在體細(xì)胞處于復(fù)雜的微環(huán)境中,微環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡是維系細(xì)胞正常行為功能的重要條件。越來(lái)越多研究表明力學(xué)刺激信號(hào)廣泛存在于細(xì)胞微環(huán)境中,對(duì)細(xì)胞行為起重要調(diào)控作用。深入開(kāi)展細(xì)胞生物力學(xué)微環(huán)境的多學(xué)科交叉研究,對(duì)闡明力學(xué)刺激信號(hào)與機(jī)體發(fā)育、生長(zhǎng)、疾病的發(fā)生發(fā)展等生命活動(dòng)間的相互作用具有重要意義,目前已成為國(guó)內(nèi)外力學(xué)、材料學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域所研究的熱點(diǎn)。水凝膠因其具有高保水性、物化性能可控、與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)相似、生物相容性好等特點(diǎn),可作為模擬細(xì)胞微環(huán)境的基質(zhì)材料。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)和有限元分析,系統(tǒng)開(kāi)展了基于水凝膠的細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境構(gòu)建、表征及應(yīng)用研究。本文以水凝膠為研究對(duì)象,從建立表征水凝膠力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為出發(fā)點(diǎn)。提出了基于磁力的,非接觸式力學(xué)測(cè)試（加載）系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。通過(guò)給水凝膠樣品添加包含有磁性微珠的“磁性端”,結(jié)合有限元分析,設(shè)計(jì)優(yōu)化外加磁場(chǎng)強(qiáng)度及梯度,實(shí)現(xiàn)對(duì)凝膠樣品力學(xué)性能的測(cè)試。磁力測(cè)試系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)力學(xué)測(cè)試方法對(duì)水凝膠加載難、加載過(guò)程易造成樣品破壞等技術(shù)瓶頸。采用該系統(tǒng)對(duì)力學(xué)性能較好的聚丙烯酰胺水凝膠和離體組織等生物材料進(jìn)行剛度特性測(cè)試,并與Bose力學(xué)測(cè)試機(jī)的測(cè)試結(jié)果作對(duì)比,驗(yàn)... 

【文章來(lái)源】：西安交通大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號(hào)表
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境研究現(xiàn)狀
        1.2.1 細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境的組成
        1.2.2 細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境的構(gòu)建
        1.2.3 細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境的表征
    1.3 水凝膠研究現(xiàn)狀
        1.3.1 水凝膠的制備及分類(lèi)
        1.3.2 水凝膠在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.3 水凝膠在細(xì)胞力學(xué)微環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用與挑戰(zhàn)
    1.4 肌肉組織工程研究現(xiàn)狀
        1.4.1 肌肉組織的構(gòu)建及應(yīng)用
        1.4.2 肌肉組織再生的挑戰(zhàn)
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究目標(biāo)
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 研究目標(biāo)
2 基于磁力的非接觸式力學(xué)測(cè)試系統(tǒng)的建立
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 樣品制備
        2.3.2 力學(xué)測(cè)試(加載)系統(tǒng)的建立
        2.3.3 系統(tǒng)磁性能參數(shù)的表征
        2.3.4 樣品變形測(cè)量
        2.3.5 樣品溶脹性能測(cè)試
        2.3.6 數(shù)值模擬方法
        2.3.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 磁力系統(tǒng)的準(zhǔn)確性驗(yàn)證
        2.4.2 PEGDMA和GelMA水凝膠剛度測(cè)試
        2.4.3 生物組織剛度測(cè)試
    2.5 本章小結(jié)
3 細(xì)胞剛度微環(huán)境體外構(gòu)建及調(diào)控
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 水凝膠制備
        3.3.2 成纖維細(xì)胞接種與培養(yǎng)
        3.3.3 CCK-8assay
        3.3.4 免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)
        3.3.5 細(xì)胞存活率分析
        3.3.6 細(xì)胞粘附鋪展行為分析
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 水凝膠剛度的影響因素
        3.4.2 二維微環(huán)境中基質(zhì)剛度對(duì)細(xì)胞行為的影響
        3.4.3 三維微環(huán)境中基質(zhì)剛度對(duì)細(xì)胞行為的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 剛度微環(huán)境對(duì)心肌纖維化的調(diào)控機(jī)制
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 PAM水凝膠的制備與表征
        4.3.2 細(xì)胞的提取分離、培養(yǎng)與鑒定
        4.3.3 免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)
        4.3.5 hASCs旁分泌作用評(píng)價(jià)
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 PAM水凝膠剛度及孔隙結(jié)構(gòu)表征
        4.4.2 MyoFB表型轉(zhuǎn)化的影響因素
        4.4.3 基質(zhì)剛度和孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)MyoFB表型轉(zhuǎn)化的影響
        4.4.4 基質(zhì)剛度對(duì)MyoFB表型轉(zhuǎn)化的調(diào)控機(jī)制
        4.4.5 hASCs旁分泌作用對(duì)MyoFB表型轉(zhuǎn)化的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 細(xì)胞應(yīng)力/應(yīng)變微環(huán)境體外構(gòu)建及調(diào)控
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
    5.3 實(shí)驗(yàn)方法
        5.3.1 GelMA水凝膠的制備及表征
        5.3.2 力學(xué)加載實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 數(shù)值模擬方法
        5.3.4 細(xì)胞接種與培養(yǎng)
        5.3.5 免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)
        5.3.6 細(xì)胞鋪展、增殖及排列分析
        5.3.7 細(xì)胞凋亡分析
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 二維梯度應(yīng)力/應(yīng)變微環(huán)境的構(gòu)建
        5.4.2 二維微環(huán)境中梯度應(yīng)力/應(yīng)變刺激對(duì)細(xì)胞行為的影響
        5.4.3 三維應(yīng)力/應(yīng)變微環(huán)境的構(gòu)建
        5.4.4 三維微環(huán)境中基質(zhì)大變形對(duì)細(xì)胞行為的影響
    5.5 本章小結(jié)
6 調(diào)控細(xì)胞應(yīng)力/應(yīng)變微環(huán)境體外制備功能性肌纖維
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)儀器與材料
        6.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)材料
    6.3 實(shí)驗(yàn)方法
        6.3.1 GelMA/PEGDMA載細(xì)胞水凝膠纖維的制備
        6.3.2 非接觸式磁力加載方法
        6.3.3 數(shù)值模擬方法
        6.3.4 免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)
        6.3.5 免疫印跡實(shí)驗(yàn)
        6.3.6 RT-PCR實(shí)驗(yàn)
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 凝膠纖維尺寸的調(diào)控
        6.4.2 凝膠纖維力學(xué)性能的調(diào)控
        6.4.3 應(yīng)力/應(yīng)變刺激對(duì)C2C12成肌細(xì)胞行為的調(diào)控
        6.4.4 應(yīng)力/應(yīng)變刺激誘導(dǎo)肌管形成
    6.5 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]《中國(guó)心血管病報(bào)告2014》概要[J]. 陳偉偉,高潤(rùn)霖,劉力生,朱曼璐,王文,王擁軍,吳兆蘇,李惠君,鄭哲,蔣立新,胡盛壽.  中國(guó)循環(huán)雜志. 2015(07)
[2]活細(xì)胞結(jié)構(gòu)力學(xué)與熒光張力檢測(cè)探針[J]. 王鼎玉,郭軍.  中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]肌萎縮側(cè)索硬化的營(yíng)養(yǎng)支持治療與經(jīng)皮內(nèi)鏡下胃造瘺[J]. 李曉光.  中華神經(jīng)科雜志. 2010 (02)



本文編號(hào)：3284727