PDMS表面仿生微图案化构筑对Cal-27和Hela细胞粘附的影响研究

发布时间：2020-05-16 11:18

【摘要】：目的:在PDMS表面构筑出三叶草、竹叶、爬山虎和指纹的仿生micropatterned PDMS表面,并对四种仿生micropatterned PDMS表面进行表面形貌、粗糙度、水润湿角的表征;通过相关细胞实验比较不同仿生micropatterned PDMS表面对Cal-27和Hela细胞形态、增殖、粘附的影响,为恶性肿瘤的预防、诊疗提供一种新的研究视角。方法:将三叶草、竹叶、爬山虎和指纹做为模板,在PDMS表面构筑仿生三叶草、竹叶、爬山虎和指纹的表皮微结构micropatterned PDMS。采用SEM对四种仿生micropatterned PDMS表面的微观形貌及四种原模板的表面形貌进行表征;采用三维轮廓仪对四种仿生micropatterned PDMS表面的微观形貌行进表征,并测量其粗糙度;采用接触角测量仪测量空白PDMS表面及四种仿生micropatterned PDMS表面的水接触角。用MTT实验的结果,评价PDMS材料对Cal-27和Hela两种细胞的毒性,采用SEM观察四种仿生micropatterned PDMS表面对Cal-27和Hela细胞的形态的影响;采用荧光显微镜评价四种仿生micropatterned PDMS表面对Cal-27和Hela细胞形态的影响及生长趋势的影响。结果:(1)物理表征:通过SEM观察,在PDMS表面构筑的仿生微图案,与原模板表皮的微图案相似,并且呈互补的形貌结构,爬山虎的表面图案为多个不规则的长条形“岛状”结构单元,三叶草的表面形貌呈高度对称性,类似于多个“椭圆盘”密集地排列,呈“鱼鳞状”,竹叶的表面图案呈多个长条形“脊”状排列,指纹的表面图案呈回旋条纹状,具有高度对称性;三维轮廓仪测表面粗糙度结果显示,爬山虎micropatterned PDMS表面粗糙度2.44±0.32μm;竹叶micropatterned PDMS表面粗糙度5.53±0.57μm;三叶草micropatterned PDMS表面粗糙度7.12±0.48μm;指纹micropatterned PDMS表面粗糙度10.50±0.72μm。四种仿生micropatterned PDMS表面粗糙度大小为爬山虎micropatterned PDMS表面竹叶micropatterned PDMS表面三叶草micropatterned PDMS表面指纹micropatterned PDMS表面;接触角测量仪测量四种仿生micropatternedPDMS表面水接触角结果显示,空白PDMS的表面,水接触角约为108.32±0.08°;爬山虎micropatterned PDMS的表面,水接触角约为110.64±0.16°;指纹micropatterned PDMS的表面,水接触角约为113.56±0.10°;竹叶micropatterned PDMS的表面,水接触角约为114.93±0.22°;三叶草micropatterned PDMS的表面,水接触角约为116.75±0.18°。PDMS是一种疏水材料,它的表面为一种疏水性界面,仿生micropatterned PDMS表面的构筑加大了PDMS表面的疏水性,且在一定范围内,随着粗糙度的增加,micropatterned PDMS表面疏水性有增大的趋势。(2)细胞实验:MTT结果显示,实验中所选取的四种仿生micropatterned PDMS表面,随着micropatterned PDMS表面粗糙度的增加,两种细胞存活率有降低的趋势,且Cal-27细胞相较于Hela细胞,其对仿生micropatterned PDMS表面粗糙度的影响更敏感。SEM和荧光显微镜观察结果显示仿生micropatterned PDMS影响Cal-27和Hela细胞的形态和特征,仿生micropatterned PDMS表面可以促进Cal-27和Hela细胞的铺展和粘附,对于取向明显的指纹micropatterned PDMS和竹叶micropatterned PDMS,两种细胞多沿着图案的取向分布铺展。在一定的粗糙度范围内,仿生micropatterned PDMS表面粗糙度越小,Cal-27细胞和Hela细胞核质比越小,越有利于细胞铺展。结论:成功在PDMS表面构筑四种仿生micropatterned PDMS表面,其表面结构可以促进Cal-27和Hela细胞的粘附和铺展,在一定的粗糙度范围内,仿生micropatterned PDMS表面粗糙度越小,Cal-27细胞和Hela细胞核质比越小,越有利于Cal-27细胞和Hela细胞的铺展,对于有明显取向的图案,细胞多沿着图案的取向分布铺展。相对于Hela细胞,Cal-27细胞对仿生micropatterned PDMS表面形貌的影响更敏感。
【图文】：

大学硕士学位论文 PDMS表面仿生微图案化构筑对Cal-27和Hela细胞粘附的影响研究）取干净的 micropatterned PDMS 样品，喷金后，，光学轮廓仪扫描观察表面形测量分析四种 micropatterned PDMS 的表面粗糙度；）取干净的 micropatterned PDMS 样品，用 DSA100 光学接触角/表面张力仪不同样品的润湿性能，并拍照记录。 结果.1 扫描电镜观察结果

8图 2-2 不同材料表面扫描电镜图C 竹叶原始叶子扫描电镜图； c 竹叶 micropatterned PDMS 扫描电镜图；D 指纹原始模板扫描电镜图； d 指纹 micropatterned PDMS 扫描电镜图。Fig. 2-2 Surface electron microscopy of different materialstron microscope of original bamboo leaves; c Micropatterned PDMS electron microscopboo leaves;tron microscope of original fingerprint; d Micropatterned PDMS electron microscopy rint.图 2-1（A,a,B,b）、2-2（C,c,D,d）所示分别为 A 爬山虎原始叶子扫描电a 爬山虎 micropatterned PDMS 扫描电镜图；B 三叶草原始叶子扫描电镜
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R73-3;Q811

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本文编号：2666656