【摘要】：腫瘤靶向藥物是一類能夠特異性識別腫瘤細胞,使其凋亡但不破壞周圍正常細胞的新型藥物。構(gòu)建近似于細胞在體微環(huán)境的體外共培養(yǎng)系統(tǒng)對于腫瘤靶向藥物的細胞毒性研究具有重要意義。微流控芯片的通道網(wǎng)絡(luò)與細胞在體時所處的脈管體系非常相似,可為細胞體外培養(yǎng)提供一個動態(tài)、穩(wěn)定、均一的體外微環(huán)境。微流控芯片與微量注射泵、密閉無菌培養(yǎng)裝置共同組成細胞體外動態(tài)培養(yǎng)微流控系統(tǒng),對于開展腫瘤靶向藥物細胞作用機制研究具有重要意義。針對上述內(nèi)容,本文開展了如下研究:(1)具有等級分岔通道網(wǎng)絡(luò)的細胞間接共培養(yǎng)微流控芯片設(shè)計與制作。依據(jù)Murray定律,設(shè)計了細胞培養(yǎng)單元,采用串并聯(lián)結(jié)合的方式將其集成,得到用于細胞間接共培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)。對該結(jié)構(gòu)內(nèi)的流場進行有限元仿真分析,表明該結(jié)構(gòu)上6個培養(yǎng)腔內(nèi)流速相同,且流速具有均一性和穩(wěn)定性。以上述結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),設(shè)計了細胞間接共培養(yǎng)微流控芯片。以聚二甲基硅氧烷(Polydimethyl siloxane,PDMS)為材料,利用光刻、干刻等工藝及模塑法制作各層芯片,在可視化對準設(shè)備上完成芯片的氧等離子體鍵合。(2)用于微流控芯片的分體式細胞動態(tài)培養(yǎng)裝置設(shè)計與制作。細胞動態(tài)培養(yǎng)裝置采用分體式設(shè)計,由載泵箱、控制箱和培養(yǎng)箱組成。培養(yǎng)裝置設(shè)計的關(guān)鍵在于培養(yǎng)箱內(nèi)溫度執(zhí)行器的設(shè)計。利用光刻及濕法腐蝕工藝制備含有23條電阻陣列的ITO導(dǎo)電玻璃,將其作為培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度執(zhí)行器,并對培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度場進行熱力學(xué)仿真分析,表明了該溫度執(zhí)行器表面溫度分布較均一,且加熱460s后中心溫度可達37℃。以聚甲基丙烯酸甲酯(Polydimethyl methacrylate,PMMA)為箱體材料,搭建了培養(yǎng)裝置框架,并根據(jù)所需功能為其配備相關(guān)硬件及控制系統(tǒng),最后使用保溫材料對其進行封裝。(3)芯片培養(yǎng)腔內(nèi)流場特性研究、培養(yǎng)裝置穩(wěn)定性測試及微流控系統(tǒng)應(yīng)用。通過粒子圖像測速實驗,得到了芯片上各細胞培養(yǎng)腔內(nèi)的流場分布特性,證明了該微流控器件各細胞培養(yǎng)腔內(nèi)可以形成相同流體流動速度,且該速度具有均一性與穩(wěn)定性;通過穩(wěn)定性測試實驗得到了培養(yǎng)箱內(nèi)溫濕度變化情況以及芯片內(nèi)氣泡出現(xiàn)次數(shù),證明了該培養(yǎng)裝置可以長期提供細胞培養(yǎng)所需的溫濕度環(huán)境,并能使氣泡產(chǎn)生幾率下降53%;以Hela細胞和L-929細胞為研究對象,通過細胞間接共培養(yǎng)實驗得到了兩種細胞在培養(yǎng)腔內(nèi)的生長曲線,與標準“S”型生長曲線保持一致,且細胞存活率可達95%以上,證明了該微流控系統(tǒng)具有實用價值。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH122

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