糖基化交联大鼠角膜生物力学特性影响的实验观察

发布时间：2018-03-28 17:05

  本文选题：糖基化　切入点：角膜胶原交联　出处：《天津医科大学》2012年硕士论文

【摘要】：目的 通过离体和在体动物的实验研究,采用不同浓度的甘油醛溶液、葡萄糖溶液对大鼠角膜进行糖基化交联,应用简便的读字法定性评估角膜交联后透明度的改变、微材料力学测试系统定量检测角膜生物力学特性的变化、形态学观察角膜胶原纤维的改变,旨在评估糖基化交联对大鼠角膜生物力学特性的影响,为药物控制圆锥角膜等角膜扩张性病变的研究提供相关实验数据。 材料与方法 1.选用2-3月龄清洁级Sprague-Dawley (SD)大鼠15只,无任何眼病,雌雄不限。随机分为三组,每组5只,脱臼处死大鼠,分别取出双眼角膜片,浸泡入相应溶液中,Ⅰ组甘油醛浓度为0.005mol/L,Ⅱ组甘油醛浓度为0.050mol/L,Ⅲ组为对照组(不含甘油醛的基础液)；右眼作为实验眼,左眼作为对照眼,连续浸泡4天后取出角膜片,进行大鼠角膜的透明度改变、生物力学条带单向拉伸试验比较极限应力σ max (MPa)、极限应变ε max (%)、6%弹性模量E (MPa)以及组织形态学检查。 2.选用SD大鼠25只,随机分为五组,A组甘油醛浓度为0.005mol/L, B组甘油醛浓度为0.050mol/L, C组葡萄糖浓度为0.5%,D组葡萄糖浓度为5.0%,E组为对照组,给予生理盐水滴眼,每组5只；右眼作为实验眼,左眼作为对照眼,每隔12小时滴眼一次,连续7天。7天后处死大鼠,进行大鼠角膜的透明度、生物力学条带试验比较极限应力σ max (MPa),极限应变ε max(%),6%弹性模量E(MPa)以及组织形态学检查。 结果 1.离体实验研究,浸泡前,三组均可以清楚地看到角膜片后的文字,且清晰度无明显差异。浸泡后,Ⅰ组角膜片可透见文字,但较浸泡前模糊：Ⅱ组角膜片呈橙黄色,质硬,无法完全平铺于光面印刷纸上，清晰度较差；Ⅲ组角膜片读字后的效果与浸泡前无明显差异。 2.甘油醛溶液浸泡后的角膜条带生物力学特性的变化：不同浓度甘油醛组与对照组实验眼角膜的应力-应变曲线有明显的梯度变化。Ⅲ组实验眼角膜的极限应力σ max、极限应变εmax、6%弹性模量E分别为2.198±0.457MPa.37.260%±8.407%和3.303±0.684MPa。甘油醛交联组中,6%弹性模量E1、Ⅱ组分别为11.028±1.944MPa(P=0.001)和20.156±4.707MPa(P=0.000),较Ⅲ组分别增加了233.88%和510.23%。Ⅰ、Ⅱ组极限应力σ max分别为7.986±1.723MPa(P=0.001)(?)12.251±3.203MPa(P=0.000),较Ⅲ组分别增加了263.33%和457.37%；Ⅰ、Ⅱ组极限应变ε max分别为32.600%±2.076%(P=0.196)和126.340%±3.433%　(P=0.007),较Ⅲ组分别降低12.51%和29.31%。三组间对照眼角膜的极限应力σ max、极限应变ε max、6%弹性模量E无明显统计学差异。 3.不同浓度的甘油醛溶液浸泡大鼠角膜片后,角膜胶原纤维密度明显增加,纤维间隙变小,且这种改变有浓度依赖,内皮层完整。Ⅱ组高浓度甘油醛溶液浸泡的大鼠离体角膜胶原纤维排列紧密,为较粗的团块状；而Ⅲ组角膜组织切片显示胶原纤维密度低,胶原纤维直径小,纤维间的空隙较实验组大。 4.在体实验研究,不同浓度甘油醛和葡萄糖滴药组角膜与对照组角膜均可以清楚地看到角膜片后的文字,透明度无明显差异。 5.五组大鼠滴眼后角膜条带的生物力学特性对比：不同浓度甘汕醛交联与对照组实验眼的应力-应变曲线有明显的梯度变化；而葡萄糖交联应力-应变曲线变化小，，且总体差别变化不大。E组实验眼角膜极限应力σ max、极限应变ε max.6%弹性模量E分别为2.053±0.853MPa.43.867％±1.890%和3.252±1.717MPa.A.B.C.D四组大鼠实验眼角膜极限应力omax分别为6.043±2.084MPa (P=0.067).10.759±3.337MPa(P=0.000)、2.101±0.463MPa (P=1.000).2.373±0.569MPa(P=0.998),较E组分别增加了194.35%、424.06%、2.33%和15.59%；极限应变ε max分别为36.567%±3.089(P=0.267).28.533%±1.890%(P=0.009).34.800%±8.139%(P=0.090)和34.320%±4.329%(P=0.072),较E组分别降低了16.64%、34.97%、20.67%和21.77%；6%弹性模量E分别为7.718±1.076MPa(P=0.014).14.102±4.011MPa(P=0.000).3.927±0.314MPa(P=0.961).5.492±0.659MPa(P=0.314),较E组分别增加了137.33%、333.64%、20.76%和68.88%。五组间对照眼角膜的极限应力σ max、极限应变ε max、6%弹性模量E无明显统计学差异。 6.五组大鼠角膜组织形态学观察,E组角膜组织切片胶原纤维密度低,纤维间的空隙较滴药组大；甘油醛滴药组中,A、B两组角膜胶原纤维密度明显增加,纤维间隙变小,上皮层及内皮层均完整,甘油醛浓度越大,改变越大,但分别较离体实验中相同浓度的Ⅰ、Ⅱ组角膜纤维间隙大；葡萄糖滴药组中C、D两组角膜组织切片表现相似,胶原纤维密度变化不大,纤维间隙较E组略减小,但D组角膜上皮出现水肿。 结论 1、浓度为0.005mol/L和0.050mol/L勺甘油醛溶液浸泡离体大鼠角膜4天后,低浓度组角膜透明度轻度降低,高浓度组角膜透明度明显降低并可看到角膜质黄、变硬；浓度为0.005mol/L和0.050mol/L的甘油醛,0.5%和5.0%葡萄糖分别对大鼠角膜滴眼7天后,所产生的角膜透明度改变不明显。糖基化交联影响角膜的透明度与药物浓度、药物作用时间及作用方式相关。 2、甘油醛、葡萄糖等还原剂均可以通过糖基化作用交联角膜胶原,产生“冻结’作用,增强角膜生物力学强度,这种改变与交联剂浓度、作用时间及作用方式有关；甘油醛与葡糖糖的交联能力不同,可能与各自的丌链结构所占的比例及碳链的长短不同有关。 3、结合圆锥角膜的典型病理改变及糖基化交联后角膜胶原的变化,包括胶原纤维束的直径、排列方式的改变,糖基化交联可作为圆锥角膜等角膜扩张疾病的一种新的治疗手段,该疗法费用低廉、操作简单,对于角膜供体材料缺乏的国家,具有重要的临床意义。但此方法还不够完善,其远期疗效及可能存在的副作用尚需进一步的研究。
[Abstract]:objective
In vitro and in vivo animal studies, using glyceraldehyde solutions of different concentrations on rat corneal glycosylation and crosslinking of glucose solution, word reading legal application of a simple assessment of corneal transparency after crosslinking changes, changes in the micro mechanics of materials testing system for quantitative detection of corneal biomechanical properties and morphological observation of corneal collagen fiber the change was to assess the effect of glycosylation crosslinking on the biomechanical properties of the cornea of rats, provide experimental data for study of drug control of keratoconus and other corneal expansion diseases.
Materials and methods
The 1. clean grade Sprague-Dawley at the age of 2-3 months (SD) 15 rats, without any disease, male and female were randomly divided into three groups, 5 rats in each group. The rats were sacrificed, respectively, remove the eyes cornea, soak into the corresponding solution in group I, glyceraldehyde concentration is 0.005mol/L, group II L-glyceraldehyde concentration 0.050mol/L, III group was the control group (basic liquid free Glyceraldehydes); right eye as the experimental eye and the left eye as control eyes, continuous for 4 days out of the rat cornea, corneal biomechanical changes, Strip Tensile test comparison of ultimate stress of max (MPa), limit strain max (%), 6% E (MPa) and the elastic modulus of the morphological examination.
2. selected 25 SD rats were randomly divided into five groups, A group for the 0.005mol/L concentration of glyceraldehyde, glyceraldehyde concentration of B group was 0.050mol/L, the concentration of glucose in C group was 0.5%, the concentration of glucose was 5% in D group, E group, saline eye drops, 5 rats in each group; the right eye as the experimental eye and the left eye as control eyes, eye drops once every 12 hours, 7 days.7 days after the rats were sacrificed by rat corneal transparency, biomechanical comparison test strip limit stress max (MPa), limit strain max (%), 6% E (MPa) and the elastic modulus of the morphological examination.
Result
1.绂讳綋瀹為獙鐮旂┒,娴告场鍓

本文编号：1677244