本文關(guān)鍵詞：生物打印構(gòu)建體外細(xì)胞陣列和腫瘤模型

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【摘要】：生物打印技術(shù)是近十年來生命科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點,已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)工程、干細(xì)胞分化、生物微陣列構(gòu)建等方面有廣泛的研究和應(yīng)用。然而目前市場上銷售生物打印機(jī)廠商很少,即使有也十分昂貴,這極大限制生物打印技術(shù)大規(guī)模的研究和應(yīng)用。針對這一問題,本文作者自行開發(fā)了兩種簡易的生物打印機(jī)和一種生物墨水,分別實現(xiàn)了對哺乳動物細(xì)胞的直接打印、藥物濃度梯度陣列的構(gòu)建的和和腫瘤模型的構(gòu)建,為基于生物打印的藥物篩選奠定堅實的基礎(chǔ)。本文具體研究內(nèi)容如下：1.通過改造調(diào)試商用Canon ip1980熱噴墨打印機(jī)直接打印人乳腺癌細(xì)胞(Mcf-7),構(gòu)建細(xì)胞陣列,顯微鏡下觀察細(xì)胞陣列并用Hoechst-PI雙熒光染料染色細(xì)胞。發(fā)現(xiàn)細(xì)胞陣列清晰完整,細(xì)胞活力較高。表明成功對熱噴墨打印機(jī)完成生物打印改造。2.通過改變紅綠藍(lán)彩色模型(RGB)數(shù)值來調(diào)節(jié)打印輸出的5-FU劑量,并用HPLC法對輸出的5-FU劑量進(jìn)行分析,以MTT法考察細(xì)胞-藥物復(fù)合陣列的生物活性。發(fā)現(xiàn)當(dāng)RGB為(30,30,30)時打印輸出5-FU的劑量為30.09±2.69gg/mL,此時復(fù)合陣列中Mcf-7的相對抑制率為49.02%。為探究基于熱噴墨打印技術(shù)考察體外細(xì)胞水平藥物活性評價方法提供一種新思路。3.以殼聚糖和2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨為原料,通過化學(xué)連接法合成不同反應(yīng)時間N-2-羥丙基三甲基殼聚糖氯化銨(HTCC),考察反應(yīng)時間對產(chǎn)物理化性質(zhì)的影響。最終確定以反應(yīng)時間T=6h制備為三維打印的“生物墨水”主要材料。4.通過對熱熔沉積(FDM)三維打印機(jī)的改裝調(diào)試,打印負(fù)載Mcf-7的“生物墨水”,構(gòu)建體外三維腫瘤模型。利用熒光染色法、尿素酶試劑盒和抗腫瘤藥物分別考察腫瘤模型的生物功能。發(fā)現(xiàn)打印構(gòu)建的三維腫瘤模型較二維培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞具有較高生物活性。實現(xiàn)普通3D打印向3D生物打印的有效轉(zhuǎn)變,為研究3D生物打印技術(shù)提供一條行之有效的途徑。
【關(guān)鍵詞】：生物打印 3D打印 細(xì)胞微陣列 腫瘤模型
【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】：2015
【分類號】：TP334.8;R730.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1. 文獻(xiàn)綜述9-26
• 1.1 組織工程的研究概況9-11
• 1.1.1 組織工程的研究方法9-10
• 1.1.2 組織工程研究的基本要素10-11
• 1.1.3 組織工程的局限11
• 1.2 水凝膠的研究概況11-18
• 1.2.1 天然水凝膠材料及應(yīng)用12-17
• 1.2.2 合成水凝膠材料及應(yīng)用17-18
• 1.3 生物打印的研究概況18-24
• 1.4 課題的提出24-26
• 1.4.1 將普通打印機(jī)改造成生物打印機(jī)24
• 1.4.2 開發(fā)以殼聚糖及其衍生物為材料的“生物墨水”24-26
• 2 細(xì)胞陣列的構(gòu)建26-35
• 2.1 引言26-27
• 2.2 實驗部分27-32
• 2.2.1 實驗試劑27
• 2.2.2 溶液配制27-28
• 2.2.3 實驗儀器28
• 2.2.4 細(xì)胞的常規(guī)培養(yǎng)28-29
• 2.2.5 打印機(jī)和墨盒的生物改造29-31
• 2.2.6 “細(xì)胞墨水”的制備和打印31
• 2.2.7 “細(xì)胞墨水”最佳濃度的確定31
• 2.2.8 打印輸出的細(xì)胞數(shù)量和細(xì)胞活死情況31-32
• 2.3 實驗結(jié)果和討論32-34
• 2.3.1 改造的打印機(jī)和墨盒32
• 2.3.2 細(xì)胞打印的效果32-33
• 2.3.3 “細(xì)胞墨水”最佳濃度的確定33-34
• 2.3.4 輸出的細(xì)胞數(shù)量和活性分析34
• 2.4 本節(jié)結(jié)論34-35
• 3. 細(xì)胞-藥物復(fù)合陣列的構(gòu)建及在體外活性評價中的應(yīng)用35-41
• 3.2 實驗部分36-37
• 3.2.1 實驗試劑36
• 3.2.2 實驗儀器36
• 3.2.3 5-FU的HPLC含量分析36
• 3.2.4 “藥物墨水”的制備和打印36-37
• 3.2.5 細(xì)胞-藥物復(fù)合陣列的構(gòu)建及在體外藥物活性評價中的應(yīng)用37
• 3.3 實驗結(jié)果和討論37-40
• 3.3.1 5-FU的HPLC含量分析方法驗證37-39
• 3.3.2 不同RGB值輸出5-FU的含量39-40
• 3.3.3 Mcf-7/5-FU復(fù)合微陣列在體外藥物活性評價中的應(yīng)用40
• 3.4 本節(jié)結(jié)論40-41
• 4. 殼聚糖季銨鹽的合成及理化特性研究41-51
• 4.1 引言41-42
• 4.2 實驗部分42-44
• 4.2.1 實驗試劑42
• 4.2.2 實驗儀器42
• 4.2.3 HTCC的合成42-43
• 4.2.4 HTCC的結(jié)構(gòu)表征43
• 4.2.5 HTCC的產(chǎn)率、粘度、取代度和水溶性43-44
• 4.2.6 制備不同反應(yīng)時間HTCC-GP溫敏凝膠44
• 4.3 實驗結(jié)果和討論44-50
• 4.3.1 HTCC的紅外結(jié)構(gòu)表征44-45
• 4.3.2 HTCC的水溶性和酸堿穩(wěn)定性45-47
• 4.3.3 反應(yīng)時間對HTCC產(chǎn)率、粘度和取代度的影響47-48
• 4.3.4 制備不同反應(yīng)時間HTCC-GP溫敏凝膠48-50
• 4.4 本節(jié)結(jié)論50-51
• 5. 基于3D打印技術(shù)構(gòu)建體外三維細(xì)胞生物模型51-71
• 5.1 引言51-52
• 5.2 實驗?zāi)欠?/span>52-57
• 5.2.1 實驗試劑52-53
• 5.2.2 實驗儀器53
• 5.2.3 大鼠肝原代細(xì)胞的提取53-54
• 5.2.4 氯化鈣溶液最佳濃度的確定54-55
• 5.2.5 HTCC-Gel-SA復(fù)合凝膠的制備55
• 5.2.6 水溶膠的體外細(xì)胞生物相容性55
• 5.2.7 細(xì)胞-水溶膠共混物的制備55-56
• 5.2.8 3D打印機(jī)的改造調(diào)試和細(xì)胞-水溶膠共混物的三維打印56
• 5.2.9 三維結(jié)構(gòu)體的熒光染色56
• 5.2.10 三維結(jié)構(gòu)體內(nèi)細(xì)胞的代謝活性56-57
• 5.3 實驗結(jié)果和討論57-70
• 5.3.1 氯化鈣溶液的最佳濃度57-58
• 5.3.2 HTCC-Gel-SA復(fù)合凝膠的體外生物相容性58-59
• 5.3.3 3D打印機(jī)的改裝調(diào)試和工作參數(shù)的確定59-62
• 5.3.4 兩種“生物墨水”打印效果的比較62-63
• 5.3.5 觀察打印構(gòu)建的三維結(jié)構(gòu)體63-65
• 5.3.6 三維結(jié)構(gòu)體的熒光染色65-66
• 5.3.7 打印后立即考察三維結(jié)構(gòu)體內(nèi)細(xì)胞活力66-67
• 5.3.8 三維結(jié)構(gòu)體的代謝活性67-70
• 5.4 本節(jié)結(jié)論70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況76-77
• 致謝77-78

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本文編號：528308