在生物力學文獻《Change in viability of C2C12 myoblasts under compression, shear and oxidative challenges》中,重點研究了肌細胞死亡的機械損傷閾值與壓瘡相關性,以及研究壓力性潰瘍(壓瘡、褥瘡)的臨床治療方案。
來自世聯博研(北京)科技有限公司的陳工介紹,壓瘡又稱壓力性潰瘍、褥瘡,是由于局部組織長期受壓,發生持續缺血、缺氧、營養不良而致組織潰爛壞死。皮膚壓瘡在康復治療、護理中是一個普通性的問題。據有關文獻報道,每年約有6萬人死于壓瘡合并征。
壓力因素、營養狀況、皮膚抵抗力降低是導致壓瘡的主要原因,在醫療實踐中壓力因素為關鍵,骨骼和表皮壓力負荷可以破壞肌肉細胞,并導致深部組織損傷,特別是骨突出部位周圍的脆弱肌肉細胞。垂直壓力引起壓瘡主要的原因是局部組織遭受持續性垂直壓力,特別在身體骨頭凸出處。摩擦力作用于皮膚,易損害皮膚的角質層。剪力與體位關系密切,例如平臥抬高床頭時身體下滑,皮膚與床鋪出現平行的摩擦力,加上皮膚垂直方向的重力,從而導致剪力的產生,引起局部皮膚血液循環障礙而發生壓瘡。另外皮膚上的摩擦剪切可能損害皮膚血液灌注,導致缺血性損傷。
因此仔細研究肌細胞死亡的機械損傷閾值,不僅對理解壓瘡的形成機理至關重要,而且對于預防各種身體支撐康復器具的設計也是至關重要的。
研究思路:
將肌細胞傳代培養后,在水凝膠中進行3D培養,測量成肌細胞在規定的壓縮應變(15%和30%)和剪切應變(從0%到100%)下的機械損傷閾值,并研究損傷閾值的影響因素,比如血液灌注或氧化應激等。
用碘化丙啶(PI)和鈣黃綠素AM染色評估細胞死亡的百分比。
研究儀器:
壓縮和剪切載荷的實驗裝置。(a)實驗的實際設置。(b)顯示實驗裝置的示意圖。(c)扭轉剪切應變。
微加載系統:Biomomentum Mach-1微力加載系統
參考文獻:
Change in viability of C2C12 myoblasts under compression, shear and oxidative challenges
Journal of Biomechanics