激浓度;外源性加入LPS刺激会导致三维打印成骨细胞（MC3T3-E1）模型成骨基因ALP、Runx2、COLI、Osterix、OCN、OPN、BMP-2表达降低,以2μg/ml为最佳刺激浓度。3.CCK-8细胞活性检测结果表明当归拈痛汤在200μg/ml、500μg/ml、1000μg/ml、2000μg/ml浓度时对三维打印软骨/成骨细胞仿生模型细胞活性没有影响,甲氨蝶呤在1000μg/ml浓度时会导致三维打印软骨/成骨细胞仿生模型细胞活性降低,在10μg/ml、50μg/ml、100μg/ml、500μg/ml浓度时对三维打印软骨/成骨细胞仿生模型细胞活性没有影响;RT-PCR实验结果表明在三维打印软骨细胞仿生关节炎模型中,当归拈痛汤（200-2000μg/ml）呈浓度依赖性抑制炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS、基质金属蛋白酶MMP13mRNA的表达,同时呈浓度依赖性促进COLII、Aggrecan、Sox9 mRNA的表达;在三维打印成骨细胞仿生关节炎模型中当归拈痛汤（200-2000μg/ml）呈浓度依赖性促进成骨基因ALP、Runx2、COLI、Osterix、OCN、OPN、BMP-2mRNA表达。4.ABOG染色结果表明当归拈痛汤可以减缓关节炎模型的软骨变薄,减轻软骨破坏;II型胶原免疫组化染色结果显示当归拈痛汤可以明显增加软骨表面II型胶原的含量;碱性磷酸酶活性染色结果显示当归拈痛汤可以明显提高成骨碱性磷酸酶活性表达;踝关节Micro-CT扫描结果直观的表明当归拈痛汤组距骨损伤明显要弱于模型组;RT-PCR实验结果表明当归拈痛汤可以抑制炎症因子IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS和基质金属蛋白酶MMP13mRNA的表达,促进软骨COLII、Aggrecan、Sox9和成骨ALP、Runx2、COLI、Osterix、OCN、OPN、BMP-2mRNA表达。结论:1.软骨细胞（ATDC5）/成骨细胞（MC3T3-E1）可以很好的存活于甲基丙烯酸化水凝胶（Gel MA）中,并且相关基因表达均优于二维细胞培养;2.外源性20μg/ml LPS刺激可以建立三维打印软骨细胞仿生关节炎模型,以炎症因子和基质金属蛋白酶表达增加、II型胶原和蛋白聚糖表达降低为特征;外源性2μg/ml LPS刺激可以建立三维打印成骨细胞仿生关节炎模型,以成骨基因表达降低为特征。3.体外研究表明当归拈痛汤会呈浓度依赖性抑制炎症因子和基质金属蛋白酶的表达,同时会促进软骨和成骨基因的表达。4.体内研究证明当归拈痛汤可以延缓II型胶原含量的丢失,减轻软骨损伤,减缓关节炎骨与软骨的退变及破坏。