[发明专利]动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的装置及方法

说明书

本发明公开了动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的装置及方法，涉及电磁控制技术领域，具体为动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的装置及方法，包括以下步骤：S1、构建一种脑损伤动物模型；S2、动物脑外伤模型建立后，通过立体定向下移植标记的超顺磁性氧化铁粒子的神经干细胞分别在损伤区域中心、损伤区域周边、以及稍远离损伤区域，并在移植细胞后采集磁共振影像图像数据。本发明通过物理磁场来引导标记的干细胞定向迁移；利用磁场效应和强度变化，使纳米铁颗粒沿一定的方向发生聚集和迁移，在损伤区域外使用电磁贴片，随着磁场强度的变化，来引导纳米铁标记的干细胞定向迁移至损伤区域。

技术领域

本发明涉及电磁控制技术领域，具体为动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的装置及方法。

背景技术

目前外源性神经干细胞可通过移植在宿主体内长期生存，并分化为神经元、少突胶质和星形胶质细胞，通过直接参与神经再生作用或分泌神经营养因子促进内源性神经干细胞参与神经修复作用两种机制，促进神经功能修复。为了示踪神经干细胞，我们使用超顺磁性氧化铁纳米粒子和超微超顺磁性氧化铁纳米粒子与多聚赖氨酸及脂质体联合标记神经干细胞通过示踪成像技术分析比较干细胞在动物模型和人体内的增殖、迁移、分化情况，不仅可以阐明干细胞移植后体内功能建立与调控，揭示内源性干细胞激活促进组织修复的生物学过程，而且能更有效指导应用于干细胞临床研究。

目前移植干细胞治疗有多种途径，其中包括局部注射，例如：立体定向脑内注射；脑脊髓局部注射，例如腰椎穿刺蛛网膜下腔注射移植；鼻粘膜注射，鼻腔与颅内间通过滴鼻注射。然而如何让进入脑内的干细胞定向的准确的迁移至损伤部位并增殖分化后来促进组织修复，这是目前所面临的重要关键技术难点。因此为了让标记的神经干细胞在脑内定向的到达目标区域，我们通过物理磁场来引导标记的干细胞定向迁移。

超顺磁性氧化铁具备良好的生物相容性和独特的磁学性质，体外标记干细胞时使用MRI不仅能够无创、在体、动态、准确地对移植细胞进行活体示踪成像。也有研究表明神经干细胞在脑内系统中沿外部磁场施加的方向会优先神经元生长，而且当有磁场存在时，其具有磁性。因此利用磁场效应和强度变化，使纳米铁颗粒沿一定的方向发生聚集和迁移，在损伤区域外使用电磁贴片，随着磁场强度的变化，来引导纳米铁标记的干细胞定向迁移至损伤区域。

许多研究者将目光瞄准了使用低能量、低频率、低磁场强度的电磁场物理方式应用于医学领域以及抗肿瘤治疗。这种物理方式对人体几乎无副作用，并且因为人体对磁场“透明”故磁场穿透性极强。2010年，德国耶拿贝登堡校区生物化学实验室的HermannBerg等人一份报告回顾了已发表的关于低频率和低场强在细胞培养和整个动物模型中应用的报道（图1）。Zimmerman等进一步报道了采用这种低能量、低频、低磁场强度的电磁法探索性临床试验结果，证实了这一方法患者能够适应的并延长生存时间。此外Crocetti等使用低能量、低频、低磁场强度的电磁场系统研究其对乳腺癌MCF7细胞系的体内和体外治疗效果，试验结果显示这个电磁场系统能够有效抑制肿瘤细胞增殖，并且具有靶向性，不会对正常的细胞造成损伤；上述研究结果揭示了低能量、低频、低磁场强度的电磁场对于体内肿瘤的独特作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的装置及方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：动物头颅电磁引导移植示踪干细胞定向迁移的方法，包括以下步骤：

S1、构建一种脑损伤动物模型；

S2、动物脑外伤模型建立后，通过立体定向下移植标记的超顺磁性氧化铁粒子的神经干细胞分别在损伤区域中心、损伤区域周边、以及稍远离损伤区域，并在移植细胞后采集磁共振影像图像数据；

S3、将脑外伤动物分成实验组和对照组，实验组佩戴电磁线圈贴片，对照组不做任何干预；

S4、构建一种低频电磁场发生装置。