Effects of Clinical Dosing Schedule of Paclitaxel on Viscoelasticity of Living PC-12 Cells – Finite Element Analysis

摘要

癌症為一種細胞不正常再生並入侵或轉移至其他組織的疾病並且為全球第二大死因，在癌症的化學藥物治療中，常誘發周邊神經產生病變並迫使降低藥物劑量或終止療程而造成病人的死亡。然而目前此病變作用機轉仍未有定論，故本研究以力學之觀點探討此問題。 本研究以紫杉醇施加於PC-12類神經細胞以模擬人體內神經細胞受紫杉醇之影響，引入臨床現行施打計劃下血漿中的紫杉醇濃度，探討兩種施打計畫對活體PC-12細胞黏彈性力學的影響。以原子力顯微鏡對受損之細胞進行應力鬆弛試驗，並分別以類線性黏彈模型與有限元素法估測細胞黏彈之力學性質。另外，應用共軛對焦顯微鏡建立包含細胞本體與細胞核之三維有限元素模型，並以軸對稱模型所得材料參數模擬單顆細胞三維應力鬆弛。類線性黏彈模型分析顯示細胞結構阻尼參數短時注射組之變化大於長時注射組，表示短時注射對細胞之黏滯性影響較大。有限元素分析顯示藥物濃度改變對細胞核之機械性質之影響不明顯，藥物主要影響細胞胞漿，驗證紫杉醇改變細胞內微管分佈從而造成機械性質之改變。切楊氏模數結果發現短時注射組於施打過程中(12hr)有最劇烈之硬度變化並於施打結束後使細胞變軟，長時注射則是先使細胞變軟後於施打結束後趨於正常值。 關鍵字：生物力學、紫杉醇、化療引發周邊神經病變、類線性黏彈理論、共軛聚焦顯微鏡光學切片術、三維影像模型重建、有限元素法

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Ming-Shaung Ju (Supervisor)