生物醫學工程文獻綜述范文
時間:2023-05-31 15:22:52
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篇1
英文名稱:Beijing Biomedical Engineering
主管單位:衛生局
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1002-3208
國內刊號:11-2261/R
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發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1981
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
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篇2
[關鍵詞]課堂教學 實驗設計 課程設計 工程實踐 人才培養
近年來,隨著計算機技術和電子技術的飛速發展,單片機與嵌入式系統產品以其高性能、低功耗、應用方案靈活、成本低廉等諸多優點,在工業控制、軍事國防、航空航天、網絡通信、消費電子等行業發揮著重要作用,廣泛應用于各個科技領域和日常生活的每個角落。在生物醫學工程專業,嵌入式系統在生理參數測量、傳輸、監測,在完善醫療輔助設備,以及研發新型醫療儀器等方面都有著重要應用。
本文針對生物醫學工程專業本科生,在單片機嵌入式系統課程教學過程中存在的問題,提出了一系列教學改革措施,改善工程實踐性很強的課程教學效果,使學生在有限的時間里獲得最大的收獲,在嵌入式系統應用和設計等方面獲得豐富的實踐經驗。
一、單片機教學實踐中存在的主要問題
嵌入式系統開發的難度較大,門檻較高,往往要求研發者具備良好的軟硬件知識和設計、開發、調試、測試技能,以及扎實的專業知識。如何培養出具備扎實的基礎理論知識和實踐開發能力的高素質研究型人才是學校嵌入式教學的首要任務[1]。
單片機與嵌入式技術課程知識結構復雜,涉及的內容繁多,實踐性強。大學生如果能夠掌握相關技術,就能成為滿足實際研發需要的復合型工程技術人才。但是目前大學嵌入式人才培養和教學與企業科研需求之間存在一定的偏差,造成學生的創新精神和實踐動手能力不足,導致理論學習與人才需求出現了脫鉤[2,3]。主要問題表現在:
(1) 授課內容過時、枯燥,不能緊跟嵌入式技術最新發展現狀,不能滿足實際需要;
(2) 對嵌入式操作系統的講授和配套實驗內容嚴重不足;
(3) 綜合設計性實驗較少,不注重學生的綜合應用能力培養;
(4) 實驗設計內容單一,不具備研發價值。
二、教學改革實踐
作為全國最早開設生物醫學工程專業的學校,單片機教學始終是最重要的專業選修課之一,目前課程以ARM-V4版的RM7TDMI-S內核為核心,以飛利浦公司的LPC2000系列單片機為應用目標,在教學內容、互動教學、實驗設置、創新實踐等方面進行了積極的探索和研究,使傳統的專業實踐課程煥發出新的光彩。
(一)堅持理論與實踐相結合的教學模式
大學學習內容應該以理論學習為主,尤其是針對32位ARM單片機,必須搞清楚ARM7內核的基本結構,7種處理器工作模式的定義及特點,標準32位ARM指令和16位的Thume指令使用,主要寄存器與基本外設定義等知識點,學習理解這些基本概念對于掌握32位ARM單片機的工作原理,舉一反三,進而熟悉相關單片機應用技術提供了重要的基礎理論保障。
在程序設計方面采用大量程序設計實例,在講授程序設計思想的同時加速理解匯編語言使用方法,初步學習C交叉匯編語言程序設計方法,為后續硬件系統實驗奠定基礎;在講述硬件系統設計時,圍繞單片機主要外設類型,不拘泥于具體單片機型號,以不同外設的基本工作原理和控制寄存器為主要內容,同時增加應用實例,提高學習興趣和學習效果;在課程配套實驗設計方面,更加關注實驗教學模式和實驗內容設計[4,5],從操作技能學習到認知技能學習,按照學生實踐技能學習基本規律,設計實現了7個共16個課時的實驗內容,包括了IO接口、基本外設,操作系統移植,數字信號處理,綜合系統設計等實驗內容,涵蓋了嵌入式單片機系統主要技術要點,使學生在有限時間里就可對單片機應用技術有一個較全面的學習和能力培養。
(二)利用優勢資源,豐富教學內容
針對課程實踐性很強的特點,我們結合學??蒲许椖?,對嵌入式系統在醫學儀器設計應用方面進行了卓有成效的實踐,突出了課程教學的實用性,強化了學習內容的工程觀念,取得了很好的教學效果。
我們將多參數生命參數監護系統設計引入課堂教學,其硬件單元主要包括生理數據采集、ARM內核、人機接口、SD卡存儲器、GPRS、GPS、電源管理等模塊,系統從溫度傳感器電路等模擬電路設計,到大容量鋰離子電池優化和電源模塊設計,從系統數據存儲結構設計,到遠程通訊規約設計、地理信息使用。在介紹這些軟硬件功能模塊基礎上,再引入嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,按照設備依賴性、關鍵性、緊迫性等任務劃分原則構成一套多任務系統,逐步引入任務設計、時間管理、中斷管理、內存管理、進程管理與同步,資源同步、數據管理等關鍵知識內容,使學生在6-8個課時內學習熟悉一種實際應用系統設計方法,加深對所學知識和應用環境的正確理解。
(三)重視互動教學,追求質量卓越
由于課時的限制,大量增加實踐教學內容是有一定困難的,為了能夠達到預期教學目標,增加了課程設計的內容,希望通過課外閱讀和研究,鞏固嵌入式單片機的教學內容,增強學生對嵌入式系統在日常生活中的應用技能,課程設計的完成質量則要通過PPT答辯互動,師生共同評分進行保障,使單個設計內容通過交流互動達到全體共享,互相學習的目的。
課程設計包括三個設計任務,2人一組,每組選擇一個任務題目進行研究設計,表1是部分課程設計題目,任務要求如下:
表1:單片機與嵌入式系統課程設計任務選編
①完成一項有關單片機及嵌入式系統在日常生活方面應用的項目設計,要求有明確的設計目標,具體可行的設計參數和可能達到的技術指標。
②針對一種嵌入式操作系統進行深入的介紹和移植方法的研究。要求內容包括內核特點,進程管理,內存管理,移植方法、BSP(board support package)編程等。
③針對多種嵌入式操作系統進行深入的對比研究和綜述,選擇4種以上的操作系統,主要從任務調度機制,數據同步和通訊機制比較,內存及數據架構與管理,支持的硬件功能,中斷管理,實時性,市場份額,發展前景等多項參數進行對比研究。
通過2個月時間的研究準備,在學期末進行全體師生共同參加的課程設計答辯會,由一位同學進行PPT講解,另一位同學負責回答質詢問題??己顺煽儼凑?0分標準,由全體同學打分,并與教師分數加權計算后再進行歸一化處理,使答辯評分更加客觀合理。
(四)結合學科競賽,加強實踐創新人才培養
單片機的教學可以貫穿于整個高年級教學實踐活動中,在課程教學之外,通過鼓勵學生積極參加電子創新類學科競賽,鼓勵學生進入實驗室進行創新科技活動,在具體科研實踐中使學生獲得更多更豐富的專業知識,進行科研能力的培養[6]。
在大學生創新實驗項目“超聲注射藥物溶解加速器”研發過程中,小組5名同學從系統的設計思想、模塊規劃、硬件構成、功能設計、軟件設計等項目內容進行了深入的研制工作,以MSP430單片機為主體,構建了包括反饋采樣、鍵盤顯示,頻率合成、高頻功率放大、匹配電路和超聲換能器等組成的系統硬件,僅軟件程序就達450余行,系統通過藥物對比實驗,對整個加速溶解系統進行了綜合測試,取得了明顯加速藥物溶解的效果,并取得了國家發明專利授權。
在“生物醫學工程教學仿真人系統”項目中,利用單片機技術模擬產生人體真實生理信號,通過對生理信號進行采樣,預處理,無線發射到主機模塊,并通過LabVIEW設計上位機多參數生理監護軟件,實現了經人體生理參數動態采集顯示。該系統設計思想來源于醫學儀器課堂教學,最終通過將其回饋應用于課堂教學和實驗教學,對學生的理論知識起到了積極的作用。
三、小結
嵌入式系統是一個朝氣蓬勃、發展迅速的專業領域,人才稀缺,門檻較高,針對目前課堂教學與實踐教學存在的種種不足,我們深刻體會到必須改變單一的課堂教學模式和刻板的被動灌輸式教學方法,在課堂教學中我們注意到既要重視基礎理論內容的教學,在有限的課時內使學生得到一個完整的單片機與嵌入式系統知識體系,為科研實踐提供有力的知識保障。同時,作為實踐性很強的課程教學,我們利用一切可利用資源用于教學,將教師科研成果引入教學,通過具體科研項目案例強化學習內容的工程觀念;利用課外學時增加課程設計內容,采用項目導向式教學方法,實現了交流互動,資源共享,共同進步的教學目標;利用各類電子學科競賽和開放實驗室,使單片機科研實踐貫穿于整個人才培養階段,在具體科研實踐中使學生獲得更多更豐富的專業知識,進行科研能力的培養,實現了全階段立體式創新人才培養。
[參考文獻]
[1]黎斌,《單片機原理與接口技術》課堂教學探討,考試周刊,2012年第4期。
[2]陳淑潔,單片機實踐教學存在的問題與對策,實驗室研究與探索,VOL.30,NO.9,Sep.,20l1。
[3]柏春嵐,劉豪,高校實驗教學改革的探索,高校實驗室工作研究,VOL.30,NO.3,Sep.,2011。
[4]吳磊,嵌入式教學與實驗的研究,實驗室研究與探索,V0L.30,N0.11,NOV.,2011。
[5]李秀娟,張曉東,魯可,張杰,“嵌入式系統"開放實驗室建設與實踐,實驗室研究與探索,VOL.3O,NO.5,May,2011。
篇3
【關鍵詞】白芍總苷;臨床應用;制劑;研究進展
【中圖分類號】G446 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004—7484(2013)11—0100—01
白芍總苷(total glucosides of paeonia,TGP)是從中藥白芍(Paeonia lactiflora pall)飲片提取的總苷,是白芍中具有生理功效成分的混合物,其中芍藥苷的含量占總苷的90% 以上。以白芍提取的有效成分芍藥苷為主要成分的帕夫林,已作為第一個治療風濕性關節炎的抗炎免疫調節中藥應用于臨床,療效顯著[1]。至今,TGP的研究和應用絕大多數集中在治療風濕免疫疾病及調節免疫功能方面,但最近也有TGP在心血管、皮膚等病變方面的治療與研究報道,本文綜述了TGP近年來在此方面的研究與應用,旨為相關疾病的治療提供依據。
1 治療慢性蕁麻疹
鄒氏以白芍總苷聯合依匹斯汀治療慢性蕁麻疹三組共60例,有效率90%,且不良反應少[2]。孟氏以白芍總苷聯合咪唑斯汀治療慢性蕁麻疹40例,有效率90%,療效明顯好于對照組[3],盛氏以地氯雷他定聯合白芍總苷治療慢性蕁麻疹30例,結果治療組的療效(60%)顯著好于對照組(33.3%),且無明顯不良反應[4]。任氏檢測給予白芍總苷治療的慢性蕁麻疹患者(30例)治療前后血清IFN-γ、IL-4、IL-17水平,結果治療后患者血清IL-4、IL-17的濃度較治療前顯著降低(P
2 治療銀屑病
孫氏以白芍總苷聯合一清膠囊治療尋常型銀屑病56例,有效率89.3%,顯著高于對照組(P
3 治療散發型白癜風
葉氏以白芍總苷聯合吡美莫司治療散發型白癜風45例,結果白芍總苷聯合吡美莫司能促進散發型白癜風患者皮損恢復,改善外周血CD4+/CD8+T細胞比值,提高CD4+/CD25+調節性T細胞水平[8]。
4 治療干燥綜合征
蔡氏以白芍總苷聯合甲氨蝶呤治療干燥綜合征60例,治療組有效率83.3%,與對照組差異顯著(P
5 治療附睪淤積癥
陳氏用微波聯合白芍總苷治療附睪淤積癥27例,總有效率92.59%,表明微波聯合白芍總苷是治療附睪淤積癥的一種有效方法[10]。
6 治療慢性腎炎蛋白尿
謝氏以白芍總苷聯合氯沙坦甲治療慢性腎炎蛋白尿33例,結果治療前后尿蛋白定量明顯下降,治療組較對照組下降的更顯著(P
7 對心肌重構的影響
韓氏研究白芍總苷對鹽酸異丙腎上腺素、左旋甲狀腺素誘導所致的心肌重構的影響,結果表明白芍總苷具有一定的抗心肌重構作用[12]。
8 治療掌跖膿皰病
賈氏以阿維A聯合白芍總苷治療掌跖膿皰病30例,結果有效率87%,明顯高于對照組(68%),差異顯著(P
9 脂質體和注射制劑實驗研究
李氏以逆向蒸發法研究制備了白芍總苷的脂質體制劑,獲得了平均粒徑為498nm的圓球狀單室脂質體,在4℃貯存穩定[14]。劉氏采用柱層析分離、純化,制得純度較高的白芍總苷,通過單因素、正交試驗選出提取溶媒,考察成型工藝,制成注射用白芍總苷凍干粉[15]。
總之,白芍總苷的臨床應用與劑型拓展,擴大了中藥白芍的應用領域。隨著應用與研究的深入,白芍將更好地為人類健康作貢獻。
參考文獻:
[1] 陳繼紅,勞志英,倪立青.2種劑量白芍總苷治療類風濕關節炎150例[J].中國新藥與臨床雜志,2011,30(10): 771-774.
[2] 鄒 敏,范林明,李曉蓉,等.白芍總苷治療慢性蕁麻疹的療效觀察[J].現代生物醫學進展,2013,13(20): 3893-3895.
[3] 孟亞東.白芍總苷膠囊聯合咪唑斯汀治療慢性蕁麻疹的臨床體會[J].皮膚病與性病,2011,33(2): 119-120.
[4] 盛 建,陳偉敏.地氯雷他定聯合白芍總苷治療慢性蕁麻疹療效觀察[J].中國現代醫生,2011,49(13): 44-45.
[5] 任曉麗,蘇振興,白 莉.白芍總苷對慢性蕁麻疹患者血清中IFN-γ、IL-4和IL-17的影響[J].中國傷殘醫學,2012,20(11): 42-43.
[6] 孫瑞麗,王華璽.白芍總苷聯合一清膠囊治療尋常型銀屑病56例療效觀察[J].中國醫學工程,2013,21(3):82.
[7] 賀 勤,李慎秋,帥 俊,等.白芍總苷對尋常型銀屑病患者皮損IL-17表達的影響[J].醫藥導報,2012,31(7): 898-900.
[8] 葉 蓉,聶李平,胡小平,等.白芍總苷聯合吡美莫司治療散發型白癜風的臨床療效及相關實驗研究[J].中國中西醫結合皮膚性病學雜志,2013,12(3): 155-157.
[9] 蔡文虹.白芍總苷治療干燥征的臨床觀察[J].當代醫學,2011,17(36): 10-11.
[10] 陳少凡.微波聯合白芍總苷治療附睪淤積癥27例療效分析[J].中國醫學工程,2013,21(3): 137.
[11] 謝玉賢,賈 苗.白芍總苷聯合氯沙坦甲治療慢性腎炎蛋白尿的對照研究[J].遼寧中醫雜志,2012,39(12): 2440-2441.
[12] 韓 蕾,周曉輝,王維偉,等.白芍總苷對不同藥物誘導所致心肌重構的影響[J].遼寧中醫藥大學學報,2011,13(2): 43-48.
[13] 賈雪松. 阿維A聯合白芍總苷治療掌跖膿皰病療效觀察[J]. 現代中西醫結合雜志,2011,20(21): 2638-2639.
篇4
關鍵詞:原子力顯微鏡 探針 RNA聚合酶 分子間相互作用
一、原子力顯微鏡(AFM)簡介
原子力顯微鏡(AFM)有兩種類型:接觸式和非接觸式,分別基于排斥作用和吸引作用。原子力顯微鏡(AFM)試驗中,探針尖端近似為顯微球,則針尖與樣品表面間的作用力為:F(Z)=2πR0B/3Z3其中Z為針尖與樣品之間的距離,R0為近似顯微球針尖的半徑,B為一個與物體介電常數有特殊關系的常量。原子力顯微鏡(AFM)探針安裝在一個靈活的懸臂上,激光二極管發出的一束激光經懸臂反射后,打在一個分裂式光電二極管上,當探針在樣品表面掃描時,由于樣品表面原子結構起伏不平,懸臂也就隨之起伏,于是激光束的反射也就起伏。光電二極管將其接收、放大,即可獲得樣品表面凹凸信息的原子結構圖像。原子量級的表面形態記錄是原子力顯微鏡(AFM)特有的性能。
二、原子力顯微鏡(AFM)的技術特點
原子力顯微鏡(AFM)本身的優勢是其在生物學中得以迅速發展的主要原因。首先,原子力顯微鏡(AFM)技術的樣品制備簡單,無需對樣品進行特殊處理,因此,其破壞性較其它生物學常用技術(如電子顯微鏡)要小得多;第二,原子力顯微鏡(AFM)能在多種環境(包括空氣、液體和真空)中運作,生物分子可在生理條件下直接成像,也可對活細胞進行實時動態觀察;第三,原子力顯微鏡(AFM)能提供生物分子和生物表面的分子/亞分子分辨率的三維圖像;第四,原子力顯微鏡(AFM)能以納米尺度的分辨率觀察局部的電荷密度和物理特性,測量分子間(如受體和配體)的相互作用力;第五,原子力顯微鏡(AFM)能對單個生物分子進行操縱;另外,由原子力顯微鏡(AFM)獲得的信息還能與其它的分析技術和顯微鏡技術互補。
原子力顯微鏡(AFM)還具有對標本的分子或原子進行加工的能力,例如,可搬移原子,切割染色體,在細胞膜上打孔等等。綜上所述,原子級的高分辨率、觀察活的生命樣品和加工樣品的力行為成就了原子力顯微鏡的三大特點。
三、使用原子力顯微鏡(AFM)研究生化過程
原子力顯微鏡(AFM)能對轉錄的過程進行實時觀察,在加入核苷酸后,沉積到云母上的延長復合物沿著DNA模板單向移動。兩個對照實驗證實RNAP與DNA的相對移動與轉錄的實際情況相符。通過PAGE對反應產物進行分析,結果顯示與云母結合的復合物具有活性,而且轉錄的速度與用原子力顯微鏡(AFM)測得的近似生物分子的構象改變也是原子力顯微鏡(AFM)的重要觀察內容。將尿素酶沉積到云母上并用原子力顯微鏡(AFM)掃描,在液池中加入尿素后發現,懸臂的垂直波動明顯增加,這提示由酶活動引起的構象改變能直接通過原子力顯微鏡(AFM)記錄下來。
原子力顯微鏡(AFM)在研究分子識別中的應用分子間的相互作用在生物學領域中相當普遍,例如受體和配體的結合,抗原和抗體的結合,信息傳遞分子間的結合等,是生物體中信息傳遞的基礎。原子力顯微鏡(AFM)可作為一種力傳感器來研究分子間的相互作用。生物素(biotin)和抗生物素蛋白鏈菌素(streptavidin)間有高親和力,其相互作用的熱力學數據也較為清楚。因而,生物素和抗生物素蛋白鏈菌素是原子力顯微鏡(AFM)測定特異相互作用力的良好典型。
原子力顯微鏡(AFM)在物質超微結構研究中的應用: 原子力顯微鏡(AFM)可以直接觀察到表面缺陷、表面重構、 表面吸附體的形態和位置、以及有表面吸附體引起的表面重構等。原子力顯微鏡(AFM)可以觀察許多不同材料的原子級平坦結構,例如,可以用原子力顯微鏡(AFM)對DL-亮氨酸晶體進行研究,可觀察到表面晶體分子的有序排列,其晶格間距與X射線衍射數據相符。已有文獻報道了關于采用原子力顯微鏡(AFM)對APA薄膜的表面結構進行研究的內容,發現了APA表面的特殊結構,從而揭示了APA表面超微結構對半滲透性的重要意義。目前,利用原子力顯微鏡(AFM)已獲得了DNA、透析薄膜、烷烴分子、脂肪酸薄膜以及多糖等的超微結構的圖象。
四、原子力顯微鏡(AFM)在細胞檢測的應用
應用原子力顯微鏡(AFM)可研究活細胞或固定細胞如紅細胞、白細胞、細菌、血小板、心肌細胞、活腎上皮細胞及神經膠質細胞的動態行為。原子力顯微鏡(AFM)對體外動態細胞的分析具有非凡的能力。這些研究大都把樣品直接放置在玻片上,不需要染色和固定,樣品制備和操作環境相當簡單。用免疫膠體金標記細胞膜則打開了細胞表面抗原高分辨定位之門。原子力顯微鏡(AFM)細胞成像如:用原子力顯微鏡(AFM)研究活腎上皮細胞,可在漿膜小斑上以50nm的分辨率觀察細胞骨架元素、漿膜淺凹和膜結合絲。用原子力顯微鏡(AFM)觀察血小板的運動,可看到微絲結構、顆粒傳輸到細胞質外側及活化中細胞成份的再分配。游走上皮細胞的漿膜可用原子力顯微鏡(AFM)實時成像。
五、應用前景
原子力顯微鏡(AFM)現已成為一種獲得樣品表面結構高分辨率圖像的有力工具。而更為吸引人的是其觀察生化反應過程及生物分子構象變化的能力。因此,原子力顯微鏡(AFM)在生物學領域中的應用前景毋庸置疑。而對于原子力顯微鏡(AFM)技術本身,以下幾個方面的進展將更加有利于它在生物學中的應用。大多數生物反應過程相當快速,原子力顯微鏡(AFM)時間分辨率的提高有助于這些過程的觀察。高分辨率是原子力顯微鏡的優勢。其分辨率在理論上能達到原子水平,但目前還沒有實現,如何作出更細的針尖將有助于其分辨率的進一步提高。而隨著樣品制備技術的完善,原子力顯微鏡(AFM)必將成為生物學領域中一種常規的研究工具。
參考文獻:
[1]David p Allison Peter Hinter Dorfer and Wenhai Han ,Biomolecular force measurement and the atomic force microscope, Biotechnology 2002 volume:13 issue:1 47-51
[2]Thomas E Fisher Andres F Oberhanser, The study of protein mechanics with the atomic force microscope, Biochemical sciences 1999 volume:24 issue:10 379-384
[3]李鴻業夏國偉原子力顯微鏡及其在生物醫學中的應用,濱州醫學院學報。1997年第20卷第6期:615-617
[4]劉麗麗王金華劉安偉原子力顯微鏡對APA生物薄膜超微結構的研究,中國生物醫學工程學報。1999年第18卷第1期:30-34
[5]戴燕張平城等人免疫球蛋白G的原子力顯微鏡觀察,中國免疫學雜志。1995年第 11卷1期:45-47
[6]鄧國宏徐啟旺等細菌波動生長過程的原子力顯微鏡觀察,第三軍醫大學學報。2000年第22卷11期:1111-1112
篇5
【關鍵詞】 伸指肌腱損傷; 縫合技術; 防止粘連; 研究進展
Abstract:The extensor tendon rupture is a common disease.Traditional management includes "8" suture and cross suture.But second operation is commonly needed for the reason of postoperative Nodules or adhesion.So a new technique is invented by the author:micro-weave suture combined with sodium hyaluronate.The new technique has improved dynamic intensity of the tendon and avoided postoperative adhesion.In this paper,this technique is reviewed.
Key words:extensor tendon injury;
suture;
adhesion prevent;
study advancement
伸指肌腱無腱鞘,具有腱周組織,位于手背側的疏松皮下組織中,故伸指肌腱損傷在手外科中極為常見,斷裂后均主張Ⅰ期修復,目的是重建最高強度的連續性、防止粘連、避免2次手術松解。目前伸指肌腱損傷斷裂的手術治療主要采用傳統的8字縫合、十字縫合等,但伸指肌腱外形扁,術中難以縫合,勉強縫合后難免發生結節樣隆起,影響外觀和肌腱滑動,并且強度不夠、易粘連、需2次手術松解。隨著顯微外科的迅速發展,我國學者在肌腱的修復方面,尤其是屈指肌腱的修復上做了大量的工作,發明和改進了很多肌腱縫合的方法,但關于伸指肌腱損傷的研究很少。近年來多提倡采用肌腱顯微外科縫合方法,目的是盡量減少對肌腱血供的影響,有利于肌腱愈合。肌腱損傷手術后的粘連是手外科的難點,為此國內外學者進行了一系列的研究,本文就伸指肌腱損傷后的治療進展綜述如下:
1
伸指肌腱損傷后的手術修復方法
在伸指肌腱損傷修復中,外科的縫合法是十分重要的,通過手術重建達到伸肌腱平衡、穩定的效果。目前常用的外科縫合方法有以下4種[1]:第1種為間斷縫合,與肌腱膠原纖維相平行縫合幾針,方法較為簡單,由于伸指肌腱外形扁平且位于皮下,術中縫合時容易撕脫,勉強縫合后難免發生結節樣隆起,影響美觀和肌腱滑動。從生物力學方面考慮,肌腱拉伸載荷直接作用于相對的兩端。不能為伸肌腱提供足夠的強度,承受主動活動。第2種縫合,沿肌腱膠原纖維方向作橫向和平行的縫合,其作用肌腱上的拉伸載荷不僅在肌腱末端產生拉伸載荷,同時也產生一些壓縮載荷; 術后也難免發生結節樣隆起,影響美觀和肌腱滑動。第3種Bunnell縫合,相對于膠原纖維方向作橫向和斜向縫合,其作用在肌腱上的拉伸載荷在肌腱兩端同時產生壓縮和拉伸載荷。能為伸肌腱提供足夠的強度,承受主動活動。第4種為魚嘴或末端編織法,縫合與膠原纖維垂直,其肌腱拉伸載荷在兩個縫合處產生剪切和壓縮載荷,其中壓縮載荷更有利縫合后的肌腱的受力平衡,為伸肌腱提供足夠的強度,符合生物力學原理。Bunnell、Kessler法修復后立即產生的縫合強度僅是末端紡織法的60%,而間斷縫合法提供的縫合強度僅是末端紡織法的25%[1]。權鐵剛等[2]通過實驗認為臨床肌腱外科修復采用末端紡織法為宜,其修復后具有較好的抗拉伸能力,有利于肌腱的重建。許晨光等[3]應用游離肌筋膜移植包埋肌腱縫接處,修復鞘管區以外及鞘管區術中不能切取完整腱鞘的手部伸肌腱損傷20例(22根肌腱),均獲成功,并經臨床觀察有防止粘連的作用。劉延平[4]采用8字縫合法修復伸指肌腱損傷85例,療效較好。吳海河等[5]采用端側對合縫合法治療伸指肌腱斷裂120例共337根肌腱,經臨床觀察,療效滿意。賈全章等[6]采用交指樣顯微編織縫合術加玻璃酸鈉防粘連治療手伸指肌腱斷裂、松弛或缺損,經116例臨床應用,術后隨訪2~5年,結果術后功能良好,獲滿意效果。羅志強等[7]采用卡鎖環肌腱縫合法修復伸指肌腱損傷,以改良Kessler法作為參照,證實卡鎖環法抗拉力作用顯著,適合于伸指肌腱的修復。
2
伸指肌腱損傷修復后的防粘連技術
臨床上用許多方法來減少肌腱愈合后的粘連:手術中的無創傷性操作,術中的嚴格止血、術后的合理功能鍛煉等,對于防止肌腱修復后的粘連起到了一定作用[8]。肌腱的營養與粘連關系極為密切,肌腱缺血對粘連的形成是一種刺激因素[9]。時志斌等[10]通過研究中藥舒筋湯對家兔肌腱損傷術后粘連的防治作用后認為舒筋湯能有效減輕肌腱損傷術后粘連,且不影響愈合。目前國內外學者倍加推崇的材料是高分子生物屏障材料。它一方面通過其屏障作用防止或減輕粘連,另一方面通過藥物的藥理作用影響肌腱愈合的內源性和外源性機制(主要加速內源性愈合),達到減輕粘連的目的[11]。目前所用的有:乳酸、透明質酸、5-氟尿嘧啶(5-FU)等,已經廣泛應用于臨床的是玻璃酸衍生物,如:玻璃酸鈉(sodium hyaluronate,SH),玻璃酸衍生物形成的大分子網狀結構可形成一屏障,將細胞排斥在外,使到達傷口部位的細胞明顯減少,由此減少了膠原的成熟和纖維組織的生成[12]。近幾年,實驗研究表明SH有預防肌腱周圍粘連、營養和、促進肌腱愈合的作用,也有持不同觀點,其分歧在于SH的分子量。Tuncay等[13]、Momose等[14]分別用動物實驗證明了應用透明質酸進行鞘內注射或局部置入,不僅對肌腱有營養作用,也具有作用,其防止肌腱粘連的作用是肯定的,但是透明質酸的作用效果與其分子質量、濃度、用量等因素密切相關,分子質量越大,其物理阻隔作用和作用就越強。同時術中應嚴格縫合腱周膜防止透明質酸鈉外漏[15]。漏德寶[16]以雞爪為動物模型比較不同分子質量透明質酸鈉(SHP)防止肌腱粘連的作用,證實分子質量>100萬u的SHP具有防止粘連的作用,分子質量為50萬u的SHP和生理鹽水作用相似,不具有防止粘連的作用。王希等[17]選用分子量在150~250萬的SH,總體效果更為顯著,且作用持久。其效果可能是HS的高黏彈性、滲透性、生物相容性的理化和流變學特性及生物學活性的特點,產生以下作用:(1)生物屏障作用:增加,減少摩擦力,緩沖應力,降低滑膜的通透性,減輕肌腱的水腫;(2)預防粘連作用:抑制成纖維細胞的生長,減少膠原纖維的合成,預防肌腱的粘連和變性;(3)止痛作用:覆蓋和保護痛覺感受器,與疼痛介質相結合,緩解疼痛[18]。王呈等[19]通過動物實驗證實了酰肼交聯玻璃酸鈉膜生物相容性好,在體內存留時間長,能夠產生比較理想的防粘連作用。程敏等[20]對39例手外傷共46條伸指肌腱損傷患者采用玻璃酸鈉腱周局部注射預防術后粘連,優良率達89. 1%,其療效顯著。朱興仁[21]將玻璃酸鈉用于手外科手術預防術后關節、肌腱、神經粘連,取得滿意效果。Klein等[22]認為乳酸鹽在肌腱損傷時能刺激肌腱細胞增殖和膠原合成,有利于肌腱早期愈合。Cerovac等[23]術中將5-FU涂于肌腱損傷區與生理鹽水組對照,結果前者的肌腱粘連發生率明顯小于后者。幾丁糖薄膜是一種通透性好、柔軟、易溶解和稀釋,在體內可緩慢降解的生物膜,并具有獨特的選擇性抑制成纖維細胞及抑制細菌生長的生物活性,將其作為一種預防肌腱粘連的生物材料具有較好的效果[24]。Df-521(東菱迪芙、巴曲酶)可以促進纖維蛋白溶解酶形成,抑制血液中纖維蛋白凝集在肌腱周圍,局部應用被證明有良好的防肌腱粘連的作用[25]。
保護下的盡早正規、系統的功能康復訓練有確切的防肌腱粘連的作用。術后早期功能鍛煉可減輕粘連,可能與在壓應力作用下血管內皮生長因子表達下降、肉芽組織形成減少、外源性愈合受到抑制有關[26]。早期控制下活動,既要使修復肌腱在適當應力下滑動,又要把肌腱縫合口的應力控制在安全范圍內,避免肌腱斷裂或間隙形成[27]。賈全章等[28]采用交指樣編織縫合法配合玻璃酸鈉應用治療手伸指肌腱損傷,并于術后傷口換藥時或者間隔5~7 d被動屈伸活動患指2~4次,可防止肌腱粘連形成。早期活動可機械性阻斷肌腱與周圍組織的接觸,減少外源細胞長入肌腱,而應力作用促進了肌腱本身腱外膜細胞的分化,抑制炎性細胞浸潤,促進膠原纖維平行排列于肌腱縱軸,有利于重建肌腱功能。
綜上所述,筆者認為伸指肌腱損傷后的治療需要一個系統的治療方案,即:手術采用顯微外科無創技術、保護腱周組織和滑膜;編織縫合法增強抗拉力,以重建肌腱最高強度的連續性;玻璃酸鈉防止粘連,避免2次手術松解;術后早期保護性的主動和被動活動及中后期功能鍛煉。上述的交指樣顯微編織縫合法不僅能為伸肌腱提供足夠的強度,并且其縫合點分散,基本保持腱扁平外形,術后外形良好,不影響活動;玻璃酸鈉亦被臨床證明能有效的防止肌腱粘連,所以說采用交指樣顯微編織縫合術加玻璃酸鈉是目前治療伸指肌腱損傷系統、完整和科學的治療方法。
參考文獻
[1] Victor H.Frankel MN.骨骼系統的生物力學基礎[M].戴尅戎,王以進,周健男,等譯.上海:學林出版社,1985,217-218.
[2] 權鐵剛,陳 鵬,唐廣智,等.中指伸肌腱損傷縫合修復前后的應力變化特點[J].中國組織工程研究與臨床康復,2008,2:289-291.
[3] 許晨光,陳 青,張益民,等.肌筋膜移植包埋法修復伸肌腱損傷[J].實用手外科雜志,2005,3:184-185.
[4] 劉延平.8字縫合法修復伸指肌腱損傷85例[J].哈爾濱醫藥,1999,3:17.
[5] 吳海河,呂亮華.端側對合縫合法治療伸指肌腱斷裂傷120例[J].中華現代中西醫雜志,2005,1:36-37.
[6] 賈全章,高吉昌,吳興杰,等.應用顯微外科技術行交指樣編織縫合術治療伸指腱松弛癥[J].中華顯微外科雜志,2002,4:257.
[7] 羅志強,黃德山,孫賢德,等.卡鎖環肌腱縫合法在伸指肌腱修復中的作用[J].實用骨科雜志,2003,3:208-210.
[8] 范存義,蔡培華,姜佩珠,等.手指屈肌腱損傷與粘連的治療[J].中國矯形外科雜志,2003,19-20:1440.
[9] 沈紅雷,張東印,周君玲.預防肌腱粘連的治療進展[J].中國矯形外科雜志,2003,14:980-981.
[10]時志斌,汪德芬,張曉峰,等.舒筋湯對肌腱粘連防治的生物力學和生化研究[J].中國矯形外科雜志,2002,2:161-163.
[11]袁 平,王萬春,孫材江.肌腱粘連防治的研究進展[J].中國醫師進修雜志,2006,6:71-72.
[12]凌沛學,張天民,賀艷麗,等.玻璃酸鈉及其在外科應用中的研究進展[J].生物醫學工程研究,2006,4:280-284.
[13]Tuncay I,Ozbek H,Atik B,et al.Effects of hyaluronic acid on postoperative adhesion of tendon caicaneus surgery:an experimental study in rats[J].J Foot Ankle Surg,2002,2:104-108.
[14]Momose T,Amadio PC,Sun YL,et al.Surface modification of extrasynoviai tendon by chemically modified hyalumnic acid coating[J].J Biomed Mastea Res,2002,2:219-224.
[15]賈全章,李 剛,陳慶賀,等.手伸指肌腱火器性損傷后經交指樣顯微編織縫合術加玻璃酸鈉防粘連治療的效果[J].第三軍醫大學學報,2005,11:1178-1183.
[16]漏德寶.不同分子質量透明質酸鈉防止肌腱粘連作用的比較[J].中國現代應用藥學雜志,2002,19:334-336.
[17]王 希,袁君君,范 全.玻璃酸鈉治療指屈肌腱腱鞘炎113例(129指)效果觀察[J].中國矯形外科雜志,2006,13:1029-1030.
[18]Balazs EA.Anagesic effect of elastoviscoas hyaluronan solutions and the treatmemt of arthritic pain[J].Cells Tissues Organs,2003,1-2:49-62.
[19]王 呈,王韶進,劉文廣,等.交聯玻璃酸鈉膜應用于肌腱粘連的動物實驗研究[J].生物醫學工程研究,2008,1:61-65.
[20]程 敏,矢慶明,馮 瓊.玻璃酸鈉在預防伸指肌腱修復術后粘連中的應用[J].實用臨床醫學,2008,5:77.
[21]朱興仁.玻璃酸鈉在手外科手術中的臨床應用[J].中國醫學理論與實踐,2007,12:1216.
[22]Klein MB,Pham H,Yaiamanchi N,et al.Flexor tendon wound healing in vitro:the effects of lactate on tendon cell proliferation and tendon cell collagen production[J].J Hand Surg(Am),2001,5:847-854.
[23]Cerovac S,Afoke A,Almli A,et al.Early breaking strength of repaired flexor tendon treated with 5-fluomuracil[J].J Hand Surg [Br],2001,3:220-223.
[24]楊紹安,尹 烈,肖曉桃.幾丁糖結合早期控制被動活動對屈指肌腱粘連的預防作用[J].中國臨床康復,2004,35:7916-7917.
[25]汪玉良,夏亞一,王栓科,等.預防趾屈肌腱粘連的實驗研究[J].中華顯微外科雜志,2004,4:288-289.
[26]徐紅立,王愛民.肌腱愈合早期血管內皮生長因子及其受體的表達[J].中國矯形外科雜志,2004,11:842-844.
篇6
【摘要】經皮椎體成形術是近年來發展起來的脊柱微創手術, 該技術已廣泛應用于治療骨質疏松性椎體骨折及多種良惡性椎體病變,并取得了良好的臨床療效。 本文綜述了其基本概念、適應癥與禁忌癥、操作技術、并發癥及其防治、成形材料等的研究近況,以及PVP技術的展望,以期提高對此技術的認識。
【關鍵詞】椎體成形術;臨床應用;展望
經皮椎體成形術(percutaneous vertebroplasty, PVP)是一種微創技術,通過向椎體內灌注骨水泥來增加椎體強度和穩定性,迅速減輕椎體壓縮骨折所致疼痛,其治療效果確切。首先應用經皮椎體內注射聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的方法,成功治療1例長期疼痛的C2椎體海綿狀血管瘤患者。現筆者對這一技術的臨床應用及進展作一綜述。
1 PVP的適應征與禁忌征
1. 1 適應征:PVP主要用于治療各種原因引起的椎體壓縮性骨折、腫瘤浸潤、Kummells病等引起的疼痛。
1. 1. 1 骨質疏松性椎體骨折 脊柱壓縮性骨折是骨質疏松癥的嚴重并發癥之一。通過臥床、藥物等保守治療可緩解癥狀,但多數藥物有副作用,并易發生椎體高度進一步丟失,所以對骨質疏松性椎體骨折患者,PVP無疑是一種更好的選擇。Evans等報道488例椎體成形術,術后按10級疼痛方法分級,疼痛減輕程度由原來的8.9降至3.4。Mauritsetal回顧性分析了112例骨質疏松性椎體骨折患者行PVP治療后的短期、中期及長期療效,幾乎所有的患者均取得了良好的療效。
1. 1. 2 創傷性椎體骨折 隨著新型填充材料的研發以及PVP應用領域的擴展,已有PVP治療創傷性脊柱骨折的報道,一般用于神經功能完好、后凸畸形
1. 1. 3 椎體腫瘤 PVP最早用于治療椎體血管瘤、骨髓瘤、椎體轉移性惡性腫瘤及原發惡性腫瘤,效果明顯。骨髓瘤常為多灶性,切除難度大,而放療會削弱骨重建能力并增加患者的痛苦,使椎體塌陷導致神經受壓的危險性增加。PVP能立即緩解疼痛、栓塞瘤體并增加脊柱的強度和穩定性,若再行后路椎板減壓,這樣既簡化了手術又無須椎體切除。
1. 2 禁忌征 有凝血功能障礙及不能行急診椎板切除減壓的患者不宜作PVP。相對禁忌證為: 椎體廣泛性骨質破壞, 后緣不完整者; 椎體壓縮程度超過75%者; 椎體塌陷或腫瘤擴散致硬膜囊及神經根壓迫者; 成骨性轉移瘤。
2 PVP操作方法及注意點
手術采用局部麻醉。在C型臂X線機透視下行椎體穿刺,穿刺時針尖應達椎體前1/3,針尖的斜面朝向注射的部位,灌注劑呈糊狀時再注射,當感到阻力明顯增大或透視發現骨水泥漏入椎間孔、椎靜脈叢時立即停止,根據灌注劑在椎體內分布情況可一處或多處注射,注入量應根據椎體破壞情況及椎體水平而定,一般每個椎體2~10ml。
3 椎體成形的材料
3. 1 成形材料
3. 1. 1 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是PVP最初使用也是最常用的成形材料。該材料最顯著的特點就是止痛效果明顯。各國學者報道的疼痛緩解率為60% ~100% ,多數在90%以上。
3. 1. 2 磷酸鈣骨水泥(CPC) CPC主要組成是2種不同的磷酸鈣鹽。它們在一定條件下發生沉淀反應,形成羥基磷灰石結晶。近期止痛效果明顯,其遠期療效是否能保持,尚缺乏臨床研究。
3. 1. 3 復合材料 復合性骨水泥較單一材料有明顯的改進,且有可注射材料配方,如PMMA和CPC的復合配方,PMMA和(或) CPC與其他一種或幾種生物材料的配方。但是這些配方在PVP的研究中多處于探索階段,尚不能確定是否能用于臨床。
3. 2 負載材料 根據不同疾病的治療要求,可在成形材料中添加各種負載材料,如在成形材料中添加抗生素,可以預防PVP術后合并的感染,在PMMA中加入抗炎止痛藥物磷柳酸,可以增加磷灰石的沉積,并能提高其生物相容性。
4 PVP疼痛緩解的可能機制
PVP有效性的確切機制尚不明了,他可能包含幾種作用的結合:聚甲基丙烯酸甲酯改善了骨的負荷能力,并可能通過直接組織毒性和熱損傷直接干預了疼痛的傳入;此外在脊柱轉移性病例中,PMMA注射(除了對椎體的機械性穩定)可能也導致了腫瘤血供的凝結以及對腫瘤的直接毒性,因此降低了腫瘤對病椎的破壞。
5 PVP并發癥及其防治
5. 1 PVP并發癥 ①骨水泥滲漏是最常見的并發癥。此種情況多由骨水泥進入椎間盤、椎間孔、椎管內、椎旁軟組織以及椎靜脈叢,造成神經根及脊髓的熱傷和壓迫傷,產生相應的癥狀和體征。Chiras等[14]報道274例PVP僅發生一例(0.3%)因骨水泥滲漏至椎管壓迫脊髓導致截癱,該患者為惡性腫瘤引起的痛性椎體損害,經手術減壓后神經癥狀部分恢復。其次是肺栓塞,Padovanietal報道了1例41歲女性患者在PVP后并發肺栓塞,胸部X線及CT均證實肺動脈中有骨水泥存在,該患者經抗凝治療后效果滿意。②肋骨骨折和神經根痛。③鄰椎骨折:Troutetal回顧性分析了432例行PVP治療的患者,認為行PVP后,鄰椎發生骨折的概率較非鄰椎明顯要高。④其它:如猝死、感染等極為罕見。
5. 2 并發癥的預防: 提高PVP的安全性的因素是多方面的,如正規的操作培訓、嚴格把握手術的適應征、熟悉脊柱的解剖結構、穿刺針入路的正確選擇、良好的術中X線透視、正確的手術等。
6 PVP技術的發展方向
6. 1 探索理想的成形材料 理想的生物材料應同時具備以下條件:生物活性、可降解性、相容性好;良好的滲透能力,與病變椎體緊密結合,迅速而持久地維持椎體的生物力學性能;寬裕的固化時間和良好的放射顯影。然而到目前為止,還未找到一種真正理想的成形材料。PMMA和CPC雖然都有較好的臨床療效,但都不完全符合理想材料的條件。改進的新型復合性材料可克服單純材料的缺點,有望成為理想的成形材料。
6. 2 探索合適的負載材料及配方:為滿足不同椎體疾病的治療要求,可選擇負載材料與成形材料組成不同的配方。而各種負載材料的選擇、調配方法、對成形材料的影響、在機體中的釋放情況以及能否達到預期目的,都還有待于進一步的研究。
7 脊柱骨折治療的展望
椎間穩定結構保持相對完整的脊柱骨折,手術減壓復位后,如果理想的灌注材料能立即重建有足夠強度的脊柱,則單純椎體成形術可望達到脊柱穩定的目的;隨著PVP技術的進步,對某些不需減壓的脊柱骨折,如對于神經功能完好、后凸畸形< 20°,椎體壓縮< 50%,脊柱穩定或相對穩定的新鮮胸腰椎骨折,PVP有望取代外科手術達到復位、固定的效果,這將無疑會是脊柱外科的一場變革。
參考文獻
[1] 朱雪松,楊惠林. 椎體成形術及椎體后凸成形術灌注劑[J]. 國外醫學•生物醫學工程分冊, 2005, 28 (3) : 175 - 178.
篇7
1 細胞培養的歷史沿革
細胞生物學是生命科學的理論基礎,也是現代生命科學的前沿科學,而細胞培養是其中的重要部分。細胞培養分為原代培養和傳代培養[2],目前細胞培養技術廣泛應用于生物醫學各個領域,是分子生物學和實驗室生物技術等的核心實驗室技術[3]。細胞培養始于20世紀初,1907年,Harrison利用懸滴法將分離自青蛙胚胎的神經細胞種植在青蛙的淋巴液中,首次在體外模擬了細胞的生長活動,為后來開展體外細胞研究開辟了新途徑, Harrison也因此被譽為“細胞培養之父”[4]。1910年, Burrows在從Harrison實驗室學習了這種技術以后嘗試用雞血漿代替淋巴液培養細胞并獲成功。此后,Burrows與其外科醫生出身的同事Alexis Carrel進一步致力于哺乳動物組織的培養技術研究。1912年,Alexis Carrel[4]將外科手術嚴格的無菌技術引入細胞培養并發明了專門的細胞培瓶(Carr-el flask,卡氏培養瓶),顯著改良了Harrison所建立的培養技術并將其應用于成年組織細胞和腫瘤細胞的體外培養實踐中,由于此研究成果的重大貢獻,1912年,Alexis Carrel被授予諾貝爾醫學與生理學獎,此后Alexis Carrel在體外成功培養了分離自雞胚心臟的心肌細胞,并將其一直培養到了1946年,證明了體外細胞不但可以存活而且能傳代增殖。1949年,Alan Parks發明了-196℃超低溫凍存細胞的技術,成為細胞培養歷史上又一次重大的技術進步。此后,抗生素和胰蛋白酶的出現,也極大地促進了細胞培養技術的發展。1952年,GO Gey[4]成功地培養了人類腫瘤組織并建立至今仍使用的HeLa細胞系,使細胞培養發展到人類組織培養階段。20世紀80年代,以眾多細胞系的建立為特點?,F在細胞培養基本上滲透到到生命科學的各個領域,隨著培養條件的改善,該技術也越來越容易掌握。
2 根據材料和細胞接觸方式的細胞毒性評價方法
依據接觸方式,目前常用的評價口腔醫療器械細胞毒性試驗方法有以下三種[5]:瓊脂擴散試驗、濾膜擴散實驗、直接接觸實驗。①瓊脂擴散試驗(間接接觸試驗):適用于固體(包括粉末)和液體等試驗材料的檢測,通過瓊脂糖擴散后來評價材料的非特異性細胞毒性;②濾膜擴散實驗(間接接觸試驗):適用于固體(包括粉末)和液體等試驗材料的檢測,通過乙酸纖維素濾膜擴散后評價材料的非特異性細胞毒性;③直接接觸實驗(包括浸提液試驗):該試驗適用于評價固體材料和材料浸提液或液體材料的細胞毒性。
在應用直接接觸試驗時,體外培養的細胞,失去了身體神經體液的調節和細胞間相互作用的影響,生活在缺乏動態平衡的相對穩定環境中,而且其生長受營養條件、生長空間等因素的限制,所以,Hensten 等[6]認為,直接接觸法所得的結果不能反映材料在口腔內實際的生物相容性,缺乏準確性。在間接接觸試驗中,瓊脂擴散試驗和濾膜擴散實驗利用可溶性抗原與相應抗體特異性結合,從而來檢測標本中各種免疫球蛋白和血清中各種補體成分的含量,敏感性很高。Murray 等[7]研究表明在間接接觸試驗中,瓊脂或者濾膜作為屏障用于模擬口腔黏膜,能較為真實地反映口腔的環境,但瓊脂類材料和牙本質的滲透性還是有很大的區別[8],故而間接接觸試驗不能有效地反映牙本質情況,目前的標準體外細胞毒性試驗存在一些不足之處,主要原因是試驗細胞與試驗材料之間沒有牙本質屏障[9]。近年來,國內陳志軍等[10]利用人工羥基磷灰石陶瓷片模擬牙本質,從而確保牙本質通透性的可控性,為口腔材料體外細胞毒性試驗提供了一個高效可靠的評價方法。
3 生物學終點評價細胞毒性的評價形式
生物學終點評價形式包括以下五種:
3.1細胞形態學評價:主要是觀察細胞的形態變化,該方法是最早用于檢測細胞損傷的方法,通過在顯微鏡下觀察細胞形態的改變,可以判斷細胞是否有污染、是否健康以及增殖情況。在顯微鏡下,通過觀察裂解細胞所占的比例來評估細胞毒性級別,Sujata等[11]研究得出細胞形態學評價方法與MTT法等定量細胞毒性法的Perason相關系數為0.9,表明兩者具有良好的相關性。目前,該方法仍廣泛用于生物材料細胞毒性的評價。
3.2細胞膜性效應評價:主要是從細胞膜的通透性改變方面來鑒別存活細胞與死亡細胞,包括以下兩種試驗方法。
3.2.1中性紅攝取試驗(NRU):1986年,Borenfreund等[12]建立中性紅攝取試驗,并對多種材料細胞毒性進行評價,表明該試驗是快速評價細胞毒性的方法。國際標準ISO已收錄該檢測方法,經濟合作與發展組織(OECD)也于2010年將該方法列為細胞毒性試驗預測急性經口毒性試驗起始劑量的指導性文件[13]。
3.2.2乳酸脫氫酶釋放法(LDH 釋放法):乳酸脫氫酶(LDH)是活細胞胞漿內酶之一,正常情況下,不能透過細胞膜。當細胞受到損傷時,細胞膜通透性改變,LDH可釋放至細胞外,所以培養基中該酶活性與被裂解的細胞數量成正比,采用全自動生化分析儀直接檢測細胞培養板上清液中LDH,可以反映細胞損傷程度。此方法操作簡便,靈敏度高,用LDH釋放法檢測腫瘤患者CIK細胞(細胞因子誘導的殺傷細胞)活力,有助于CIK療法適應患者的選擇及個體療效觀察[14]。
3.3細胞代謝活性評價:該方法是通過檢測細胞生物代謝或生物合成功能的改變來了解細胞損傷作用,當前,以活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶作為生物學終點的評價方法可以靈敏地反映材料對細胞的損害程度[15]。主要包括MTT實驗和XTT實驗。
3.3.1 MTT試驗:MTT試驗以活細胞代謝物還原劑3-(4,5)-dimethylthia-hiazo(-z-y1)-3,5-di- phenytetrazoliumromide, MTT噻唑藍為基礎,通過MTT噻唑藍作用于活細胞線粒體中的琥珀酸脫氫酶,生成非水溶性的藍紫色結晶甲(Formazan)并沉積在細胞中,且MTT結晶形成的量與細胞數成正比。目前該試驗作為材料細胞毒性評價方法,實驗步驟規范標準化,結果準確,簡便快速[16-17],但是在試驗過程的結晶產物,需要用二甲基亞礬(DMSO)溶解后才能測定光吸收值,若是溶解不充分,會影響測定結果,從而使得MTT靈敏度略差,因此,楊曉冉等[18]建議MTT法和中性紅攝取試驗(NRU)聯合使用。
3.3.2 XTT試驗:XTT試驗在MTT的基礎上,省去溶解還原產物結晶的步驟,1988年,Scudiero等[19]首次采用該方法檢測細胞增殖。XTT是一種與MTT類似的四唑氮衍生物,可被活細胞線粒體脫氫酶還原成水溶性的棕色甲肷產物,當XTT與電子偶合劑共同使用時,甲肷的生成量與細胞的增殖程度呈正相關。該試驗方法較MTT 法具有顯著優點,已被納入國際標準ISO10993-5:2009中,但XTT水溶液不穩定,需要低溫保存或現配現用,成本較高。
3.4細胞增殖率評價:主要是觀察材料或材料浸提液與細胞接觸后細胞生長速度和增殖的變化,主要有克隆形成試驗。最早由Tuchiya提出,用克隆形成率(實驗組克隆數/對照組克隆數)來評價材料的細胞毒性。Tuchiya等[20]研究表明,克隆形成試驗較分子濾過法、瓊脂覆蓋法、中性紅攝取法更為敏感,目前該方法已收錄在國際標準ISO 10993-5:2009中。
3.5 DNA合成率檢測評價:通過測定有絲分裂的細胞數來評價細胞的增殖能力,主要有5-溴脫氧尿嘧啶核苷(Brdu)滲入法和胸腺嘧啶核苷(3H-TdR)滲入法。敏感性很高,但重復性略差[21]。
綜上所述,評價材料的體細胞毒性的試驗方法較多,而由于不同材料接觸方式及毒理不一,各試驗方法之間又存在很大的敏感差異。因此,Weyermann等[22]提倡在選擇試驗方法時,必須根據“最接近應用狀況”的原則,合理地選擇樣品與細胞的接觸方式和檢測生物學終點的評價方法。
[參考文獻]
[1]GB/T 16886.5-2003 醫療器械生物學評價[S].北京: 中國標準出版社出版,2003.
[2]司徒鎮強,吳軍正.細胞培養[M].北京:世界圖書出版公司,2007:10.
[3]Mozdziak PE,Petitte JN,Carson SD.An introductory under graduate coursecovering animal cell culture technique-es[J].Biochem Mol-Biol Educ,2004,32(5):319-322.
[4]劉玉琴.細胞培養實驗手冊[M].北京:人民軍醫出版社,2009:4-6.
[5]GBT 16886.10-2005醫療器械生物學評價[S].北京: 中國標準出版社出版,2005.
[6]Hensten parison of the method-s available for assessing cyto:toxicit-y[J].Int Endod J,1988,21:89-99.
[7]Murray PE,Garcia Godoy C,GarclaG-odoy F.How is the biocom-patibilty of dental biomaterials evaluated[J].Med Oral Patot Oral Cir Bucal,2007,12(3):258-266.
[8]Schmalz G.The agar overlay method[J].Int Endod J,1988,21:59-66.
[9]趙信義.現行體外試驗評價牙齒修復材料細胞毒性的優勢與不足[J].口腔醫療器械,2009,18(4):173-175.
[10]陳志軍,江昕,陳芳,等.多孔生物陶瓷制備工藝進展[J].生物骨科材料與臨床研究,2008,5(1):49-52.
[11]Sujata K,Bhatia A,Yetter B.Correl-ation of visual in vitro cytotoxicity rat-ings of biomaterials with quantitative in vitro cell viability measurements[J].Cell Biol Toxicol,2008,24:315-319.
[12]Borenfreundand E,Puerner JA.Cytotoxici-ty of metals, metal-metal and metalch-elator combinations assayed invitro[J].Toxicology,1986,39(2):121-134.
[13]OECD.Guidance document on using cytotoxicity tests to estimate starting d-oses for acute oral system toxicity te-st[R].Paris:Organisation for Econo-mic Cooper ation and Development,2010.
[14]張蕾,李芳秋,張士,等.LDH釋放法檢測腫瘤患者PBMC和CIK細胞的細胞毒活性[J].現代檢驗醫學雜志,2008,23(6):27-29.
[15]林紅賽,王春仁,王志杰,等.生物材料的細胞生物相容性評價方法的研究進展[J].中國醫療器械信息,2011,17(4):10-14.
[16]Mosmann T.Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival:Application to proliferation and cytotoxicity assays[J].J Immun Meth,1983,65(1):55-63.
[17袁艷波.牙科生物材料細胞毒性試驗方法的研究進展[J].生物醫學工程學雜志,2009,26(3):688-691.
[18]楊曉冉,鄭洪艷,董益陽.兩種3T3光毒性試驗方法在防曬化妝品光毒性評價中的應用[J].中國組織工程研究與臨床康復,2009,19(34):6765-6768.
[19]Scudiero DA,Shoemaker RH,Paull KD,et al.Evaluation of asoluble tetr-azoliu-m/formzan assay for cell growt-h and drug sensitivity in culture usin-g human and other tumor cell lines[J].Cancer Research,1988, 48(17):4827-4833.
[20]Tsuchiya T,Ikarashi Y,Hata H,et al. Comparative studies of the toxicity o-f standard reference materials in vari-ous cytotoxicity tests and in vivo imp-lantation tests[J].J of Applied Biomaterials,1993,4:153-156.
[21]章靜波.細胞生物學實驗技術[M].北京:化學工業出版社,2001:200-203.
篇8
肺癌舌象具有一定的規律特征,據其特征可以協助臨床診斷、分期與治療,判斷預后。舌象分析與實驗分子生物學研究的結合從微觀角度闡述了肺癌舌象特征。
關鍵詞:肺癌;舌診;綜述
【中圖分類號】
R365 【文獻標識碼】B 【文章編號】1002-3763(2014)07-0036-01
肺癌是臨床常見的惡性腫瘤之一,近年來肺癌的死亡率在我國已躍居第一位。隨著中醫藥在惡性腫瘤治療中的地位日益提高,具有明顯中醫特色的舌診在臨床中的地位逐漸突顯。腫瘤界專家學者對肺癌舌象的研究在結合現代化技術的基礎上不僅從臨床診斷、治療等各方面對其進行闡述,還在微觀上不斷探索,并且取得了一定的成果進展,現綜述如下。
1 中醫舌診的現代化
早在上世紀80年代,清華大學就開始與西苑醫院合作研發 “中醫舌診自動識別系統”,本系統確定了某些舌象的定義閾,建立了中醫數字舌圖的初步標準 [2] 。本世紀初,眾多專家[3]開始嘗試使用客觀定量指標來描述舌象特征。計算機技術的應用將中醫診斷的客觀量化引入一個新的領域,為中醫舌診今后的深入研究提供了一個新的思路和方向。
2 肺癌的舌象特征
舌象是中醫辨證論治、判斷疾病預后和轉歸的客觀依據之一,因此,人們也分別從舌質、舌苔、舌形等多方面對肺癌的舌象進行了觀察研究。
2.1 肺癌的舌質特征:
張倫等[5]采用比色板法分析433例肺癌患者的舌質發現紫暗舌比重極高,陳群等[6]觀察發現舌下絡脈曲張是肺癌患者出現最多的瘀血舌象,其次為紫暗舌,瘀斑瘀點出現率最少,馮月娟等[11]對112例肺癌患者舌象觀察發現紫暗舌的出現率最高,腺癌以紫暗舌、紅絳舌為主,而小細胞癌、鱗癌則以紫暗舌為主。
2.2 肺癌的舌形特征:
張倫等[5]觀察433例肺癌舌象發現前三位的異常舌形分別為裂紋舌(18.2%)、齒痕舌(10.8%)、胖大舌(8.1%)。杜堅[7]觀察115例癌癥患者以及280例體檢正常者的舌象結果顯示癌癥患者異常舌形出現率相對較高,占52.2%,而異常舌形中以齒印舌和胖大舌為多,各占15.7%和13%。馮月娟等[11]發現鱗癌與小細胞癌以胖大舌和齒印舌為多,其次為裂紋舌;而腺癌裂紋舌比例較高。吳君德[8] 對250例常見腫瘤的觀察也發現裂紋舌在肺癌中所占比例較多,約30.77%。
2.3 肺癌的舌苔特征:
舌苔是分析病因病機的重要舌象組成部分。張倫等[5]觀察分析肺癌患者舌象發現厚膩苔比例極高,而從苔色方面黃苔和白苔無顯著差異。結果表明肺癌患者痰濕濁邪相對較重。馮月娟等[11]的觀察結果還顯示鱗癌與小細胞癌的舌苔以膩苔為主;腺癌以薄白苔、光剝苔為主。
3 肺癌舌象的臨床應用
3.1 協助診斷、分期,判斷預后:
“舌為五臟六腑之外候”,因此,觀察其舌象變化,可以輔助診斷,判斷預后。
3.2 協助治療:
舌診在惡性腫瘤中醫辨證施治上具有不可替代的作用,眾多醫家學者都在肺癌治療中通過觀察舌象特征辯證分型,采取相應的治法,大多取得了較理想的臨床療效。
基于腫瘤患者在放、化療前后舌象的明顯變化,我們可以判斷患者對放化療的耐受程度,并據其指導放化療劑量,避免大劑量物理或化學治療對患者正氣的損傷。陳健民等[15]的研究發現:對于放療,淡白舌患者對射線的“熱毒”有較大耐受性,大多可以順利完成根治劑量的治療;相反,考慮到“熱上加熱”,對于肺癌紅絳舌的患者應該從小劑量開始放療,同時配合清熱解毒、養陰生津類中藥;對于化療,淡白舌的患者具有療效不理想且消化道反應及骨髓抑制等不良反應較多的特點,化療屬于“以毒攻毒”,對于的正虛寒凝的淡白舌患者犯了虛虛之戒,因此對于淡白舌的肺癌患者應在放療之前使用益氣養血、健脾益腎類中藥。孫韜[16]的研究結果顯示肺癌患者化療后瘀血舌象明顯增加,而薄黃苔、黃膩苔或白膩苔且顯著減少,這說明化療會加重血瘀證候,減輕痰熱及痰濕證,因此通過肺癌患者的舌象變化來干預指導化療的劑量可以減少“虛者更虛,瘀者更瘀”的發生,從而提高患者耐受性。
4 舌象的微觀研究
4.1 舌象與凝血的研究:
為進一步探討肺癌患者瘀血舌象的病理生理基礎, 陳群等[17]的研究中發現,肺癌患者瘀血舌象的出現與其血漿前列環素(PGI 2) 和血栓烷A2(TXA2)水平具有相關性。路艷、陳群的觀察結果顯示與非瘀血組相比,肺癌瘀血舌象組PAI-1顯著升高,腫瘤轉移組與非轉移組相比,其PAI-1也顯著升高。基于以上結果,我們考慮纖溶系統的變化可能是肺癌瘀血舌象與腫瘤轉移之間的一種微觀聯系[18]。
4.2 舌象與EGFR的研究:
肖寒、申小蘇等[19]測定103例肺癌患者的觀察發現:氣血瘀滯證、黯舌、膩苔的患者血清中血管內皮生長因子(VEGF)值明顯高于氣虛痰濕證、陰虛熱毒證、氣陰兩虛證的患者。本研究提示提示氣血瘀滯證、黯舌、膩苔的患者VEGF值相對較高,其血管生成旺盛,腫瘤易于發生轉移。因此中在辨證論治的基礎上酌加活血化瘀的藥物,對于降低VEGF值、預防轉移或許存在一定作用。
4.3 舌象與T細胞亞群的相關研究:
路艷、陳群等[20]觀察30例肺癌舌象發現:與非瘀血舌象組相比,肺癌瘀血舌象組CD4/CD8明顯降低,NKC值明顯升高,且均具有統計學差異。
5 問題與展望
以上研究顯示肺癌患者的舌象具有明顯的規律特征,這為中醫舌診在肺癌預防和診治中的應用奠定了基礎。但是舌診主觀性較強,在查舌方法以及標準上存在較大的差異,所以我們需要在辨證理論指導下,通過數字舌象、微機定量分析等先進的科學技術綜合分析 [21-22],使中醫舌診更具有科學依據。然而先進科學技術在基層醫療機構的普及率較低,故如何將舌診規范化、客觀化,將成為今后腫瘤舌象研究的重點。
參考文獻
[1] 余興龍,竺子明,金國藩,等.中醫舌診自動識別系統[J].儀器儀表學報,1994
篇9
[關鍵詞] HAAM;BMSCs;軟骨細胞;PI3K/MAPK
[中圖分類號] R363 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701(2017)18-0031-04
Evaluation of acellular amniotic membrane loaded stem cells in repairing and optimizing cartilage injury by PI3K / MAPK pathway
ZHANG Zhijin1 ZENG Linru1 ZHU Fangbing1 GUO Lin2 LI Qianxiao3
1.Department of Orthopaedics, Xiaoshan District Traditional Chinese Medicine Hospital of Hangzhou City, Hangzhou 311201, China; 2.Department of Joint Surgery, Zhongshan Hospital Affiliated to Dalian University, Dalian 116000, China; 3.Department of Cardiology, Hangzhou Red Cross Hospital, Hangzhou 310000, China
[Abstract] Objective To investigate the effect of human acellular amniotic membrane (HAAM) loaded stem cells in repairing and optimizing cartilage injury by PI3K/MAPK pathway. Methods Bone mesenchymal stem cells (BMSCs) were isolated from New Zealand white rabbits and were plated on HAAM combined with chondrocytes at 4:1. The repair and optimization of chondrocytes were observed at 7 and 14 days after inoculation. The survival rate of chondrocytes was detected by cell count CCK-8 method. The apoptosis of chondrocytes was detected by TUNEL method. Western Blot was used to detect the expression of type Ⅰcollagen, type Ⅱ collagen, expression levels of phosphorylated protein p-PKC, p-p38, p-JNK and p-ERK. Results Compared with that in the control group, the survival rate of the experimental group was significantly higher, and cell apoptosis of the experimental group was significantly reduced, and the difference was statistically significant(P
[Key words] HAAM; BMSCs; Chondrocytes; PI3K/MAPK
炎癥、衰老、創傷和其他各種疾病與骨性關節炎及關節軟骨損傷的發生密切相關。抑制軟骨細胞降解,促進軟骨細胞的生長可明顯延緩和優化軟骨損傷[1,2]。軟骨細胞是骨性損傷的主要靶細胞,各種生化因素和機械因素作用于軟骨細胞,可刺激軟骨細胞分泌細胞因子、軟骨變性蛋白酶、各種炎性介質,它們可使軟骨變性[3,4]。而骨性關節軟骨的自我修復能力很差,如何刺激軟骨細胞分泌膠原,改善軟骨損傷是臨床骨科面臨的重要問題之一。骨髓間充質干細胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)是一類具有多項分化潛能的細胞,來源豐富容易分離培養,已成為骨組織工程研究中的最佳種子細胞[5]。人羊膜衍生膜(human acellular amniotic membrane,HAAM)是一種從細胞滋養層衍化而來的半透明的薄膜,羊膜基底膜上含有多種膠原蛋白、糖蛋白和蛋白多糖等成分,可以促進細胞的增殖分化和組織修復[6-8]。本研究主要利用組織工程技術將骨髓間充質干細胞和軟骨細胞種植于HAAM上,觀察軟骨細胞在HAAM上的生長增殖情況,為修復和優化軟骨損傷的進一步研究提供實驗依據。
1 材料與方法
1.1 一般材料
一抗多克隆抗體Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原;p-p38、p-JNK、p-ERK、p-PKC、ACTB購于美國SantaCruz生物技術有限公司;二抗堿性磷酸酶標記山羊抗兔IgG購于北京中杉金橋生物技術有限公司;CCK-8試劑盒購自日本同仁化學研究所;Western Blot電泳儀(Bio-Rad Laboratories,Hercules,CA,USA)。
1.2 方法
1.2.1 實驗分組及其處理 2只1月齡新西蘭白兔,雌雄不限,BMSCs與軟骨細胞按4∶1接種于HAAM上,調整總細胞終濃度為5.0×107/mL,隨機分為以下各組:A組為HAAM-BMSCs-軟骨細胞組(其中BMSCs:軟骨細胞=4∶1,實驗組)、B組為BMSCs-軟骨細胞組(其中BMSCs:軟骨細胞=4∶1,對照組)。接種后7 d、14 d觀察軟骨細胞的修復及優化情況。
1.2.2 BMSCs分離、培養和鑒定[9] 1月齡實驗兔術區常規消毒、鋪巾后行骨穿,用骨髓穿刺針在股骨及脛骨近端進針,連接10 mL注射器,抽取骨髓液4~5 mL,注入含肝素和DMEM/F12的離心管內,采用全骨髓貼壁分離篩選法分離、培養BMSCs細胞,制成細胞懸液,放入37℃、5%CO2培養箱中常規培養。顯微鏡下觀察細胞的生長狀況,48 h后首次給予全量換液,流式細胞檢測抗原表達,選擇表面抗原CD29、CD90、CD105和CD45進行鑒定,PBS為陰性對照,IgG-PE做為同型對照。
1.2.3 軟骨細胞的分離、培養和鑒定[10] 取上述同一只兔,無菌條件下取雙側膝關節軟骨,以PBS沖洗3次,用眼科剪剪成1 mm×1 mm×1 mm軟骨塊,加入0.25%的胰蛋白酶37℃消化。用200目不銹鋼無菌濾網過濾,收集細胞,接種到培養瓶中常規培養,臺盼藍染色細胞活性>95%。取P3軟骨細胞以1×105/mL濃度接種于涂多聚賴氨酸的蓋玻片上培養3 d,4℃丙酮固定30 min,行Ⅱ型膠原免疫組化染色。
1.2.4 羊膜的制備與負載[11] 取健康剖宮產產婦的羊膜并進行相關傳染性檢驗,結果均呈陰性。在超凈臺上清洗并分離羊膜,用含1000 U/mL慶大霉素+25 μg/mL兩性霉素B的生理鹽水浸泡20 min后,用胰蛋白酶于消化30 min,去除雜質細胞。制備成合適大小的羊膜于培養皿中,按比例接種骨髓間充質干細胞和軟骨細胞,37℃、5% CO2條件下培養。
1.2.5 CCK-8法檢測細胞存活率 細胞按照對照組與實驗組培養后,取細胞制備成細胞懸液,接種到96孔板中(100 μL/孔),37℃、5%CO2條件下過夜培養,隔天換液后加入10 μL CCK8試劑,37℃、5%CO2條件下孵育2 h,使用酶標儀在450 nm波長處測定OD值,計算細胞存活率。
1.2.6 TUNEL檢測細胞凋亡 細胞按照對照組與實驗組培養后,取細胞制備成細胞懸液,按照細胞凋亡檢測試劑盒說明逐步加入生物標記素,在熒光顯微鏡下查找熒光陽性細胞,根據陽性細胞所占百分率來計算DLBCL細胞的細胞凋亡率。
1.2.7 Western Blot法檢測磷酸化蛋白表達水平 細胞按照對照組與實驗組培養后,收集細胞于冰上裂解2 h,4℃離心后收集蛋白上清液。測定蛋白濃度后,將各組蛋白濃度總量調整為30 μg/μL,加入到10%變性聚丙烯酰胺凝膠中電泳,轉膜后,用牛血清白蛋白封閉1 h,加入一抗4℃過夜。隔天用TBST洗膜3次,并加入二抗孵育1 h。TBST洗膜2次,TBS洗膜1次。用ECL顯色液進行顯色,并對各泳道條帶進行灰度掃描,得出相應的蛋白表達量。
1.3 統計學處理
數據采用SPSS22.0軟件處理,采用單因素方差分析和Bonferroni's Multiple Comparison Test,結果用(x±s)表示。以P
2 結果
2.1 骨髓間充質干細胞鑒定
應用Beckman counter流式細胞儀分析大鼠間充質干細胞表面標志抗原。如封三圖1所示,培養的第3代細胞已表達 BMSCs細胞表型陽性特征,其CD29、CD90、CD105,陽性率分別為96.72%、98.53%、98.99%;CD45呈陰性,陽性率為0.53%。流式結果表明,收獲的高純度的BMSCs可用于下一步實驗。
2.2 軟骨細胞鑒定
經ColⅡ免疫細胞化學染色可見細胞胞漿內的ColⅡ染成棕黃色。Ⅱ型膠原免疫組化染色顯示,收獲的高純度軟骨細胞可用于下一步實驗,見封三圖2。
2.3 CCK-8法檢測細胞存活率
CCK8檢測細胞存活率結果可知,與對照組相比,隨著培養時間的延長,實驗組軟骨細胞存活率顯著增高,差異有統計學意義(P
2.4 TUNEL檢測細胞凋亡結果
凋亡檢測結果可知,與對照組相比,隨著培養時間的延長,實驗組軟骨細胞凋亡率顯著降低,差異有統計學意義(P
2.5 磷酸化蛋白表達水平
用Western Blot法測得結果可知,隨著培養時間的延長,Ⅰ型膠原和Ⅱ型膠原、磷酸化蛋白p-PKC和p-ERK蛋白含量的蛋白水平明顯上升,磷酸化蛋白p-p38和p-JNK的蛋白水平顯著降低,差異有統計學意義(P
3 討論
人羊膜衍生膜(human acellular amniotic membrane,HAAM)是一種從細胞滋養層衍化而來的半透明的薄膜,羊膜具有抗黏附能力,炎性反應輕,纖維包裹少;同時HAAM抗原性極低,控制排斥反應的發生,具有良好的生物相容性[12,13]。羊膜基底膜上含有多種膠原蛋白、纖維連接蛋白、層粘連蛋白、糖蛋白和蛋白多糖等成分,這些有效成分增強了其抗拉力,為細胞生長提供了足夠的三維空間結構;為細胞的增殖、分化提供豐富的營養成分,并且有利于種植在羊膜上的細胞粘附和生長[13,14]。羊膜作為一種良好易得的生物材料,易于加工、處理和運輸,為組織工程學的研究提供了便利的條件。研究表明在人羊膜胞外基質上負載培養的角膜細胞、結膜細胞、成纖維細胞、軟骨細胞等均能良好生長,并保持原本的細胞功能[14,15]。
本研究為了探討羊膜衍生膜負載骨髓間充質干細胞通過PI3K/MAPK信號通路對損傷軟骨的保護作用,研究結果表明隨著培養時間延長,軟骨細胞的存活率逐漸上升,細胞凋亡率逐漸降低,能夠分泌出Ⅰ型膠原和Ⅱ型膠原,說明軟骨細胞在羊膜衍生膜負載骨髓間充質干細胞的條件下可以生長良好,處于良性增殖狀態。PI3K/MAPK作為兩條經典的細胞信號轉導通路,可顯著調控細胞增殖分化和細胞凋亡等過程[16]。PI3K是一種參與細胞生長及骨架重塑的重要磷脂酰肌醇激酶,也是重要的抗凋亡調節因子,活化后可導致脂質底物磷酸化并激活下游AKT,通過磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Caspase3、NF-κB、mTOR等,參與調節細胞凋亡與代謝過程[17,18]。同時,在哺乳類細胞中已經發現三條并行的MAPK信號通路,分別是p38MAPK、JNK/SAPK和ERK信號通路,它們在細胞的生長和分化、細胞的炎性反應及細胞凋亡等應激反應中起重要作用[19-21]。由Western Blot結果可知,磷酸化蛋白p-PKC和p-ERK的蛋白水平明顯上升,磷酸化蛋白p-p38和p-JNK的蛋白水平顯著降低,說明羊膜衍生膜負載骨髓間充質干細胞的條件下可以促進PI3K信號通路的抗凋亡作用,且抑制MAPK信號通路的促凋亡作用,從而調控細胞增殖與凋亡的發展過程。
綜上所述,在羊膜衍生膜負載骨髓間充質干細胞的作用可以通過有效調控PI3K/MAPK信號通路,促進軟骨細胞的發生發展過程。進一步了解羊膜衍生膜負載骨髓間充質干細胞對軟骨細胞的修復和活化機制,對治療軟骨損傷和骨關節疾病等具有重要的臨床意義。
[參考文獻]
[1] B.C. Sondergaard M.Sc.y,H. Wulfy,K. Henriksen M.Sc,et al. Calcitonin directly attenuates collagen type Ⅱ degradation by inhibition of matrix metalloproteinase expression and activity in articular chondrocytes[J]. Osteo Arthritis and Cartilage,2006,14(8):759-768.
[2] Tian-Fang Lia,Kiminori Yukata,Guoyong Yin,et al.BMP-2 induces ATF4 phosphorylation in chondrocytes through a COX-2/PGE2 dependent signaling pathway[J].Osteoarthritis Cartilage,2014,22(3):481-489.
[3] Wu JJ,Weis MA,Kim LS,et al.Type Ⅲ collagen,a fibril network modifier in articular cartilage[J]. J Biol Chem,2010,285(24):18537-18544.
[4] 黃開,楊金華,王筱林,等.Pluronic F-127負載骨髓間充質干細胞和堿性成纖維細胞生長因子修復兔膝關節軟骨缺損[J].臨床醫學,2011,31(12):92-95.
[5] Martinez C,Hofmann TJ,Marino R,et al.Human bone marrow mesenchymal stromal cells express the neural ganglioside GD2:A novel surface marker for the identification of MSCs[J].Blood,2007,109(10):4245-4248.
[6] Koizumi NJ,Inatomi TJ,Sotozono CJ,et al. Growth factor mRNA and protein in preserved human amniotic membrane[J].Curr Eye Res,2000,20(3):173-177.
[7] 鐘金晟,梅芳,齊偉宏,等.聚乳酸/羥基磷灰石膜與人羊膜基質細胞聯合構建骨組織工程細胞/支架復合體[J].中國組織工程研究,2012,16(8):1345-1348.
[8] 王日新.羊膜包裹羥基磷灰石復合材料修復爆裂性眶壁骨折[J].國際眼科雜志,2013;13(3):605-606.
[9] 束波,劉志江,范芳.基質細胞衍生因子-1a預處理對大鼠骨髓間充質干細胞體外存活及旁分泌的影響[J].基礎醫學與臨床,2012,32(8):884-888.
[10] 洪佳瓊,高雅,宋潔,等.人羊膜間充質干細胞與骨髓間充質干細胞的生物學特性及免疫抑制作用的比較[J].中國實驗血液學雜志,2016,24(3):858-864.
[11] 閆國和,粟永萍,艾國平,等.人羊膜負載豬骨髓間充質干細胞生長的形態學研究[J]. 第三軍醫大學學報,2002, 24(7):775-777.
[12] Eynch D,Wiese H,Maier G,et al. In vitro and in vivo cartilage engineering using a combination of chondrocyte-seeded long-term stable fibrin gels and polycaprolactone-based polyurethane scaffolds[J]. Tissue Eng,2007, 13(9):2207-2218.
[13] 姜曉琪,史其林.羊膜在掌骨干骨折中的臨床應用研究[J].中華臨床醫師雜志,2009,3(6):1013-1016.
[14] 郭林,張治金. 脫細胞羊膜負載骨髓間充質干細胞修復軟骨缺損的實驗研究[J].中華顯微外科雜志,2012, 10(35):399-401.
[15] 霍雙枝,施萍,龐希,等.人羊膜負載人羊膜間充質干細胞對SD大鼠皮膚創面愈合的影響[J].中國醫學科學院學報,2011,33(6):611-614.
[16] 郁迪,莫緒明.PI3K/Akt和MAPK信號通路在缺血性腦損傷中的保護作用[J]. 醫學綜述,2015,21(2):210-213.
[17] 游曉星,馬小華,劉良,等.專支原體巨噬細胞活化脂肽-2經PI3K/Nrf2誘導單核細胞表達HO-1和NQ01[J].中南醫學科學雜志,2014,42(1):6-10.
[18] Arslan F,Lai RC,Smeets MB,et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes increase ATP levels,decrease oxidative stress and activate PI3K/Akt pathway to enhance myocardial viability and prevent adverse remodeling after myocardial ischemia/reperfusion injury[J]. Stem Cell Res, 2013,10(3):301-312.
[19] Wang Q,Yin XH,Liu Y,et al. K252a suppresses neuronal cells apoptosis through inhibiting the translocation of Bax to mitochondria induced by the MLK3/JNK signaling after transient global brain ischemia in rat hippocampal CA1 subregion[J]. J Recept Signal Transduct Res,2011,31(4):307-313.
[20] 柯昌斌,黃曉霞,許先成,等. P38MAPK和PI3K/Akt信通路在大鼠糖尿病神經病理性疼痛中的交互作用[J].臨床麻醉學雜志,2010,26(9):790-793.
篇10
【關鍵詞】 骨質疏松癥;健康教育;干預
1 健康教育干預對象
目前國內外大多數研究者都將老年女性與圍絕經期的婦女作為重要研究及干預對象。然而,一項對于中老年男性的骨質疏松癥認知調查發現,骨質疏松癥所引起的脊柱骨折在中老年男性中的發病率、病死率均大于女性,其主要原因是男性在日常生活中鈣攝入少、活動次數少、吸煙、酗酒等高危行為;老年男性也會因為體內性激素的減少而發生原發性骨質疏松癥。因此,中老年男性應該也是骨質疏松癥健康教育的干預對象之一。熊恩富等[2]提出兒童及青少年時期患髖關節疾病并造成髖功能障礙,由于患側肢體運動負荷減少及應力負荷異常,導致患側肢體肌肉萎縮、骨發育不良和骨質疏松。國外有學者也認為骨質疏松健康教育也應該包括在校大學生。通過以上調查結論可以發現,骨質疏松癥的健康教育對象不僅不能單一的確定為中老年女性和圍絕經期女性,還應該包括青少年和中老年男性。
2 健康教育干預的實施者
原發性骨質疏松癥是一種代謝性疾病,涉及內分泌科、骨科、放射醫學、婦科等專業。除醫院本身的骨質疏松癥相關職能科室充分發揮其就診及咨詢的功能外,社區、居委會也應該發揮其重要的作用;社區醫院是開展預防干預工作的最基層的衛生機構,社區醫護人員也是最具體工作的執行者。所以,在預防原發性骨質疏松癥的發生方面,社區起著關鍵的作用。徐霞等[3]通過本次調查,初步發現上海市骨質疏松認知度不高,關注度不足密切,高危人群的防治工作力度不夠。所以,醫院的醫護工作者是開展社區居民防治骨質疏松癥工作的主導力量。那么,只有良好的社區護理,才可以有效地預防老年骨質疏松癥以及隨之帶來的骨折。所以,實施骨質疏松性骨折的一級預防是骨質疏松癥最重要的措施之一。因此,由以上調查研究發現:骨質疏松癥相關科室的醫務人員以及社區護理工作者應該是原發性骨質疏松癥健康教育的最佳實施者。
3 干預措施
目前對原發性骨質疏松癥缺乏有效的干預措施,因此,如何干預原發性骨質疏松癥是預防防治工作的重點。黃秋美等[4]在調查研究結果表明:原發性骨質疏松癥的干預方式中健康講座結合電話訪談、及家庭訪問的干預效果比較好。因此,社區醫護人員應該選擇正確的干預方式,按照正確的操作程序、規章制度進行,以取得最佳的療效來減少原發性骨質疏松癥的發病率,增強人們的健康。
4 干預內容
首先,應該先普及原發性骨質疏松癥的基本知識,大量研究表明居民對骨質疏松癥缺乏全面的認識,這些基本的知識內容主要包括有:原發性骨質疏松癥的病因-主要是由增齡所導致的體內性激素突然減少及其生理性的退行性病變;主要的一些臨床表現為-疼痛(以整個腰背部為主)、身高縮短及駝背、脆性骨折的發生以及脊椎向后側凸對胸腔、腹腔壓迫造成腹脹、反流性食道炎等癥狀。其次要認識到原發性骨質疏松癥的危害性及其危險因素。骨質疏松癥的最大危害性為骨質疏松性骨折的發生,骨折也會引起病人發病率、死亡率增加,功能的喪失及各種心理問題的出現。同時該病與生活方式是密切相關的,如吸煙、酗酒[5]、營養不良、低鈣飲食[6]、大量飲咖啡、累計的哺乳時間長、產孕次數多[7]、年齡增加[8]、長期使用激素、絕經年齡早、家族遺傳、維生素D缺乏[9]等。最重要的是要了解原發性骨質疏松癥的預防方法。通過流行病學調查指出,原發性骨質疏松癥是一種生活方式疾病,其發病很有可能通過改變不良的生活方式來降低,在日常生活中主要從以下幾個方面加以預防:①飲食預防:提供鈣和維生素D的膳食;②運動預防:負重鍛煉如散步、慢跑、爬樓梯和跳舞等;③藥物預防:雌激素、降鈣素、甲狀旁腺素、二磷酸鹽以及一些中藥(如羊蕾、構祀子、黃茂)[10]等;④日常生活中預防骨質疏松性骨折;五、按時體檢和監測預防骨質疏松癥。
5 展 望
綜上所述,在我國開展原發性骨質疏松癥預防與控制的社區干預是一項十分復雜且艱難的過程,它不僅要求實施干預的醫務人員具備良好的專業知識,還要充分掌握與之相關的骨質疏松癥的相關知識。更重要的是需要根據受教育對象的具體情況選擇適當的教育方式,對不同的人群實行個體化教育。逐步幫助干預對象掌握預防骨質疏松癥的知識,改變不良的行為生活方式,樹立良好的健康信念,培養健康的生活習慣,以預防該病的發生。這是目前控制和預防骨質疏松癥及骨折的發生,提高患者生活質量最經濟、最有效、最簡便的措施。
參考文獻
[1] Woodhead GA,Moss MM.OsteoPorosis:Diagnosis and Prevention [J].Nurse Pract,1998,23(11):18.
[2] 熊恩富,吳昌碧,廖芳麗,等.運動不足性骨發育不良與骨質疏松 [J].生物醫學工程學雜志,2000,17(3):366-368.
[3] 徐霞,印凡,趙東寶.上海市骨質疏松癥認知度及高危人群防治現狀調查[J].中國骨質疏松雜志,2012,18(8):750-753.
[4] 黃美秋,黃芳艷.健康教育結合隨訪對骨質疏松癥腰背疼痛患者自我管理行為的影響[J].護理研究,2012,9(18):134-135.
[5] Sheng Z Z Y,You L.Risk factors for osteoPorosis in PostmenoPausal Shanghai women[J].Bone,2009,44(2):S410.
[6] 李寧華,區品中,朱漢民等.中國部分地區中老年人群原發性骨質疏松癥患病率研究[J].中華骨科雜志,2001,21(5):275-278.
[7] Demir B,Haberal A,Geyik P,et al.Identification of the risk factors for osteoPorosis among PostmenoPausal women[J].Maturitas,2008,60(3):253-256.
[8] 佘敦敏,章秋,邵宜波,等.初孕年齡、產次與絕經后婦女骨密度的關系[J].安徽醫科大學學報,2005,40(2):167-170.