【摘要】：生物材料表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以有效調(diào)控細(xì)胞的鋪展、增殖、遷移和分化等一系列行為,在組織修復(fù)過(guò)程中發(fā)揮著重要作用,目前已引起極大的關(guān)注。對(duì)于角膜組織工程而言,天然角膜的基底膜表面及基質(zhì)層中均存在豐富的微納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),是角膜功能行使的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此,將微納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)用于角膜組織工程支架的構(gòu)建,研究材料表面微納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)角膜細(xì)胞的調(diào)控規(guī)律,不僅能加深人們對(duì)角膜細(xì)胞與其生長(zhǎng)的微環(huán)境之間相互作用的理解,還對(duì)體外構(gòu)建結(jié)構(gòu)和性能仿生的角膜修復(fù)材料,促進(jìn)角膜組織工程的發(fā)展具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本研究使用膠原作為基底材料,采用軟刻蝕與溶液澆注相結(jié)合的方法在膠原膜表面精確構(gòu)建了深度相同,寬度分別為25μm、50μm和100μm的三種微米級(jí)溝槽結(jié)構(gòu),采用掃描電子顯微鏡、接觸角測(cè)量?jī)x和紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)等方法表征了微溝槽結(jié)構(gòu)對(duì)膠原膜理化性能的影響,并通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)研究了其對(duì)角膜上皮細(xì)胞的形態(tài)及行為的調(diào)控作用。研究發(fā)現(xiàn),微溝槽結(jié)構(gòu)可使膠原膜的接觸角由53°下降至30°~40°之間;微溝槽結(jié)構(gòu)還能提高膠原膜的離子滲透性能,溝槽寬度為100μm的膠原膜的離子滲透系數(shù)能達(dá)到1.3×10~(-6) cm~2/s。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,角膜上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞均能在微溝槽膠原膜上實(shí)現(xiàn)群體定向排列,取向程度最高可達(dá)80%。微溝槽膠原膜可促進(jìn)上皮細(xì)胞的定向遷移,溝槽越窄,定向遷移速度越快。此外,微溝槽結(jié)構(gòu)還能抑制基質(zhì)細(xì)胞向肌成纖維細(xì)胞分化,隨溝槽寬度增加,抑制效果越顯著。本研究還模仿凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)在膠原膜表面構(gòu)建了直徑分別為2μm、5μm和10μm有序微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)及其組成的混合微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),并利用原子力顯微鏡、接觸角測(cè)量?jī)x和體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)等手段研究了微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)對(duì)膠原膜理化性能及角膜細(xì)胞形態(tài)和行為的影響。結(jié)果表明,與平滑膠原膜相比,微點(diǎn)陣膠原膜的表面疏水性和表面粗糙度顯著增加;微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)還能增加膠原膜的拉伸強(qiáng)度,10μm的微點(diǎn)陣膠原膜的力學(xué)強(qiáng)度可達(dá)1.8 MPa。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明,微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)能顯著改變角膜上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞的形態(tài),使細(xì)胞形狀由橢圓形、長(zhǎng)方形和梭形向三角形和星形轉(zhuǎn)變,細(xì)胞的面積和圓度降低,長(zhǎng)徑比增大;直徑為10μm的微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)能夠誘導(dǎo)上皮細(xì)胞定向排列,取向度增加至40%;伴隨著細(xì)胞的形態(tài)變化,微點(diǎn)陣膠原膜上細(xì)胞的粘附效率和增殖速率呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢(shì)。綜上,本研究基于材料表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與細(xì)胞相互作用這一基本科學(xué)問(wèn)題,通過(guò)微納加工技術(shù)在膠原表面構(gòu)建了微溝槽和微點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),研究其對(duì)膠原膜理化性能以及角膜細(xì)胞行為的影響規(guī)律,有助于進(jìn)一步理解材料表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與角膜細(xì)胞之間的相互作用,對(duì)角膜組織工程支架的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文根本原因。除了光學(xué)功能以外，作為眼球的最外層，，角膜還承擔(dān)著感知外界刺激，保護(hù)眼球不受外部傷害等功能，這意味著角膜自身容易受到外界傷害，如物理傷害、化學(xué)灼傷和細(xì)菌或真菌感染等，而形成角膜病。若未及時(shí)處理或治療，角膜病最終可能導(dǎo)致終身的視力下降甚至失明[18-20]。世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，角膜病是世界上最主要的致盲原因之一[21, 22]。一些角膜病通過(guò)及時(shí)的藥物治療可以有效治愈，但是，對(duì)于一些已經(jīng)嚴(yán)重影響角膜視覺(jué)功能的角膜病來(lái)說(shuō)，角膜移植是唯一的治療方式[12]。然而，同種異體的天然角膜供體有限，這使得研發(fā)天然角膜替代物成為目前眼科學(xué)界急需解決的問(wèn)題。

圖 1-2 利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在體外模擬重建與天然組織相似的細(xì)胞形態(tài)與結(jié)構(gòu)[3]Fig. 1-2 Mimicking in vivo embryo, neural, and cardiac tissue organizations via fabricatemicrotopographies in vitro platforms
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：R318.08

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 喻建設(shè);丁喜發(fā);許和平;程衛(wèi)林;;醫(yī)用膠原膜在上頜竇瘺修補(bǔ)術(shù)中的應(yīng)用[J];醫(yī)藥論壇雜志;2010年16期

2 鄒海波;膠原膜在引導(dǎo)性再生中的應(yīng)用[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2003年02期

3 王繼民;褚仁遠(yuǎn);;一種新的眼用藥膜——膠原膜[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).眼科學(xué)分冊(cè);1992年01期

4 王韋,王文正,劉俊龍,潘躍良,胡云風(fēng),孫家玲;應(yīng)用膠原膜作底物培養(yǎng)人表皮細(xì)胞和移植的初步報(bào)告[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);1988年02期

5 陶長(zhǎng)仲;;用膠原膜防止在牙周傷口愈合過(guò)程中上皮的根尖向遷移[J];國(guó)外醫(yī)學(xué).口腔醫(yī)學(xué)分冊(cè);1988年04期

6 李進(jìn)財(cái);張?jiān)?李國(guó)英;;環(huán)氧基有機(jī)硅對(duì)膠原膜的疏水改性研究[J];皮革科學(xué)與工程;2018年05期

7 蘇立偉;李霞;趙東鍔;馬毅;牛中喜;張成偉;李瑋;;聚乳酸聚乙醇酸膜、聚β羥基丁酯膜和膠原膜三種材料的相容性探討[J];中國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物學(xué)報(bào);2011年03期

8 甄兆忠,何志遠(yuǎn),陳悅玲,馬福廣,劉錫|

本文編號(hào)：2630954