1 天津工业大学生命科学学院，天津 300387
2 天津工业大学电子与信息工程学院，天津 300387
3 天津市光电检测技术与系统重点实验室，天津 300387
4 天津医科大学总医院肺癌研究所，天津 300052
创面愈合延迟是最具挑战性的糖尿病临床并发症之一，其与活性氧（ROS）的过量生成有关。光生物调节作用（PBM）可以从多方面促进创面愈合，可作为糖尿病患者创面延迟愈合的一种治疗方法。本文研究了PBM对高糖培养的人胚胎皮肤成纤维细胞（CCC-ESFs）活性氧稳态的影响，探讨了PBM对改善细胞氧化应激损伤的作用。首先体外培养CCC-ESFs，细胞被随机分为对照组（正常培养基和高糖培养基）和808 nm激光照射组（功率密度分别为10，20，40 mW/cm2，能量密度分别为1.5，3，6，12 J/cm2），对照组不照光。高糖造模48 h后进行激光照射，随后分别检测细胞的增殖活力、ROS含量、总超氧化物歧化酶含量、总抗氧化能力、线粒体膜电位和相关细胞因子表达量。结果表明：高糖环境降低了细胞的增殖活力，ROS含量显著增多，抗氧化能力下降，细胞凋亡增多；采用808 nm激光照射后，细胞的增殖效应没有得到明显改善，但细胞的ROS含量下降，抗氧化酶表达量出现上升趋势，促炎细胞因子表达量降低。这些结果表明，PBM可以修复高糖环境下产生的氧化应激损伤，调节炎症反应，促进创伤愈合。
生物技术 光生物调节作用 高糖细胞模型 活性氧 创伤愈合 激光与光电子学进展
2021, 58(9): 0917001
1 中国中医科学院医学实验中心, 北京 100700
2 中医药防治重大疾病基础研究北京市重点实验室, 北京 100700
3 天津伊瑞雅生物科技有限公司, 天津 300399
4 天津中新药业集团股份有限公司中新制药厂, 天津 300380
本研究旨在观察重组人源胶原蛋白(recombinant human collagen,r-hc)对小鼠皮肤激光损伤的修复作用, 初步探索其作用机制。应用458~514 nm激光照射小鼠背部皮肤制作皮肤损伤模型, 将r-hc外涂于创伤皮肤, 剂量为 8 mg/mL(生理盐水配制), 每天涂抹1次, 连续给药14 d。分别于给药后1、4、7、14 d用双光子显微镜收集二次谐波(second harmonic generation,SHG)信号检测伤口真皮中的胶原纤维, 并进行常规 HE 染色, 观察伤口局部的病理学改变。体外试验检测r-hc对人皮肤角质形成细胞和成纤维细胞增殖活力的影响, 计算细胞存活率。在小鼠模型上显示, 与对照组相比, r-hc可明显加速伤口的愈合, 缩短伤口愈合时间; SHG显示 r-hc能够促进创伤局部胶原的产生; 体外试验也显示它有促进人皮肤成纤维细胞和角质形成细胞增殖的能力。由此可见, r-hc(8 mg/mL)对小鼠激光损伤皮肤有修复作用, 可能是通过促进表皮角质细胞和真皮成纤维细胞的增殖, 促进胶原的沉积而发挥修复作用的。
重组人源胶原蛋白 激光损伤 创伤愈合 二次谐波 recombinant human collagen laser irradiation damage wound healing second harmonic generation
1 天津医科大学生物医学工程学院, 天津 300070
2 中国医学科学院生物医学工程研究所激光医学实验室, 天津 300192
探讨弱激光对糖尿病大鼠皮肤创伤愈合过程的影响。32只糖尿病大鼠背部皮肤全层创口随机分为 4组,分别为: 功率密度 5、10和 15 mW/cm2的 630 nm半导体激光照射组及空白对照组。弱激光照射能明显加速创面收缩, 减轻炎症反应, 加快成纤维细胞的增殖和胶原蛋白的合成, 促进上皮细胞和毛细血管再生, 促进创伤愈合。其中功率密度 15 mW/cm2的弱激光治疗组疗效最为明显。实验前后各组大鼠血糖水平均无显著差异。弱激光对糖尿病大鼠皮肤创伤愈合确实存在促进作用, 且疗效存在光学参数依赖性。
弱激光 功率密度 糖尿病大鼠 皮肤创伤愈合 low-level laser therapy power densities diabetic rats cutaneous wound healings
1 天津医科大学 生物医学工程系激光医学实验室,天津 300070
2 天津医科大学 口腔医院,天津 300070
保持功率密度为10 mW/cm2不变,用3种剂量(1.2,2.4和3.6 J/cm2)的630 nm连续输出型弱激光对Wistar大鼠背部皮肤开放型切除创口进行照射,通过测量创口面积和组织病理学分析观察1-4 J/cm2能量密度范围内,不同剂量的弱激光对创口愈合的影响。创口面积的方差分析(ANOVA)结果表明,空白对照组与各照射剂量组之间不存在统计学差异。而组织病理学分析结果表明,弱激光照射组较空白对照组有以下特点:炎性期持续时间短,肉芽组织出现早,在同一时期,肉芽组织成熟、胶原数量多且其中成熟胶原所占比重大、表皮新生速度快,并且,这种优势随着所用剂量的增加而更加明显。可以认为功率密度为10 mW/cm2,1-4 J/cm2能量密度范围内的630 nm弱激光对创伤愈合具有一定的局部促进作用,效果随剂量增加而更好。
生物光学 弱激光 不同剂量 Wistar大鼠 皮肤创伤愈合
1 天津医科大学 生物医学工程系激光医学实验室,天津 300070
2 天津医科大学 口腔医院,天津 300070
目的:从创伤面积收缩率和组织病理学角度观察630nm连续输出型弱激光,在功率密度一定(10mW/cm2)时,每日创面照射剂量分别为1.2J/cm2、2.4J/cm2和3.6J/cm2对Wistar大鼠背部皮肤开放型创伤愈合的影响。方法:用手术剪在每只Wistar大鼠背部造四个圆形、全层皮肤切除的创口,按照完全随机设计,将同一只大鼠背部的四个创口划分到空白对照组和三个不同剂量照射组,造创半小时后照射,连续照7天;再将大鼠随机分为1~6组,依次在造创后的第12、24、48、72、120和168小时处死取材,进行HE染色,光镜下评价;对第5、6组的样本增加马松(Masson)特染,光镜下评价;并对第6组在每次照射前用无菌薄膜沿边缘描记一次创面,采用ImageJ图像处理软件计算创口面积,对数据进行方差分析。结果:创伤面积的方差分析结果表明,空白对照组与各照射组之间不存在统计学差异;而组织病理学观察结果表明,弱激光照射组较空白对照组有以下特点:炎性期持续时间短,肉芽组织出现早,在同一时期,肉芽组织成熟、胶原数量多且其中成熟胶原所占比重大、表皮新生速度快,并且,这种优势随着所用剂量的增加而更加明显。结论:功率密度为10mW/cm2,剂量分别为1.2J/cm2、2.4J/cm2和3.6J/cm2的630nm弱激光照射能够产生创伤部位局部效应,促进Wistar大鼠背部皮肤开放型创伤的愈合过程,并且随着剂量的增加,创伤愈合效果越好。
630nm弱激光 10mW/cm2功率 不同剂量 Wistar大鼠 皮肤创伤愈合 low level laser therapy at 630nm power density of 10mW/cm2 different daily doses Wistar rats cutaneous wound healings
