脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞的激活作用及其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞的激活作用及其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
《第四軍醫(yī)大學(xué)》 2015年
脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞的激活作用及其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用
劉靚
【摘要】:周?chē)窠?jīng)損傷是臨床上常見(jiàn)的創(chuàng)傷類(lèi)型,尤其是長(zhǎng)節(jié)段的神經(jīng)缺損一直是最為棘手的治療難題之一。雖然自體周?chē)窠?jīng)移植可以促進(jìn)神經(jīng)再生并恢復(fù)一定的功能,然而自體神經(jīng)移植具有很大的局限性,如二次手術(shù)損傷和供區(qū)感覺(jué)等功能的缺失。此外,供體神經(jīng)來(lái)源有限以及供、受體神經(jīng)直徑不匹配等因素也限制了自體神經(jīng)移植的應(yīng)用。越來(lái)越多的學(xué)者嘗試用組織工程神經(jīng)支架來(lái)修復(fù)神經(jīng)缺損,而對(duì)于長(zhǎng)節(jié)段的神經(jīng)缺損,單純依靠支架材料進(jìn)行修復(fù)往往存在神經(jīng)生長(zhǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),靶肌肉萎縮程度嚴(yán)重等現(xiàn)象,修復(fù)效果并不理想。大量研究表明,在神經(jīng)修復(fù)材料局部構(gòu)建良好的生物學(xué)微環(huán)境,是決定神經(jīng)缺損修復(fù)效果的關(guān)鍵。有研究表明將種子細(xì)胞復(fù)合在神經(jīng)支架內(nèi)部,可改善神經(jīng)再生的微環(huán)境,起到有效的促神經(jīng)再生作用。雪旺細(xì)胞作為周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)的主要膠質(zhì)細(xì)胞,在周?chē)窠?jīng)損傷的修復(fù)中具有非常重要的作用,也是最常用的種子細(xì)胞之一。然而,雪旺細(xì)胞經(jīng)分離培養(yǎng)后,其合成及分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和細(xì)胞粘附分子的能力顯著下降,不能持續(xù)、高效的合成神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子等有利于神經(jīng)再生的分子,在一定程度上限制了雪旺細(xì)胞構(gòu)建神經(jīng)支架局部生物學(xué)微環(huán)境的能力。因此需要尋找一種能方便、有效激活雪旺細(xì)胞,使其保持生物活性的技術(shù)來(lái)解決上述問(wèn)題。有研究表明,電磁場(chǎng)作為一種安全、經(jīng)濟(jì)、無(wú)創(chuàng)、易實(shí)施的物理方法,可有效的調(diào)節(jié)多種細(xì)胞的生物學(xué)性能,包括分化、增殖、凋亡、伸展和遷移等,并且可以促進(jìn)神經(jīng)元突起的生長(zhǎng),延緩靶肌肉的萎縮,加速創(chuàng)傷愈合等。本研究應(yīng)用脈沖電磁場(chǎng)(2.0 m T;50Hz)干預(yù)雪旺細(xì)胞4小時(shí),發(fā)現(xiàn)可促進(jìn)雪旺細(xì)胞的增殖并激活其合成、分泌多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF,GDNF,VEGF),并進(jìn)一步通過(guò)體內(nèi)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),將雪旺細(xì)胞與神經(jīng)導(dǎo)管相復(fù)合,同時(shí)輔以脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)刺激,可有效促進(jìn)大鼠12mm坐骨神經(jīng)缺損的修復(fù),提示了脈沖電磁場(chǎng)可通過(guò)激活移植雪旺細(xì)胞等作用,從而促進(jìn)神經(jīng)的再生和功能的恢復(fù)。第一部分脈沖電磁場(chǎng)參數(shù)的選擇及其對(duì)雪旺細(xì)胞的激活效應(yīng)目的:篩選最佳的磁場(chǎng)參數(shù),探究脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞生物學(xué)行為的影響。方法:將接種的雪旺細(xì)胞分為5組,依次以0.5、1.0、2.0、5.0、10.0 m T;50 Hz的脈沖磁場(chǎng)分別干預(yù)各組細(xì)胞4小時(shí)。24小時(shí)后使用流式細(xì)胞技術(shù)檢測(cè)雪旺細(xì)胞的凋亡,掃描電鏡觀察雪旺細(xì)胞的形態(tài),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果篩選最佳磁場(chǎng)強(qiáng)度。隨后在最佳磁場(chǎng)參數(shù)下分別刺激雪旺細(xì)胞(0.5、1、2、3、4、5、6和8小時(shí)),刺激完成后的24和48小時(shí)應(yīng)用CCK-8檢測(cè)雪旺細(xì)胞的活性,以確定磁場(chǎng)的干預(yù)時(shí)間。將雪旺細(xì)胞在2.0 m T;50Hz的磁場(chǎng)參數(shù)下作用4小時(shí),采用Ed U-labeling量化分析磁場(chǎng)作用后12小時(shí)、24小時(shí)雪旺細(xì)胞的增殖情況,通過(guò)RT-PCR檢測(cè)脈沖電磁場(chǎng)干預(yù)后雪旺細(xì)胞神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子m RNA水平的表達(dá),ELISA檢測(cè)神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分泌情況。結(jié)果:雪旺細(xì)胞在0.5、1.0、2.0 m T;50 Hz的脈沖電磁場(chǎng)干預(yù)下,無(wú)明顯的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象,當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度增加至5.0 m T和10.0 m T時(shí),細(xì)胞出現(xiàn)明顯凋亡;掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度低于2.0 m T時(shí),雪旺細(xì)胞的形態(tài)良好,細(xì)胞延展成典型的雙極性形態(tài),然而當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度繼續(xù)升高至5.0 m T時(shí),雪旺細(xì)胞表面出現(xiàn)空泡,細(xì)胞呈圓形且延展性變差,失去了雪旺細(xì)胞原有的形態(tài)特征。繼續(xù)將磁場(chǎng)強(qiáng)度增加到10.0m T時(shí),可以觀察到雪旺細(xì)胞的細(xì)胞膜已碎裂,細(xì)胞形態(tài)完全破壞,雪旺細(xì)胞徹底凋亡。通過(guò)CCK-8檢測(cè)發(fā)現(xiàn),在磁場(chǎng)下作用4小時(shí)雪旺細(xì)胞的活性達(dá)到最佳,當(dāng)刺激時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí),其活性并沒(méi)有發(fā)生明顯的變化。雪旺細(xì)胞在脈沖電磁場(chǎng)(2.0 m T;50Hz)干預(yù)后12小時(shí)和24小時(shí),Ed U結(jié)果顯示雪旺細(xì)胞明顯增殖,其合成和分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子BDNF、GDNF、VEGF的能力也有顯著提高。結(jié)論:2.0 m T;50 Hz為最佳磁場(chǎng)參數(shù),4小時(shí)為合理干預(yù)時(shí)間;該參數(shù)的脈沖電磁場(chǎng)可有效激活雪旺細(xì)胞,促進(jìn)雪旺細(xì)胞的增殖,并促進(jìn)其合成和分泌多種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。第二部分膠原-殼聚糖神經(jīng)導(dǎo)管的構(gòu)建及相關(guān)性能參數(shù)測(cè)試目的:構(gòu)建具有良好的生物相容性、可降解性的膠原-殼聚糖神經(jīng)導(dǎo)管,并進(jìn)行相關(guān)性能參數(shù)測(cè)試。方法:將膠原與殼聚糖以4:1的比例在冰醋酸中混合,通過(guò)梯度冷淋及冷凍干燥技術(shù)制備膠原-殼聚糖神經(jīng)導(dǎo)管,掃描電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu),并對(duì)其孔隙率、體外降解率、吸水膨脹率、抗拉強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)測(cè)定。結(jié)果:掃描電鏡下觀察神經(jīng)導(dǎo)管的橫截面為蜂窩狀多孔立體結(jié)構(gòu),微孔間彼此連通交錯(cuò),從而有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及代謝產(chǎn)物的運(yùn)輸和交換。該導(dǎo)管具備良好的生物相容性、降解性、吸水膨脹性,以及抗拉強(qiáng)度等特點(diǎn),為再生的神經(jīng)纖維提供了良好的微環(huán)境,同時(shí)其中空樣的結(jié)構(gòu)有利于種子細(xì)胞的移植。結(jié)論:膠原-殼聚糖神經(jīng)導(dǎo)管具有良好的微觀結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),是一種理想的組織工程神經(jīng)。第三部分雪旺細(xì)胞復(fù)合神經(jīng)導(dǎo)管在脈沖電磁場(chǎng)的作用下修復(fù)坐骨神經(jīng)缺損的有效性研究目的:探究雪旺細(xì)胞作為種子細(xì)胞與神經(jīng)導(dǎo)管相復(fù)合,在脈沖電磁場(chǎng)的刺激下,修復(fù)周?chē)窠?jīng)缺損的有效性。方法:將雪旺細(xì)胞與膠原-殼聚糖導(dǎo)管相復(fù)合,用于修復(fù)大鼠12mm坐骨神經(jīng)缺損,在術(shù)后12周同時(shí)輔以脈沖電磁場(chǎng)刺激(2.0 m T;50Hz),以實(shí)現(xiàn)對(duì)移植雪旺細(xì)胞的實(shí)時(shí)激活,分5組(1自體神經(jīng)移植組;2 Scaffolds組;3 Scaffolds+PMF組;4Scaffolds+Scs組;5 Scaffolds+Scs+PMF組),對(duì)照比較其神經(jīng)修復(fù)效果的有效性。通過(guò)對(duì)再生神經(jīng)形態(tài)學(xué)(透射電鏡)的觀察和功能學(xué)(熒光金逆行示蹤;坐骨神經(jīng)指數(shù)和神經(jīng)電生理檢測(cè))的分析以及靶肌肉的染色來(lái)評(píng)價(jià)其修復(fù)效果,并用RT-PCR檢測(cè)再生神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá),初步探究其再生機(jī)制。結(jié)果:術(shù)后12周,電磁場(chǎng)作用下的雪旺細(xì)胞與膠原殼聚糖導(dǎo)管復(fù)合組可觀察到更多均勻分布的軸突,再生神經(jīng)纖維的數(shù)量和直徑明顯高于其他各組,并最接近自體神經(jīng)組。該組靶肌肉HE染色顯示腓腸肌萎縮情況得到明顯緩解,脊髓前角運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和DRG感覺(jué)神經(jīng)元的數(shù)目顯著高于其他各組,坐骨神經(jīng)指數(shù)的逆轉(zhuǎn)速度高于其他幾組,神經(jīng)傳導(dǎo)速度、潛伏期和波幅也顯著好于其他幾組,并與自體神經(jīng)組無(wú)差異,同時(shí)該組的BDNF、GDNF以及VEGF基因的表達(dá)水平明顯升高。結(jié)論:雪旺細(xì)胞與神經(jīng)導(dǎo)管相復(fù)合,同時(shí)輔以脈沖電磁場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)刺激,可構(gòu)建有利于神經(jīng)再生的微環(huán)境,有效促進(jìn)周?chē)窠?jīng)缺損的修復(fù)。
【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:R745;R454.1
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【共引文獻(xiàn)】
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5 李飛霞;張依山;;脈沖電磁場(chǎng)治療原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的療效觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第三次全國(guó)骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病學(xué)術(shù)會(huì)議暨骨質(zhì)疏松診斷技術(shù)繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2004年
6 張力華;楊瓊芳;李穎;沈鶴;郝棟;董玲玲;;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)去卵巢大鼠細(xì)胞因子及激素水平的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第三次骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病中青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2011年
7 曾欣;鄒大進(jìn);李明;;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)大鼠實(shí)驗(yàn)性骨質(zhì)疏松癥的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第六次全國(guó)內(nèi)分泌學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2001年
8 張力華;楊瓊芳;李穎;沈鶴;郝棟;董玲玲;;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)去卵巢大鼠細(xì)胞因子及激素水平的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第六次全國(guó)骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病學(xué)術(shù)會(huì)議暨中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會(huì)成立十周年論文匯編[C];2011年
9 李小紅;謝小波;龐麗云;趙俊堂;唐猛強(qiáng);陳先農(nóng);孫秀蘭;屈承端;;脈沖電磁場(chǎng)治療骨質(zhì)疏松[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)2004年年會(huì)論文集[C];2005年
10 譚文捷;;脈沖電磁場(chǎng)治療骨質(zhì)疏松癥的臨床觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第九次全國(guó)物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年
中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條
1 劉靚;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞的激活作用及其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年
2 張亞美;脈沖電磁場(chǎng)開(kāi)放血腦屏障引起的相關(guān)蛋白表達(dá)和腦損傷研究[D];電子科技大學(xué);2012年
3 林楓松;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)骨延長(zhǎng)過(guò)程中骨痂成熟的影響[D];吉林大學(xué);2007年
4 謝肇;仿生脈沖電磁場(chǎng)治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的實(shí)驗(yàn)研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2004年
5 張少卿;地閃回?fù)裘}沖電磁場(chǎng)空間分布規(guī)律研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年
6 丁帥;脈沖電磁場(chǎng)預(yù)防大鼠激素性骨壞死的實(shí)驗(yàn)研究[D];武漢大學(xué);2012年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 李麗婷;脈沖電磁場(chǎng)作用下海水中顆粒物的沉降研究[D];遼寧工學(xué)院;2007年
2 潘云虎;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)糖尿病大鼠急性下肢缺血血管再生作用的實(shí)驗(yàn)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2010年
3 譚小云;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)去勢(shì)大鼠骨代謝影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2004年
4 夏政偉;超短波、脈沖電磁場(chǎng)對(duì)兔踝骨關(guān)節(jié)炎的治療作用[D];中南大學(xué);2010年
5 馬維棟;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)兔鎖骨骨折后軟組織愈合影響的初步研究[D];湖北中醫(yī)學(xué)院;2009年
6 林輝;脈沖電磁場(chǎng)治療老年女性骨質(zhì)疏松癥患者的臨床研究[D];重慶醫(yī)科大學(xué);2008年
7 李麗榮;脈沖電磁場(chǎng)治療骨質(zhì)疏松癥的初步研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2005年
8 毛瑋;脈沖電磁場(chǎng)促進(jìn)兔鎖骨骨折愈合的實(shí)驗(yàn)研究[D];湖北中醫(yī)藥大學(xué);2010年
9 王晶;脈沖電磁場(chǎng)在大鼠骨骼肌急性挫傷早期治療中的應(yīng)用[D];中南大學(xué);2008年
10 趙吉;脈沖電磁場(chǎng)對(duì)破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞分化和功能的影響[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2011年
本文關(guān)鍵詞:脈沖電磁場(chǎng)對(duì)雪旺細(xì)胞的激活作用及其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):238136
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