大气压放电冷等离子体处理对人牙龈成纤维细胞生物学行为的影响

摘要

目的：探究大气压放电冷等离子体（cold atmosphere plasma, CAP）直接作用于人牙龈成纤维细胞（human gingival fibroblasts, HGFs）对其迁移及增殖能力的影响，以及作用效果的剂量相关性。方法：采用常压冷等离子体生物医学实验台作为CAP的发生装置，通过固定放电电压、频率和气流量保证CAP源特性恒定，通过调整放电时间产生不同剂量CAP并处理HGFs。实验分为未经CAP处理组及CAP处理20 s、60 s、120 s、180 s组，检测不同剂量CAP处理后HGFs培养液的温度、酸碱度、活性氧（reactive oxygen species, ROS）含量。通过免疫荧光染色观察不同剂量CAP处理后HGFs的形貌，并测算细胞周长及面积；通过划痕实验检测不同剂量CAP处理后HGFs的迁移能力；通过细胞计数试剂盒检测不同剂量CAP处理后HGFs的增殖能力。结果：随着处理时间的延长，常压冷等离子体生物医学实验台产生CAP的剂量为0～210.6 J。不同剂量CAP不改变HGFs培养液温度。随着CAP剂量的不断增加，HGFs培养液pH由初始的8.18±0.06先降低至8.13±0.20,再逐渐升高至8.63±0.15（P<0.05）。细胞培养液中H₂O₂浓度在CAP处理60 s组达到峰值，为（55.96±1.51）μmol/L,随着处理时间的进一步延长逐渐降低至（22.92±0.57）μmol/L（P<0.05）。CAP处理20 s组HGFs细胞表面积更大，伸出伪足更多；而CAP处理180 s组的部分HGFs呈现窄长梭形，表面积较CAP处理20 s组减小。相较于未处理组，CAP处理20 s可显著提升HGFs的迁移及增殖能力（P<0.05）,而CAP处理180 s会抑制HGFs的迁移及增殖能力（P<0.05）。结论：不同剂量CAP处理会改变HGFs培养液的酸碱度及ROS含量；CAP处理对HGFs生物学行为的影响存在剂量相关性，低剂量CAP处理可增强HGFs的迁移能力及增殖能力，而过高剂量CAP处理则会抑制HGFs的迁移及增殖能力。

关键词

大气压放电冷等离子体 / 成纤维细胞 / 牙龈 / 活性氧