【摘要】：皮膚是人體重要的保護(hù)器官,能夠阻擋病原體侵入,防止體液流失,調(diào)節(jié)體溫。一旦受到損傷,最理想的狀況是盡快修復(fù)并且減少疤痕。在皮膚傷口愈合的過(guò)程中,細(xì)胞外基質(zhì)起著非常重要的作用,它含有大量納米尺度的纖維類(lèi)結(jié)構(gòu)成分,這些納米結(jié)構(gòu)可以誘導(dǎo)細(xì)胞的行為,包括繁殖、遷移等。真皮成纖維細(xì)胞和表皮角質(zhì)上皮細(xì)胞是傷口愈合中的主要功能細(xì)胞。一旦皮膚受到創(chuàng)傷,成纖維細(xì)胞向傷口定向遷移,使傷口收縮,促進(jìn)愈合,同時(shí),為了迅速覆蓋創(chuàng)面,往往需要角質(zhì)上皮細(xì)胞的繁殖和遷移。如果這兩種細(xì)胞的行為出現(xiàn)異常,就會(huì)造成傷口愈合延緩并留下異常疤痕。因此,選擇一種能夠有效、快速地修復(fù)受傷組織,同時(shí)減少疤痕形成的材料,并找到一種實(shí)時(shí)、無(wú)損的監(jiān)測(cè)皮膚細(xì)胞行為的定量分析方法是很重要的,這將對(duì)臨床研究皮膚傷口愈合提供參考。近年來(lái),研究者發(fā)現(xiàn)納米尺度三維形貌可以模擬人體的細(xì)胞外基質(zhì),影響細(xì)胞的一系列行為,即納米形貌對(duì)細(xì)胞有很強(qiáng)的"接觸引導(dǎo)"作用,能夠讓細(xì)胞沿著納米結(jié)構(gòu)的方向產(chǎn)生定向行為,可以控制和誘導(dǎo)細(xì)胞遷移和增殖的方向和速度,在傷口愈合過(guò)程中起著重要的作用。然而,目前在各種三維結(jié)構(gòu)上細(xì)胞行為的研究,大多采用熒光顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)等方法,這些方法涉及復(fù)雜的步驟,對(duì)細(xì)胞具有破壞性,更重要的是,這些方法依賴(lài)于終點(diǎn)檢測(cè),不能提供動(dòng)態(tài)信息。為了克服這些局限,ECIS(Electric cell-substrate impedance sensing)發(fā)展起來(lái)并正逐步應(yīng)用于細(xì)胞行為的監(jiān)測(cè),它是一種實(shí)時(shí)、無(wú)損的定量檢測(cè)方法。Giaever和Keese將細(xì)胞培養(yǎng)在面積很小的金電極上,隨著細(xì)胞的粘附和鋪展,電流被物理阻礙,導(dǎo)致阻抗增加。隨后,ECIS應(yīng)用更加廣泛,包括細(xì)胞粘附、細(xì)胞繁殖、細(xì)胞遷移、細(xì)胞毒性、藥物篩選等方面的研究。本論文主要是將兩種人皮膚細(xì)胞培養(yǎng)在納米溝槽上,利用交流阻抗技術(shù)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的定向繁殖和遷移行為,并建立交流阻抗信號(hào)與細(xì)胞行為之間的相關(guān)性。本論文一共包括四章內(nèi)容,具體如下:第一章緒論本章主要介紹了人皮膚成纖維細(xì)胞、人皮膚角質(zhì)細(xì)胞的相關(guān)內(nèi)容,其次介紹了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于創(chuàng)傷修復(fù)過(guò)程的研究,包括二維基底和三維基底上的細(xì)胞行為。重點(diǎn)介紹了細(xì)胞交流阻抗法,包括其原理,在細(xì)胞行為、藥物篩選等中的應(yīng)用等。交流阻抗技術(shù)是一種廉價(jià)、方便的研究細(xì)胞行為的方法,能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、無(wú)損地監(jiān)測(cè)細(xì)胞的行為,最大限度獲得細(xì)胞的原位信息。本章闡明了利用交流阻抗法監(jiān)測(cè)皮膚傷口愈合過(guò)程的優(yōu)勢(shì),最后提出了本論文的研究目的和意義以及創(chuàng)新性。第二章納米溝槽結(jié)構(gòu)的制備及其對(duì)皮膚細(xì)胞定向行為的誘導(dǎo)在皮膚傷口愈合中,細(xì)胞的定向行為對(duì)加速傷口愈合起著非常重要的作用。本章在金基底上通過(guò)納米壓印技術(shù)制備出了線寬為200 nm、周期為400 nm及深度為75 nm的納米溝槽結(jié)構(gòu)用于模擬體內(nèi)的細(xì)胞外基質(zhì)。將人皮膚成纖維細(xì)胞(HFF)和人皮膚角質(zhì)細(xì)胞(HaCaT)培養(yǎng)在納米溝槽上,通過(guò)普通光學(xué)顯微鏡采集細(xì)胞照片,對(duì)細(xì)胞的延長(zhǎng)度和鋪展方向進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明,HFF細(xì)胞在納米溝槽上具有良好的延長(zhǎng)性,并能夠沿著納米溝槽的方向鋪展,而HaCaT細(xì)胞的形貌未發(fā)生明顯變化,鋪展方向也呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律性,說(shuō)明制備的納米溝槽可以誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的定向行為。第三章交流阻抗法監(jiān)測(cè)納米線上皮膚細(xì)胞的遷移過(guò)程本章構(gòu)建了基于納米溝槽的交流阻抗監(jiān)測(cè)器件,監(jiān)測(cè)了納米溝槽上兩種皮膚細(xì)胞在向"傷口"遷移過(guò)程中的交流阻抗信號(hào)變化,HFF細(xì)胞和HaCaT細(xì)胞的阻抗均呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì),由于其在納米溝槽和平面電極上起始傷口的大小不同,HFF細(xì)胞在納米溝槽上的阻抗大于平面電極,而HaCaT細(xì)胞在平面電極上較大。通過(guò)顯微鏡觀察"傷口"尺寸的變化,發(fā)現(xiàn)兩種細(xì)胞在納米溝槽上的傷口愈合均較平面電極上快。將交流阻抗響應(yīng)與傷口愈合率關(guān)聯(lián)之后,發(fā)現(xiàn)二者之間存在良好的線性關(guān)系,愈合相同的程度時(shí),HFF細(xì)胞在納米溝槽上引起的阻抗變化較平面小,而HaCaT細(xì)胞在兩種電極上差異不大。第四章交流阻抗法監(jiān)測(cè)納米溝槽上皮膚細(xì)胞的繁殖過(guò)程本章將人皮膚成纖維細(xì)胞和人皮膚角質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)在納米溝槽上,利用交流阻抗技術(shù)監(jiān)測(cè)了這兩種細(xì)胞的繁殖過(guò)程,結(jié)果表明兩種細(xì)胞在納米溝槽上的阻抗均隨時(shí)間增長(zhǎng)而增長(zhǎng),且均比平面電極上小;同時(shí)以顯微鏡觀察為輔助,定量統(tǒng)計(jì)了細(xì)胞繁殖過(guò)程的細(xì)胞數(shù)目變化,發(fā)現(xiàn)兩種細(xì)胞在納米溝槽上的細(xì)胞數(shù)目和平面電極相比均減小;而且HFF細(xì)胞在納米溝槽上表現(xiàn)了良好的定向行為,另一方面,其繁殖的降低對(duì)于減少疤痕的形成具有積極的作用;將繁殖過(guò)程的交流阻抗的變化與細(xì)胞數(shù)目相關(guān)聯(lián)后,發(fā)現(xiàn)阻抗響應(yīng)與細(xì)胞數(shù)目之間存在一定的線性關(guān)系,且相同數(shù)目的細(xì)胞在納米溝槽上引起的阻抗小。本論文的研究將為人皮膚創(chuàng)傷愈合的臨床研究提供數(shù)據(jù)和技術(shù)支持,以期推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)、整形科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R641;O657.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭小偉;張家平;黃躍生;;表皮細(xì)胞遷移與創(chuàng)面愈合[J];中華損傷與修復(fù)雜志(電子版);2016年03期

2 胡清清;崔W

本文編號(hào)：2797208