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毛囊(hair follicle,HF)是皮肤的重要附属器官,具有保护皮肤、分泌皮脂、调节体温、传递信息等生物学功能。毛囊病变和衰老会引起毛发周期失调,导致脱发等毛发疾病,可严重影响患者的健康、美观和生活质量。因此,对脱发等毛囊疾病的研究及治疗具有十分重要的意义。火针属于中医外治疗法,具有局部刺激、经络传导、整体调节等特点,已广泛应用于临床治疗各类疾病。运用火针对毛发疾病进行治疗,主要是通过针刺体表皮肤达到调和气血、疏通经络之效,刺激萎缩的毛囊进入生长期。传统火针采用火焰灼烧针体后刺入皮肤,依赖操作者的个人经验,这使得针体温度、针刺深度、针刺密度、留针时间很难精确控制,疗效差异很大,不利于疗效的评判和治疗方式的推广。此外,目前市面上的一些火针器械,多采用热传导或电阻加热等方式加热,具有治疗参数不标准、操作效率低、安全性差等缺点,不能满足临床治疗需求。因此研制性能更优的新型自动化火针就成了火针这一传统疗法的新的迫切需求。基于此,本研究旨在研制出兼具高效稳定、参数可控且易于操作的自动化火针,并初步评价其在促进毛发生长中的应用。主要研究内容和结论如下:(1)自动化火针的设计及制造本文首先设计及制造了新型的自动化火针,其手持部采用枪式外形设计,便于操作;针体加热系统采用电磁感应加热控制针体的温度,具有加热迅速、温度可控、安全性高等优点;弹射系统采用电磁弹射结合弹簧复位设计,控制针体在皮肤中的滞留时间,留针时间控制在0.2 s,具有出针速度快、留针时间可控的优点;针刺深度调节系统通过刻度旋钮设计,控制针体进入皮肤的深度,进针深度在0-4 mm之内精确可调;可更换集束针头设计,可根据治疗需求随时更换治疗针头,具有适形、效率高、避免交叉感染等优点。以上设计,结合整体流程控制系统,实现针体温度、针刺密度、进针深度、留针时间精确可控,同时兼具操作简便、快速、无菌、效率高、适形性、可视化等优点,具有突出的临床应用价值。(2)自动化火针在促进毛发生长中的应用1)自动化火针促进毛发生长为探究自动化火针在毛发生长中的作用,本研究首先从动物水平上考察了自动化火针对小鼠毛发生长的影响,取毛囊处于静止期C57BL/6J小鼠,背部剃毛后行自动化火针针刺,以室温针刺(不加热)和空白组(不针刺)为对照,通过外观观察、HE染色评价自动化火针对毛发生长的作用。结果表明,相较于空白组和室温针刺组,自动化火针针刺3次后背皮外观“变黑”,真皮层毛囊开始生长且数量增加,进入生长早期,而室温针刺组针刺5次后才有此现象;自动化火针针刺5次后,被毛出现一定程度的生长,毛囊分布密集,毛囊进入生长中期。毛发生长评分结果显示,自动化火针组的毛发生长评分高于空白组和室温针刺组。以上结果表明,自动化火针针刺可诱导毛囊从静止期提前进入生长期,从而促进小鼠毛发生长。2)自动化火针通过调控Wnt/β-catenin通路促进毛发生长为进一步探究自动化火针促进毛发生长的作用机制,本研究通过q RT-PCR、Western blot、免疫荧光染色等方法从分子水平上检测了Wnt信号通路相关分子的表达。q RT-PCR显示Wnt3a、Wnt10b、Wnt7bm RNA在火针刺激早期(1-2次)即可出现显著升高,随着火针次数的增加而增加,呈剂量依赖。β-catenin、Lef-1 m RNA水平在2次刺激之后,随着火针次数的增加表达显著升高。Cyclin D1 m RNA水平从火针4次刺激后显著升高。Western blot结果显示,Wnt3a、β-catenin、Lef-1、Cyclin D1的蛋白表达随着火针次数的增加而显著升高。免疫荧光染色显示,β-catenin、Lef-1在火针3次后进入细胞核。以上结果表明,火针刺激在早期即可引起Wnt信号的表达升高,继而引起Wnt信号途径转录因子β-catenin、Lef-1的表达上升并进入细胞核,启动下游细胞周期相关基因Cyclin D1的表达,导致毛发从静止期进入生长期。为进一步阐明Wnt信号通路在火针促进毛发生长中的作用,本研究采用XAV939阻断Wnt信号通路,检测自动化火针针刺对毛发生长的影响。外观观察显示,XAV939注射组的小鼠针刺5次后皮肤颜色仍无明显变化,而对照组针刺3次后出现皮肤“变黑”现象,提示毛发开始生长。HE染色显示,对照组针刺5次后毛囊已经进入了生长中期,而XAV939注射组的毛囊仍然处于静止期。Western blot结果显示,XAV939注射组Wnt3a、β-catenin和Lef-1蛋白表达量明显下调。免疫荧光染色显示,β-catenin与Lef-1在XAV939注射的小鼠中无入核现象。以上结果表明,阻断Wnt信号通路后,火针针刺不能有效地促进毛发生长。综上所述,本文设计制造了一种兼具高效稳定、参数可调、操作简便且安全性高的自动化火针,系统评价了其在促进毛发生长中的应用,并初步阐明其通过调控Wnt/β-catenin通路促进毛发生长的作用机制。本研究为火针治疗脱发等疾病的推广奠定了理论基础和技术支撑。