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目的:研究近紫外光(UVA)激发下TiO2纳米光催化剂薄膜对体外培养的牛晶状体上皮细胞(LEC)的杀伤效应,并观察其对晶状体上皮细胞黏附及移行的影响。
方法:采用溶胶—凝胶法在玻片表面制各TiO2光催化剂薄膜。体外培养牛LEC并爬片生长于此薄膜上。设未经TiO2纳米光催化剂薄膜修饰的玻片为对照。用UVA分组照射细胞0-50rain(平均光照强度:0.184mw/em2)后,观察细胞形态,并用MTT比色法测定各组细胞的存活率并进行比较。用苏木精一伊红染色,AO-EB染色观察牛LEC的凋亡和坏死现象。对玻片行接触角测量,及细胞黏附和移行实验,测定和比较实验组与对照组LEC在玻片表面的生长、移行情况。
结果:经UVA激发的TiO2纳米光催化剂薄膜对牛LEC有明显的杀伤作用,光镜下见激发20rain以上细胞表面有大量泡状突起,大部分细胞收缩变圆。对照组细胞未见明显改变。实验组细胞存活率与对照组细胞存活率有显著差异(P--0.000),且随激发时间延长,TiO2薄膜对牛LEC的杀伤效应更加显著。苏木精一伊红染色可见实验组激发20rain以上,细胞收缩变圆,细胞间隙增大,核固缩明显,未见核仁,部分胞膜破裂,细胞崩解为碎片。对照组细胞形态大致正常。AO-EB染色发现UVA激发40rain,实验组大量牛LEC坏死,照射时间较短时,可见细胞凋亡现象。其凋亡率(19.1%,p--o.017)和坏死率(92.1%,p=O.000)明显高于对照组(凋亡率,4.3%;坏死率,56.9%)。对TiO2薄膜和空白玻片行接触角测量:空白玻片接触角为18.825~2.342。,TiO2修饰的玻片接触角小至仪器无法测出(O-a:2。)。实验组接触角明显小于对照组。通过细胞黏附实验,发现TiO2薄膜玻片表面细胞黏附数(平均36.60)明显低于空白玻片细胞黏附数(平均96.40)(P--0.000)。不同UVA预照时间下的细胞黏附数无差别(P--0.297)。细胞划伤实验中,空白玻片组(移行距离均数0.95lmm)与TiO2薄膜组(移行距离均数0.640mm)的细胞移行距离有显著性差别(P=0.000)。
结论:经UVA激发的TiO2纳米光催化剂薄膜对牛LEC有明显杀伤作用。通过对LEC凋亡和坏死现象的观察,可推断细胞死亡的机制主要和坏死有关,可能是TiO2受UVA激发后产生超氧自由基等活性氧物种,在细胞膜表面产生氧化还原反应造成的;在对TiO2薄膜表面性状的研究中证实其具有超亲水性,并能够明显抑制LEC在其表面的黏附和移行。总之,TiO2纳米光催化剂薄膜可能用于人工晶状体表面修饰并在后发性白内障防治方面提供新的途径。