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【学术】电场介导的细胞迁移及其在创面愈合中的作用

发布时间:2018-10-17 13:45:11 点击量:


【Burns & Trauma 精选文章】


Research

Electrically stimulated cell migration and its contribution to wound healing


引用格式: Tai GP, Tai M, Zhao M. Electrically stimulated cell migration and its contribution to wound healing. Burns Trauma; 2018; 6:20


  早在18世纪,科学家就发现动物体内存在着生物电场。随后发现生物电场其实广泛存在于哺乳动物、两栖动物及植物界。进一步研究发现离子流分布与生物电场产生密切相关,且生物电场参与器官发育、组织再生及创面愈合等过程。生物电场不仅为细胞方向性迁移提供信号,同时还参与多种干细胞的再生调节及细胞内源性信号通路的调控。基于生物电场在创面愈合过程中的认识,电刺激被越来越多的应用于促进创面愈合、尤其是慢性创面及不愈创面的临床治疗中。

       来自于合肥大学的Guangping Tai教授及加州大学戴维斯分校的Min Zhao教授团队就生物电场的生理作用、细胞及分子机制,及其在创面愈合过程中应用的最新研究进展进行了综述,重点阐述了生物电场可激活多种细胞信号通路、从而介导细胞方向性迁移及其他生物学反应,并就电刺激治疗在创面愈合中的应用、电刺激设备的进展及电刺激治疗应用的瓶颈等问题进行了论述。


电刺激促进创面愈合的机制


         电场促进创面愈合主要从以下方面发挥作用: 1)生物电场对参与创面愈合的表皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞、炎性细胞等多种细胞生物学行为如迁移、增殖及分化等均发挥着重要的调控作用;2)生物电场参与干细胞的再生反应的调节,为参与创面愈合的干细胞提供归巢信号,对参与创面愈合过程的脂肪干细胞、间充质干细胞的定向分化同样发挥调控作用;3)生物电场还对细胞内参与细胞迁移的多种信号通路发挥激活作用。




在临床上的应用

  

         基于生物电场在创面愈合中的作用,越来越多的加电装置被用于创面临床治疗中。有文献报道,电刺激可加快皮肤溃疡的愈合速度,促进脊髓损伤患者压疮的愈合;另外,还发现电刺激对静脉性溃疡及糖尿病足的治疗同样发挥着积极有效的作用。目前,电刺激治疗在临床中的应用总体而言,只要把握好适当的电场强度、电刺激时间及方式等参数,其依然是相对安全有效、且可耐受的治疗方式。




展望未来

        电刺激治疗虽然在创面治疗过程中发挥积极作用,但目前许多加电装置仍使用的是侵入性电极,从而增加了创面疼痛及感染风险,FDA至今也仍未批准任何加电装置可用于临床创面治疗。另外,不同创面条件,电刺激使用的参数也并没有调至最优化组合(包括电刺激的极性、电流、频率、持续时间等) 。随着电场对创面愈合分子机理研究的深入,电刺激装置的改进及治疗模式的优化等技术问题的突破,在未来电刺激治疗必将成为创面治疗,尤其是慢性创面治疗的有效临床手段。


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