[发明专利]一种应用脉冲直流电诱导细胞电趋性的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物电场技术领域，涉及一种应用脉冲直流电诱导细胞电趋性的方法。

背景技术

细胞有效的向创面迁移是哺乳动物创面愈合的基础。诱导细胞方向性迁移的因素众多(包括：电场、本身损伤刺激、趋化物质梯度、接触抑制释放等)，有人通过实验证明电场是所有诱导因素中的主要诱因，与创面愈合方向一致的电场能够促进创面的愈合，相反的电场会阻止创面愈合或加大创面。电场诱导细胞定向迁移是依赖于细胞的电趋性。细胞电趋性是指在离体环境下，通过特定方式在细胞两端加以一定电压的持续直流电，细胞能表现出向电场阳极或阴极方向定向移动的特性。研究发现，许多细胞，特别是上皮来源的细胞，在适当强度的持续直流电刺激下均会表现出不同程度的电趋性。这一发现为创面愈合、肿瘤转移、再生医学等与细胞迁移相关的领域提供了新的研究思路和干预策略。

现阶段研究细胞电趋性的方式绝大多数都是采用持续直流电(continuous direct current，CDC)进行刺激，但由于电场的热效应和电解作用，长时间的刺激会对细胞造成损伤，从而阻碍该技术的临床应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用脉冲直流电(pulse direct current，PDC)诱导细胞电趋性的方法，一定程度上解决了持续直流诱导细胞电趋性容易造成细胞损伤的问题。

本发明所采用的技术方案是作用于细胞的脉冲直流电电场强度为：50-1000mv/mm，脉宽为1％-99％，频率为1mHz-1MHz。

本发明的技术特点还在于脉冲直流电电场强度为150mv/mm，脉宽为60％，频率为100mHz。

本发明的有益效果是：1)用脉冲直流电刺激细胞，能够以更短的累计电场作用时间达到与持续直流电基本等效的电趋性诱导效果；2)降低直流电的电解效应，从而在实际应用中将明显优于持续直流电。

附图说明

图1是本发明中诱导细胞电趋性实验装置结构示意图；

图2是本发明中可用于诱导细胞电趋性的细胞培养小室实验装置俯视图；

图3是本发明在电场强度为50mv/mm、频率为100mHz时细胞方向性随脉宽变化的示意图；可见细胞方向性随脉宽增加而加大，当D(脉宽)为20％、40％、60％时，细胞方向性低于CDC刺激的结果(P<0.01)；当D＝80％时，细胞达到与CDC刺激基本等效的方向性(P>0.05)；

图4是本发明在电场强度为150mv/mm、频率为100mHz时细胞方向性随脉宽变化的示意图；可见细胞方向性随脉宽增加而加大，当D为20％、40％时，细胞方向性低于CDC刺激的结果(**P<0.01)；当D＝60％及以上时，细胞达到与CDC刺激基本等效的方向性(P>0.05)；

图5是本发明在电场强度为250mv/mm、频率为100mHz时细胞方向性随脉宽变化的示意图；可见细胞方向性随脉宽增加而加大，当D为20％时，细胞方向性低于CDC刺激的结果(**P<0.01)；当D＝40％及以上时，细胞达到与CDC刺激基本等效的方向性(P>0.05)；

图6是系统在加以PDC(场强为150mv/mm、频率为100mHz、脉宽为60％)和CDC两种方式的电刺激时，阳极端(a)和阴极端(b)细胞培养基的PH值随时间变化的示意图；(a)：刺激后3、6h，CDC引起的阳极端培养基PH增加明显高于PDC(*P<0.05)；(b)：刺激后3、6h，CDC引起的阴极端培养基PH增加明显高于PDC(*P<0.05，**P<0.01)；

图7是系统在加以PDC(场强为150mv/mm、频率为100mHz、脉宽为60％)和CDC两种方式的电刺激时，阳极端(a)和阴极端(b)培养基mv值(反应H+浓度的一个电位信号值)随时间变化的示意图；在刺激后不同时间，CDC引起的阳极端(a)和阴极端(b)培养基mv值的降低均低于PDC；在刺激后3、6h，两组比较有显著差异(*P<0.05)；