【摘要】：在細胞生物學基礎研究和醫(yī)學應用中,體外細胞培養(yǎng)是核心環(huán)節(jié)。細胞培養(yǎng)一般會應用到基質材料,而目前的細胞培養(yǎng)基材并不能完全滿足細胞培養(yǎng)對多參數(shù)的綜合需求,探索并建立新的方法手段是發(fā)展生物基材的必經(jīng)之路。為此,本文通過對材料表面進行化學、力學和拓撲結構等方面的構筑,系統(tǒng)考察細胞對生物基材特性的生物學響應。主要包括以幾個方面的研究:首先,用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)作為基底材料,采用胎牛血清孵育、膠原沉積和等離子體處理3種修飾方法,同時變化PDMS的硬度,考察牛關節(jié)軟骨細胞(Bovine articular cartilages,bAC)的生物學行為。結果表明,3種修飾均能顯著改善細胞在PDMS表面的粘附和增殖,且等離子體處理的效果最好;材料硬度也對bAC有所影響,但程度上要次于表面修飾的效果。其次,利用靜電紡絲技術制備取向或無序的聚己內(nèi)醋(Poly(ε-caprolactone),PCL)纖維薄膜,并以旋涂法制備PCL平面薄膜作為對照,考察兔骨髓來源的間充質干細胞(Rabbit bone marrow-derived mesenchymal stem cells,rMSC)、人成纖維細胞(Human fibroblasts,HF)和bAC的生物學行為。結果發(fā)現(xiàn),3種PCL薄膜都能很好的支持3種細胞的粘附、增殖及基質分泌,改變細胞形態(tài)以及基質結構,特別是取向纖維能夠引導細胞和基質的規(guī)則排列。此外,基因表達也會受到材料表面拓撲結構的影響,其中rMSC和HF的纖連蛋白和Ⅰ型膠原蛋白在電紡纖維上的基因表達下調(diào),而rAC的相關基因表達在不同PCL薄膜上也有所差異。最后,將培養(yǎng)在3種PCL薄膜上的3種細胞通過脫細胞處理,獲得9種脫細胞基質(Decellularized extracellular matrix,dECM)修飾的 PCL 薄膜(dECM/PCL),對其組成和結構進行詳細表征;并接種培養(yǎng)rMSC考察其生物活性。結果表明,薄膜表面拓撲結構(平面、無序纖維和取向纖維)不僅能夠改變細胞形態(tài)與排列,還能影響其分泌的基質分子的排列,并且這種排列方式在經(jīng)過脫細胞處理后仍然得到一定的維持,基質成份在脫細胞處理后有部分流失。dECM/PCL能夠顯著促進rMSC的粘附、增殖及基質分泌,并且來源于不同細胞的dECM的效果存在差異。綜上,本文通過探究細胞對基材表面特性(包括PDMS和PCL)的響應,揭示了不同種類細胞響應的特異性,特別是在dECM上的體現(xiàn),為將來設計和制備生物基材優(yōu)化細胞培養(yǎng)微環(huán)境奠定基礎。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318.08

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本文編號：2551907