芯片上的三维细胞培养模型构建及其应用研究

发布时间：2021-01-02 08:54

　　由于任何多细胞生物体中的细胞都存在于包括临近细胞和细胞外基质在内的三维微环境中,所以无论是在基础研究、药物筛选或是组织工程和再生医学等领域,构建三维细胞培养模型都具有重要意义。然而,由于目前的三维细胞培养方法依然不能满足生物医学发展的需求,针对这一现状,本文基于芯片等新方法提出了四种新型的三维细胞培养模型,应用于器官和疾病芯片的药物筛选以及组织工程等生物医学领域。主要研究成果如下:（1）构建了一种高通量的三维伤口愈合芯片模型,用于体外细胞三维生长过程研究。基于新型的高通量SU-8网格芯片我们构建了一种新颖的中空三维细胞球体结构,并称其为三维伤口模型。随着该中空细胞球结构的后续培养,细胞将会自发的向其中间伤口区域三维生长,对比传统的二维体外伤口愈合模型,此过程在本研究中被称作三维伤口愈合过程,为体外研究细胞增殖等健康问题的药物筛选提供了更接近体内微环境的平台。（2）发展了一种高通量的血管新生芯片模型。通过进一步优化SU-8网格芯片结构,并利用人脐静脉内皮细胞（HUVEC）在芯片网孔的三维中空培养,我们构建了高通量的仿生人工血管结构。然后基于这些人工血管,我们在芯片中诱导产生了新生血管芽体... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

三维细胞培养模型种类。(a)器官型外植体培养;(b)细胞球体培养;(c)极化上皮细胞培养模型;(d)人工皮肤三维培养;(e)基于微尺度材料(微载体)培养[2]。

由于生物体内同种细胞以及不同细胞之间的相互作用很大程度上决定着生物体的各种生理机能,体外构建细胞共培养模型去探讨不同细胞间的相互作用很有必要。三维细胞团培养模型的构建无疑为此提供了方便的研究工具,如图1-4所示,为两种细胞共培养模型的两个例子[18],上路径为混合的人主动脉成纤维细胞(红色)和人脐静脉内皮细胞(HUVEC)(绿色)(比例10:1)[19],下路径为混合的人间充质干细胞(hMSCs)和人脐静脉内皮细胞(HUVEC)[20]。图1-4 两种不同类型的两种细胞混合培养示意图[18]。

图1-3 细胞球体形成过程模型示意图。球形的形成可分为三个阶段:(1)松散细胞聚集体的形成;(2)钙粘蛋白的表达和积累的延迟期;(3)致密球形的形成[14]。1.2.1.3 极化上皮细胞培养模型


本文编号：2953057