低溫造成的直接細胞損傷,與組織冷凍及復溫過程中形成的胞內冰晶有密切關系。理解胞內冰晶形成與生長機制,對于腫瘤低溫手術以及重要細胞和組織的成功保存有著重要的意義。然而,由于胞內冰晶形成和生長的速率太快,傳統(tǒng)成像手段無法捕捉到這一瞬間過程以及胞內冰晶的生長細節(jié),這阻礙了人們對于胞內冰晶形成機理的認識。因此,本論文在傳統(tǒng)低溫顯微技術中引入了高速CMOS成像系統(tǒng),結合優(yōu)化的成像條件和圖像處理方法,首次成功地觀察到了在貼壁人乳腺癌細胞系（MCF-7）和人臍靜脈內皮細胞系（HUVEC）細胞內的冰晶形成和生長的清晰結構,并深入比較了在有接種和無接種冰晶條件下,胞內冰晶生長和重結晶現象的不同特點。研究發(fā)現,在有接種冰晶條件下,無論是內皮細胞還是乳腺癌細胞,其胞內冰晶總是在較靠近細胞核的細胞膜上成核。隨后,冰晶向細胞核方向生長,在覆蓋整個核內空間后再次進入細胞質。細胞核內冰晶生長速率要遠遠大于細胞質中。胞內冰晶的形態(tài)受降溫速率的影響較大,且在復溫過程中沒有出現重結晶現象。而在沒有接種冰晶條件下,胞內冰晶出現的溫度范圍要小得多,且枝狀形態(tài)不易辨認,受降溫速率影響很小,在復溫過程中可觀察到重結晶現象。此外,... 

【文章頁數】：116 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 低溫手術與低溫保存
        1.1.1 腫瘤低溫手術治療
        1.1.2 低溫保存技術
    1.2 低溫損傷與胞內冰晶
        1.2.1 胞內冰晶形成機理
        1.2.2 胞內冰晶的觀察與成像研究方法
        1.2.3 胞內冰晶發(fā)生模型預測研究
        1.2.4 胞內冰晶與細胞損傷檢測
        1.2.5 胞內冰晶形成的影響因素
    1.3 低溫醫(yī)學應用與胞內冰晶
        1.3.1 乳腺癌低溫手術治療與胞內冰晶
        1.3.2 卵母細胞低溫保存與胞內冰晶
    1.4 本課題的研究目標、內容與意義
第二章 實驗材料與方法
    2.1 HUVEC 和MCF-7 細胞冷凍實驗
        2.1.1 HUVEC 和MCF-7 細胞培養(yǎng)
        2.1.2 低溫顯微成像系統(tǒng)
        2.1.3 冷凍和復溫策略
        2.1.4 統(tǒng)計學方法
    2.2 鹿鼠卵母細胞冷凍實驗
        2.2.1 鹿鼠卵母細胞的獲取
        2.2.2 低溫顯微成像系統(tǒng)
        2.2.3 卵母細胞冷凍實驗策略
第三章 胞內冰晶生長機制及細胞損傷的實驗研究
    3.1 胞內冰晶形成過程
    3.2 胞內冰晶生長速率
    3.3 胞內冰晶形態(tài)
    3.4 復溫過程
    3.5 細胞生長程度（匯合）對胞內冰晶形成概率的影響
    3.6 腫瘤細胞胞內冰晶生長特點
        3.6.1 冷凍過程
        3.6.2 復溫過程
        3.6.3 討論
    3.7 本章小結
第四章 卵母細胞胞內冰晶生長模型及其在低溫保存中的應用
    4.1 模型方程
        4.1.1 水分輸送模型
        4.1.2 冰晶成核模型
        4.1.3 有限擴散冰晶生長模型
        4.1.4 冰晶體積分數
    4.2 模型參數估計
        4.2.1 細胞膜的水滲透率
        4.2.2 粘滯系數
        4.2.3 成核率參數
    4.3 計算結果與討論
        4.3.1 臨界降溫速率和模型驗證
        4.3.2 平衡熔點
        4.3.3 擴散系數
        4.3.4 冰晶生長參數
    4.4 計算結果與討論
        4.4.1 臨界降溫速率和模型驗證
        4.4.2 同相成核與異相成核對胞內冰晶形成的影響
        4.4.3 不同類型細胞的玻璃化臨界降溫速率
    4.5 理論模型在冷凍保存卵母細胞中的應用
        4.5.1 鹿鼠卵母細胞的胞內冰晶相關參數實驗研究
        4.5.2 鹿鼠卵母細胞胞內冰晶低溫顯微成像研究
        4.5.3 鹿鼠卵母細胞胞內冰晶形成的數值研究
    4.6 本章小結
第五章 全文總結
    5.1 主要結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Transplantation of Cryopreserved Teeth:A Systematic Review[J]. Thanaphum Osathanon.  International Journal of Oral Science. 2010(02)



本文編號：3708784