周期性牵张应力下成肌细胞面积、周长的变化研究

目的基于成熟的细胞力学加载和细胞图像处理、分析方法,从细胞层次上定量观察成肌细胞周期性牵张应力加载后的面积、周长的时间改建效应。方法通过4点加力装置给成肌细胞施与各种时间段的生理性牵张应力(0.1Hz,2000μstrain),在相差显微镜下观察并记录细胞形态变化;借助计算机细胞图像处理和分析系统对成肌细胞形态进行定量分析。结果加力组和对照组的成肌细胞面积、周长测量值在加力0.5、1.0、2.0h后,两者差异不大,加力4h后两者的差异开始出现,加力8h后两者的差异变得明显;随着加力时间的延长,加力组和对照组间细胞形态参数测量的差别越来越明显。而去除细胞力学刺激后,成肌细胞形态都出现回复趋势。结论连续加力时细胞形态面积、周长变化明显,而停止加力后细胞面积、周长有回复的趋势。     

周期性牵张应力下成肌细胞形态指数、长度变化的初步研究

目的 建立成肌细胞的定量形态学研究体系,研究周期性牵张应力下成肌细胞长度、形态指数的初步变化规律.方法 通过四点加力装置给细胞施与各种时间段的生理性牵张应力,在相差显微镜和扫描电镜下观察并记录成肌细胞长度、形态指数的变化,借助计算机图像处理和分析系统进行定量分析.结果 加力组和对照组的成肌细胞长度、形态指数在加力0.5 h、1 h、2 h后,两者差异不大,加力4 h后两者的差异开始出现,加力8 h后两者的差异变得明显;随着加力时间的延长加力组和对照组间成肌细胞长度、形态指数差异越来越明显.而加力12-12 h时,由于细胞力学刺激的去除,成肌细胞长度、形态指数出现回复趋势.结论 连续加力时成肌细胞长度、形态指数变化明显,而停止加力细胞纵向形态有回复的趋势.成肌细胞在周期性牵张应力作用下具有顺应应力方向改建的特性.     

高强度周期性牵张应力促进体外培养成肌细胞凋亡的机制探讨

目的：探讨高强度应力作用下体外培养成肌细胞凋亡的分子机制。方法：采用Flexercell Strain Unit系统对体外培养成肌细胞施加牵张应力,通过DNA ladder实验观察细胞凋亡情况。Western Blot检测磷酸化和总体JNK1的水平,通过NFkappa B报告系统检测其活性。通过JNK1的RNAi实验观察抑制JNK1后,是否补救被抑制的NFkappa B活性。结果：10%表面拉伸幅度的牵张应力作用24 h后,细胞形态梭形稍变长,且排列方向有一致性的趋势,DNA ladder实验证实15%以上较高强度应力引起C2C12细胞凋亡,高强度应力条件下成肌细胞凋亡过程中,JNK1通路被激活,抑制JNK1的活化,补救被抑制的NFkappa B活性。结论：高强度周期性牵张应力促进体外培养成肌细胞凋亡是通过激活JNK1通路而抑制NFkappa B活性实现的。     

新型周期性细胞压缩牵张仪的研制与应用

目的设计制作一种新型细胞加载系统,能在相同条件下对细胞施加压缩应力或者牵张应力。方法利用弹性膜片应力应变呈线性关系的原理,进行细胞加力装置和微电脑运动控制器的设计。结果设计的细胞加载系统可精确控制施加应力大小和频率,初步的细胞加载试验表明设计达到预期效果。结论利用此新型周期性细胞压缩牵张仪建立的细胞加载模型,可模拟口腔正畸临床中,牙槽骨一侧细胞受压,一侧细胞受牵张的现象。     

内质网应激关键因子PREK在应力加载下成肌细胞凋亡中的作用及机制

目的 研究周期性张应力对L6大鼠成肌细胞凋亡的影响,探讨蛋白激酶R样内质网激酶(protein kinase R-like ER kinase,PERK)在这一过程中的作用及机制。方法 构建L6细胞力学刺激模型,加载参数为细胞拉伸形变率15%,频率10个循环/min,每循环包括3 s拉伸及3 s舒张,加力时间为2、6、12、24 h,以不加力组为对照组。应用DAPI染色观察各组细胞凋亡情况;应用实时荧光定量PCR检测各组PERK、CHOP mRNA的表达;应用Western免疫印迹检测各组PERK、p-PERK的表达变化。加入PERK抑制剂后重复实验,检测各组细胞凋亡情况,PERK、CHOP mRNA 的表达变化及p-PERK的蛋白表达变化。采用SPSS17.0软件包进行统计学分析。结果 DAPI染色显示,L6大鼠成肌细胞在周期性应力诱导下发生凋亡,24 h时达到凋亡最大值。PERK被抑制后,加力组的细胞凋亡程度与对照组无显著差别。RT-PCR 结果显示,随着加力时间的延长,CHOP mRNA 的表达逐渐增加;PERK mRNA 表达无差异。Western免疫印迹结果显示,p-PERK蛋白表达水平随加力时间延长而逐渐升高,总蛋白PERK的表达无明显变化;加入PERK抑制剂后,CHOP的mRNA表达与对照组无显著差异,p-PERK蛋白表达与对照组无显著差异。结论 内质网应激关键因子PERK参与了周期性应力条件下的成肌细胞凋亡,其作用机制可能与PERK磷酸化有关。     

周期性张应力作用下成骨样细胞MG-63中c-fos基因和丝状肌动蛋白相互关系的研究

目的探讨成骨样细胞MG-63中c-fos基因和细胞骨架丝状肌动蛋白（F-actin）的相互关系。方法对MG-63细胞施加周期性张应力,频率为0.5 Hz,细胞应变为2 000 μstrain,按3、6、12 h不同时间段进行加载,采用荧光定量聚合酶链反应（PCR）检测c-fos mRNA的变化,筛选最佳加载时间点,并作为实验组和0 h组进行对比,检测在细胞松弛素D作用下c-fos mRNA和F-actin的表达变化。结果周期性张应力可以诱导c-fos mRNA的表达增加,至3 h达到峰值;在周期性张应力作用下,MG-63细胞中F-actin的结构、排列发生改变,但荧光强度无明显变化;经细胞松弛素D处理后,张应力作用下的MG-63细胞的应力纤维明显减少,F-actin荧光强度降低,c-fos mRNA表达受抑制。结论周期性张应力作用下,F-actin的量并没有明显变化,只是出现了结构上的重组,且重组的是既有的F-actin。F-actin重组是应力诱导c-fos基因高表达的一个重要环节。     

牵张应力特征和成骨细胞生物学效应的体外研究现状

成骨细胞的体外培养,有助于研究和阐明牵张应力下骨组织适应性改建的机制。牵张力能有效促进成骨细胞的活性,因此是近年来研究的热点。尽管直接施加在骨骼上的力能够测量,但是成骨细胞周围的机械力学微环境却很难估计。迄今为止,已经设计出多种机械装置,能够产生单轴或双轴牵张力。根据实验目的不同,研究者常选择不同的加力参数,如力值大小、波形、频率、周期数及加力时间等。尽管这些体外实验的结果不尽相同,但仍然可以归纳出成骨细胞在牵张应力下的一些生物学特征。本文就牵张应力及其相应的力学装置、牵张力调控成骨细胞增殖分化的机制和牵张应力各施力参数对成骨细胞的影响做一综述。理解这些特性,对于骨再生和骨生物工程的临床应用具有重要指导意义。     

牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的:研究牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法:建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,在下颌骨体部模拟牵张成骨,测量不同加载条件下,下颌骨的VonMises应力、颏顶点和右侧下颌角点的位移。结果:应力、位移量与加载力值成线性关系。应力集中在加载部位,双侧加载、与牙合平面平行方向加载时,VonMises应力更大,颏顶点、下颌角点表现为X、Z轴向的正位移和Y轴向的负位移;与下颌骨下缘平行方向的加载应力小,颏顶点、下颌角点表现为X、Y轴向的正位移和Z轴向的负位移。结论:单侧加载时下颌骨向对侧偏斜多,双侧加载时矢状向位移趋势大。与上颌牙合平面平行的加载较与下颌骨体下缘平行的加载应力大,但不会造成前牙开牙合。     

牵张方向对下颌骨牵张成骨应力分布与位移影响的生物力学分析

目的 建立优化的下颌骨牵张成骨的三维有限元模型以研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响.方法 测量不同加载条件下,下颌骨的VonMises应力、位移.结果 可以看出当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍.Von Mises应力集中主要发生在加载部位(牵张器与骨的结合点)和髁状突的颈部前下方区域,可能导致局部骨质吸收,从而造成螺钉松动,影响牵张器的稳固性.当模型的加载位移增加时,最大应力与加载位移值成线性关系.平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,牵引装置牢固固定在下颌骨体部表面,牵引装置所产生的反作用力使它的后臂产生向外侧位移,这种装置-骨界面效应,可导致近中骨段颊侧移位,从而使牵张后的下颌骨形态发生变化,导致咬合关系错乱,面形改变,颞颌关节滑动轨迹的变化可能导致关节功能的紊乱.牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度.结论 牵张器平行于矢状轴优于平行于下颌骨体,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据.     

2种牵张方向对下颌骨体部牵张成骨应力分布与位移的影响

目的建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,研究下颌骨体部模拟牵张成骨时牵张方向对下颌骨体部牵张成骨的影响。方法建立下颌骨牵张成骨三维有限元模型,测量不同牵张位移加载条件下,下颌骨的Von Mises应力、骨结合点位移。结果当牵张器平行于下颌骨体放置时,模型中的最大应力是牵张器平行于矢状轴模型中最大应力的2倍。Von Mises应力集中主要发生在加载部位（牵张器与骨的结合点）和髁突的颈部前下方区域,由于这2处有应力集中,可能导致局部骨质吸收,从而造成螺钉松动,影响牵张器的稳固性。当模型的加载位移增加时,最大应力与加载位移值成线性关系。结论平行于下颌骨体组模型存在明显的侧方力,牵引装置所产生的反作用力使它的后臂产生向外侧位移。牵引装置平行于矢状轴放置时,这种反作用力可降至最低程度,此项研究为牵张器在临床应用中的放置位置和牵引方向提供了理论依据。     

低强度周期性应力对骨骼肌细胞增殖分化调控的机制

目的：探明低强度周期性应力调控骨骼肌细胞增殖分化的分子机制.方法：采用Flexercell Strain Unit系统对C2C12成肌细胞加载5％牵张应力,观察细胞增殖和分化情况,检测成肌细胞分化标志基因myogenin等的表达情况,荧光报告系统检测NFkappa B的活性,microRNA特异性荧光定量PCR检测miR146a在增殖和分化条件下表达差异.结果：在5％周期性牵张应力作用下,成肌细胞分化受到抑制;无论增殖条件还是分化条件下,低强度拉伸均可以导致miR146a升高,但在分化条件下更为明显（P＜0.05）;分化条件下组成性的NFkappa B的活性低于其在增殖条件下的活性（P＜0.05）.结论：低强度应力抑制骨骼肌细胞分化,可能是通过miR146a的升高从而抑制NFkappaB的活性引起的.     

细胞外信号调节蛋白激酶1/2在介导周期性牵张力对牙周膜细胞成骨分化中的作用

目的 研究周期性牵张力刺激下细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）1/2对牙周膜细胞成骨分化的分子调控机制。方法 组织块法培养人牙周膜细胞。采用多通道应力加载系统对细胞施加频率0.5 Hz、振幅10%的周期性牵张力（加力时间1、3、6、12、24 h）,以不加力的细胞作为对照,并分别在加力前应用ERK1/2通路特异性抑制剂U0126以及对细胞转染ERK1/2显性负相变异体（DN-ERK1/2）。采用实时荧光定量聚合酶链式反应（real-time PCR）及蛋白质印迹法研究人牙周膜细胞的基因蛋白水平变化。结果 加力后人牙周膜细胞的p-ERK1/2蛋白水平及骨钙蛋白（OCN） mRNA、骨涎蛋白（BSP）mRNA水平均显著升高,Runt相关基因（Runx）2 mRNA及蛋白水平在加力3、6 h均显著升高。加入抑制剂U0126或细胞转染DN-ERK1/2后,Runx2、OCN、BSP mRNA水平以及Runx2、p-ERK1/2蛋白水平均降低。结论 ERK1/2是周期性牵张力刺激下牙周膜细胞成骨分化的重要分子途径,力学刺激下激活的ERK1/2可能通过提高Runx2蛋白的表达水平而参与成骨基因OCN和BSP的转录表达。     

The reduction of 2-bromomethyl-3-methyl- and 2,3-bis-bromomethyl-1,4-naphthoquinones,potential bioreductive alkylating agents. Electrochemical and computational studies

In the present work, 2,3-dimethyl-1,4-naphthoquinones, substituted at one or both side chains with bromine were prepared and submitted to electrochemical studies (cyclic voltammetry and electrolysis), in aprotic medium (DMF + 0.1 mol l^?1 TBAP), using different electrodes (Hg, GC and Au), to observe the role of bromide, as a good leaving group, in their electroreductions. The cyclic voltammograms are complex. Combined results from CV, chronoamperometry and analysis of the products of electrolysis, mainly dimers and the parent unsubstituted quinone, allowed the qualitative definition of the electrodic mechanism for the reduction of the brominated quinones. A reversible electronic transfer to the quinonoid group followed by the cleavage of C–Br, in an EC type mechanism, more specifically a reductive elimination, is suggested. The quinonoid radical is generated and suffers dimerization to electroactive dimers or a second electron uptake, furnishing the anion that can be protonated to yield 2,3-dimethyl-1,4-naphthoquinone, also electroactive. The additional waves are probably related to the reduction of quinomethide-derived products, upon comparison with a synthetic dimer. Computational studies corroborate the electrochemical observations. Despite the lack of unequivocal proof of quinonemethide generation, its intermediacy is highly probable and this has been proved to be essential for the biological activity of these compounds.     

The effects of C02, Nd: YAG and Er: YAG lasers with and without surface coolant on tooth root surfaces

Abstract The objective of this study was to compare and contrast the morphologic changes in tooth root surfaces treated in vitro by scaling and root planing followed by irradiation with the Er: YAG laser using air/water surface cooling and the C0₂ and Nd:YAG lasers, both with and without surface coolant. The experimental unit consisted of 42 freshly extracted teeth which were divided equally and randomly assigned to the following 7 treatment groups: untreated control, S/RP only. CO₂ laser with and without air/water surface cooling, Nd:YAG laser with and without/air water surface cooling, and Er:YAG laser with air/water surface coolant. Specimens treated with CO₂ laser irradiation were subjected to energy densities ranging from 100 to 400 J/cm²: those treated with the Nd:YAG from 286 to 1857 J/cm²: and the Er:YAG was used within a range of 20 to 120 J/cm². The degree of morphologic change following CO₂ and Nd:YAG irradiation appeared directly related to energy density but unrelated to the use of surface coolant. Laser induced surface changes included cavitation, globules of melted and resolidified mineral, surface crazing, and production of a superficial char layer. In contrast, the Er:YAG laser produced root surface changes that might be expected from acid etching, i.e., removal of the smear layer and exposure of the collagen matrix. In addition, sharply denned microfractures of the mineralized structure were noted and unlike the CO₂ and Nd:YAG lasers, there was no evidence of melting or surface char. Given the parameters of this study, it appears that both the CO₂ and Nd:YAG lasers alter the root surface in an undesirable manner. The Er:YAG laser, however, when used at low energy densities shows sufficient potential for root surface modification to warrant further investigation.