稳恒磁场对正常和糖尿病大鼠表皮创伤修复作用的初步研究

发布时间：2017-10-27 13:30

  本文关键词：稳恒磁场对正常和糖尿病大鼠表皮创伤修复作用的初步研究

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【摘要】：创伤愈合是机体组织皮肤受到外界损伤后的组织修复和还原的过程，它涉及到血管和神经组织的再生、肉芽状组织的新生以及创伤部位瘢痕组织的生成等一系列复杂的过程，同时各部分交叉作用，影响着组织创伤的整个修复过程。表皮组织创伤愈合问题也是临床的常见病，它给病患的身体和心理健康均带来了极为严重的影响。同时，近些年来我国糖尿病患者人群数量急剧增加，并且糖尿病状态下患者的创伤愈合发生障碍（如糖尿病足在严重的情况下可诱发组织水肿、溃疡和坏死）—糖尿病状态下组织修复的各个阶段均会遭受损害，包括出现异常的炎症反应、血管微循环发生阻滞、上皮组织和血管形成延缓以及胶原蛋白积累受到阻碍等—因此糖尿病患者的创伤愈合修复问题也成了临床上更为严峻的挑战。综上所述，开发出更多、更有效、更安全且经济的加速创伤愈合（尤其是糖尿病状态下的创伤愈合）的治疗方法，对于缓解病患痛苦，提高病患生活质量具有重要意义，同时具有着十分重要的社会和经济效益。 电磁场的生物效应是近些年来生物医学工程研究领域的研究热点，根据电磁场的发生方式的不同，可以分为稳恒磁场、交变磁场和脉冲电磁场的生物效应。稳恒磁场一般通过稳恒磁片（如钕铁硼磁片）获得，凭借其更加简单、便携和安全等优势，受到广大科研和临床工作者的欢迎，其生物效应也得到了较为广泛的研究。诸多研究已证实，稳恒磁场能够显著的改善机体的微循环障碍，具有较为明显的消炎、镇痛的功效，同时一定强度范围内的稳恒磁场能够提高机体的骨质量、调控骨代谢，并能在一定程度上抑制肿瘤细胞的生长。但是，稳恒磁场对于表皮组织的创伤愈合，尤其是糖尿病状态下的表皮组织创伤愈合，国内外的研究甚少。同时，稳恒磁场是如何改善表皮组织的创伤愈合过程的，其改善效果如何，起作用的机制是什么，目前仍不得而知。因此，在本研究中我们首先通过理论计算和实际测量相结合的方式，系统的分析比较钕铁硼磁片所产生磁场的时空分布特性；随后，通过在大鼠背部组织构建表皮创伤模型，采用稳恒磁场对创伤部位进行刺激，从创伤愈合率、总愈合时间、组织学研究、创伤组织抗张强度等方面对组织创伤的愈合效果进行系统评估；第三，通过腹腔注射链脲佐菌素构建速发型糖尿病大鼠模型，背部组织构建表皮创伤模型，采用稳恒磁场对于创伤部位进行刺激，对创伤的愈合情况进行系统评估。稳恒磁场凭借其无创、经济等优势，本研究以期为未来实际临床应用提供有价值的理论和实验依据。 本课题主要工作如下： 一、通过钕铁硼恒磁片形成的稳恒磁场作为研究的基础磁场，并运用ComsolMultiphysics软件对恒磁片所形成稳恒磁场进行三维仿真，构建稳恒磁场空间分布模型，弥补稳恒磁场分布抽象模糊的不足。通过分析测量，应用恒磁片组建后续实验所要求的180mT稳恒磁场环境，由高斯计测定空间磁感应强度的分布，通过数值分析方法将所得实际测量数据与仿真数据进行对比，结果表明两者精确吻合。为稳恒磁场三维空间分布提供了一种标准化模型，可以为有特定稳恒磁场需求的实验提供研究平台，在实验数据精确度要求不高的情况下，，相关数据能够用做理论推导和数据计算。 二、研究180mT稳恒磁场对于正常Sprage-Dawley大鼠的背部表皮组织创伤的治疗效果。24只3月龄雄性Sprage-Dawley大鼠，随机平均分为创伤组和稳恒磁场治疗组。每组12只，于大鼠背部表皮构建1.5cm的圆形创面，创面由水胶体敷料覆盖，用双面胶将稳恒磁片N极对向磁场组的水胶体固定。于实验第5、12和19天，每组随机处死4只大鼠进行创伤面积测量、组织学研究和抗张强度评估。创伤面积测量通过照相法活获得各组数据，并对数据进行创伤愈合率和总愈合时间计算和比较。组织学研究通过对伤口组织进行HE染色，光学显微镜下观察比较，结果表明，稳恒磁场作用明显提高了大鼠在第5、12和19天的表皮创伤的愈合率，缩短了愈合时间。抗张强度测量通过强度测量仪测量，结果表明，稳恒磁场治疗组与创伤组相比，创伤组织抗张强度明显增大，创伤处胶原沉积的数量明显增加，质量明显增强。我们的结果表明，180mT稳恒磁场对大鼠创伤愈合具有的良好治疗作用。 三、系统评估180mT稳恒磁场对由链脲佐菌素诱发糖尿病的大鼠的创伤治疗效果，以期为其临床应用提供有力的实验依据。取48只3月龄雄性Sprage-Dawley大鼠，随机平均分为对照组、糖尿病创伤组和稳恒磁场治疗组。每组16只，通过对后来组大鼠进行腹腔注射60mg/kg链脲佐菌素溶液以诱发糖尿病。将相同剂量柠檬酸溶液注射到对照组16只大鼠。于大鼠背部表皮行1.5cm的圆形创面，创面由水胶体敷料覆盖，用双面胶将稳恒磁片N极对向磁场组的水胶体固定。于实验第5、12和19天，每组随机处死4只大鼠进行创伤面积测量和组织形态学研究。创伤面积测量通过照相法获得各组数据，并对数据进行创伤愈合率和总愈合时间计算和比较。组织学研究通过对伤口组织的福尔马林定型、石蜡切片、HE染色，然后对各组组织修复细节进行显微镜观察比较，结果表明，糖尿病大鼠的创伤愈合时间在第5、12和19天均明显高于健康大鼠，而稳恒磁场作用明显提高了糖尿病大鼠在第5、12和19天的表皮创伤的愈合率，并且缩短了总的愈合时间。同时，组织学研究结果显示稳恒磁场作用显著提高了创伤愈合的微观修复进程。总之，180mT稳恒磁场对糖尿病大鼠创伤愈合具有的良好治疗作用，作为一种廉价、安全且无创的治疗方法，在该强度下的稳恒磁场在促进糖尿病患者伤口愈合方面具有良好的临床应用前景。
【关键词】：表皮创伤 糖尿病 稳恒磁场 大鼠 Comsol multiphysics
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R641;R587.1
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-14
• 前言14-17
• 文献回顾17-28
• 第一部分 稳恒磁场磁场空间分布的定量化分析与计算28-34
• 1 材料28
• 2 方法28-31
• 2.1 基于 Comsol Multiphysics 的有限元分析法仿真计算稳恒磁场空间分布28-30
• 2.1.1 理论分析29
• 2.1.2 模型构建29-30
• 2.2 使用高斯计对稳恒磁片的空间分布进行测量30-31
• 3 结果31-33
• 3.1 基于 Comsol Multiphysics 有限元分析仿真的结果31
• 3.2 基于高斯计测量得到的稳恒磁场空间分布31-32
• 3.3 数据对比分析32-33
• 4 讨论33-34
• 第二部分 稳恒磁场对于健康大鼠表皮创伤影响的实验研究34-41
• 1 材料34
• 2 方法34-36
• 2.1 实验分组和模型的建立34-35
• 2.2 稳恒磁场辐射35
• 2.3 皮肤创伤相关指标的检测与分析35-36
• 2.4 统计学处理36
• 3 结果36-39
• 3.1 大鼠皮肤创伤愈合率36-37
• 3.2 大鼠创伤的组织学研究37-38
• 3.3 大鼠创伤组织抗张强度38-39
• 3.4 大鼠创伤组织总愈合时间39
• 4 讨论39-41
• 第三部分 稳恒磁场对于糖尿病大鼠表皮创伤影响的实验研究41-49
• 1 材料41
• 2 方法41-43
• 2.1 糖尿病创伤模型的构建41-42
• 2.2 稳恒磁场辐射42
• 2.3 指标检测42-43
• 2.4 统计与分析43
• 3 结果43-47
• 3.1 大鼠血糖值的比较43-44
• 3.2 大鼠创伤愈合率44
• 3.3 大鼠创伤总愈合时间44-45
• 3.4 大鼠创伤的组织学研究45-47
• 4 讨论47-49
• 小结49-50
• 参考文献50-59
• 个人简历和研究成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

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本文编号：1103710