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脈沖電磁場(chǎng)對(duì)糖尿病大鼠周圍神經(jīng)損傷防治作用的實(shí)驗(yàn)研究

責(zé)任編輯：綿陽(yáng)市涪城區(qū)力田磁電科技有限公司-電磁場(chǎng)發(fā)生器廠家  發(fā)布時(shí)間：2015-03-04
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脈沖電磁場(chǎng)對(duì)糖尿病大鼠周圍神經(jīng)損傷防治作用的實(shí)驗(yàn)研究
糖尿病周圍神經(jīng)病變(diabetic peripheral neuropathy,DPN)是指由于糖尿病患者機(jī)體胰島素分泌不足或者胰島素功能抵抗所引起的與周圍神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙相關(guān)的癥狀或體征。DPN是糖尿病最常見的慢性并發(fā)癥之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)糖尿病患者中30%以上都伴隨有不同程度的DPN，隨著病程延長(zhǎng)，發(fā)病率可達(dá)60%~90%。DPN確切的發(fā)病機(jī)制尚不完全清楚，研究認(rèn)為糖尿病患者高血糖狀態(tài)引起的代謝紊亂，血管損傷，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子缺乏，細(xì)胞因子異常，氧化應(yīng)激等因素是導(dǎo)致DPN發(fā)生的主要原因。 DPN以雙側(cè)對(duì)稱性最為常見，最常累及股神經(jīng)、正中神經(jīng)、坐骨神經(jīng)等。DPN的典型表現(xiàn)是痛覺異常和痛覺過(guò)敏，嚴(yán)重影響患者的運(yùn)動(dòng)功能和感覺功能，影響患者身心健康和生存質(zhì)量，威脅著糖尿病患者生存質(zhì)量及生命安危。目前臨床上緩解DPN的主要是通過(guò)藥物治療控制血糖、營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)以及改善微循環(huán)等方式，但是這些藥物治療方法對(duì)DPN的作用效果有限，并存在著明顯的毒副作用且價(jià)格不菲，因此探索更加安全有效的DPN防治方法是廣大科學(xué)家和臨床工作者關(guān)注的熱點(diǎn)問題。 電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。大量在體實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)低頻、低強(qiáng)度的脈沖電磁場(chǎng)(pulsed electromagnetic fields,PEMF)對(duì)于促進(jìn)骨骼及軟組織損傷的愈合、調(diào)節(jié)機(jī)體微循環(huán)、糖代謝及脂代謝以及緩解疼痛等均具有顯著的治療效果。并且大量的臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)PEMF作為一種無(wú)創(chuàng)、安全、經(jīng)濟(jì)的物理治療方法對(duì)上述疾病具有顯著的防治效果。 電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)受到諸多參數(shù)的影響，如波形、強(qiáng)度、頻率、占空比、作用時(shí)間等，各個(gè)參數(shù)均存在明顯的“窗口”效應(yīng)，不同的電磁場(chǎng)作用參數(shù)很可能產(chǎn)生不同甚至截然相反的作用效果，導(dǎo)致電磁場(chǎng)生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究的延續(xù)性和可重復(fù)性不甚理想。在眾多國(guó)內(nèi)外的研究中，使用的磁場(chǎng)發(fā)生裝置各種各樣，普遍存在的問題是缺乏對(duì)于電磁場(chǎng)暴露的空間分布的精確測(cè)量和描述，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性及其科學(xué)價(jià)值大大降低。因此，規(guī)范電磁場(chǎng)輻射條件，并對(duì)電磁場(chǎng)進(jìn)行系統(tǒng)、科學(xué)地描述是本領(lǐng)域研究中亟待解決的問題。 有研究報(bào)道PEMF對(duì)糖尿病大鼠有抗高血糖的作用，并且認(rèn)為PEMF干預(yù)導(dǎo)致的血糖下降對(duì)DPN有防治作用。但是PEMF對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)生物效應(yīng)的機(jī)理還不清楚，該結(jié)果也有待進(jìn)一步驗(yàn)證?；诖耍菊n題著重研究PEMF對(duì)DPN的作用，并初步探討PEMF對(duì)DPN作用的機(jī)理。 本課題主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： 一、為滿足開展電磁場(chǎng)生物效應(yīng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的需求，增加勻場(chǎng)強(qiáng)空間的輸出范圍，設(shè)計(jì)了一種新穎的三線圈電磁場(chǎng)發(fā)生裝置，并基于ComsolMultiphysics三維有限元仿真分析軟件建模，對(duì)其所產(chǎn)生電磁場(chǎng)的時(shí)空分布進(jìn)行有限元仿真分析。結(jié)果表明，三線圈方式產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度更大，也更均勻。三線圈磁場(chǎng)發(fā)生裝置為開展磁場(chǎng)生物效應(yīng)相關(guān)研究提供了新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，三維有限元仿真分析技術(shù)為磁場(chǎng)時(shí)空分布的測(cè)量以及規(guī)范磁場(chǎng)參數(shù)描述提供新的思路和方法，該研究有望提高電磁場(chǎng)生物效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究的設(shè)計(jì)水平與科學(xué)性。 二、利用自行設(shè)計(jì)的電磁場(chǎng)發(fā)生裝置，探討PEMF對(duì)糖尿病大鼠周圍神經(jīng)損傷的防治作用。成年雄性SD大鼠隨機(jī)分為3組：空白對(duì)照組，糖尿病組，電磁場(chǎng)照射組，每組8只；糖尿病模型通過(guò)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)建立，電磁場(chǎng)干預(yù)采用15Hz脈沖群電磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度1.6mT），實(shí)驗(yàn)持續(xù)7wk。分別在施加電磁場(chǎng)后第0、1、3、5、7wk檢測(cè)大鼠機(jī)械痛閾值和熱痛閾值的改變，并在實(shí)驗(yàn)結(jié)束用透射電鏡觀察大鼠坐骨神經(jīng)超微結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為探討PEMF對(duì)DPN作用的機(jī)理，對(duì)大鼠坐骨神經(jīng)中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)表達(dá)進(jìn)行免疫組化檢測(cè)。結(jié)果表明，造模72h后，大鼠血糖濃度迅速升高，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中糖尿病大鼠體重持續(xù)下降(P0.01)，PEMF干預(yù)沒有改變糖尿病引起的體重下降和血糖升高(P0.05)；與對(duì)照組相比，糖尿病組大鼠機(jī)械痛閾值和熱痛閾值均顯著下降(P0.05)，表明大鼠出現(xiàn)周圍神經(jīng)損傷，電磁場(chǎng)照射組大鼠機(jī)械痛閾值和熱痛閾值雖然也出現(xiàn)下降(P0.05)，但明顯高于糖尿病組(P0.05)，表明PEMF干預(yù)能夠改善DPN導(dǎo)致的痛覺過(guò)敏和痛覺異常；坐骨神經(jīng)超微結(jié)構(gòu)觀察顯示，糖尿病組大鼠有軸突退化特征，脫髓鞘現(xiàn)象明顯，電磁場(chǎng)照射組神經(jīng)纖維髓鞘仍不正常，但其損傷與糖尿病組相比有所減輕，表明PEMF照射能夠在一定程度上緩解DPN；血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子免疫組化染色結(jié)果顯示，糖尿病組大鼠坐骨神經(jīng)VEGF有明顯的陽(yáng)性染色，而電磁場(chǎng)照射組大鼠VEGF免疫組化染色強(qiáng)度低于糖尿病組，提示PEMF對(duì)DPN防治作用的機(jī)制可能與調(diào)節(jié)VEGF表達(dá)有關(guān)。

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