基于细胞3D打印技术的肿瘤模型构建研究

发布时间：2017-06-25 15:12

  本文关键词：基于细胞3D打印技术的肿瘤模型构建研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：三维打印技术，又称3D打印技术，是信息科学、材料科学与制造科学交叉融合产生的一项新技术，它以离散堆积理论为基础，能够按照预先设计好的三维模型，在计算机的控制下逐层堆积材料从而成形立体结构，相比传统制造工艺具有快速、准确及低成本的优点。细胞3D打印是3D打印技术最前沿的领域，它在普通3D打印基础上集合了生命科学，为生物医学领域带来新的理论和方法。细胞3D打印技术以活细胞为操控对象，能够按照预先设计的3D模型准确定位与输送细胞/细胞外基质（ECM）材料复合物，为构建复杂仿生结构的组织模型研究提供了新的技术可能，其中重要应用之一即是在肿瘤研究领域。 临床试验是研究肿瘤发生发展机制和抗肿瘤药物筛选最有效的方法，但由于安全及伦理道德等因素，并不能得到广泛应用。传统的二维平面培养模型和动物模型是肿瘤研究领域最常用的模型，但二维平面模型由于缺乏细胞与细胞外基质间的相互作用，细胞形态及功能已发生改变，与体内真实肿瘤存在差异；而动物模型则由于与人存在种属差异，，也不能完全模拟人体内肿瘤生长的微环境。因此，可模拟体内肿瘤真实微环境的三维类肿瘤组织模型应运而生并得到广泛应用。由于肿瘤是一个具有高度异质性的复杂组织，而细胞3D打印技术则正好可按照预先设计的空间结构及细胞位置准确定位输送多种细胞及材料，因此在体外构建肿瘤模型研究中具有非常大的优势。 本文首先对细胞3D打印技术的现状及进展做了详细介绍，结合肿瘤研究的近况及未来发展方向分析，讨论了细胞3D打印技术在体外三维肿瘤模型构建研究中的应用潜能及前景。其次，本文系统介绍了细胞3D打印基质材料的选择和设计，比较了不同材料配比下打印效果的差异，从而找到材料最佳配比和最适打印温度，使得3D打印成形效果最佳。然后基于对卵巢癌的组成结构分析，设计体外卵巢癌模型结构，利用细胞3D打印技术将人卵巢癌细胞/明胶/海藻酸钠在体外定位装配成三维类肿瘤组织模型，构建了一种新颖的体外卵巢癌三维模型。利用MTT比色法检测了细胞3D打印过程对卵巢癌细胞存活率的影响，其次利用AlamarBlue法检测了第1，3，5和7天卵巢癌细胞在二维平面培养和三维结构体中的增殖情况，最后利用qPCR技术比较了卵巢癌细胞在二维和三维培养下p53和bcl-2的表达差异。研究结果表明，利用细胞3D打印技术体外构建三维肿瘤模型，准确模拟了体内肿瘤生长的微环境，为肿瘤研究和抗肿瘤药物筛选领域提供了新的技术可能。
【关键词】：细胞3D打印 组织工程 肿瘤模型 卵巢癌
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.7;R73-3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 细胞 3D 打印技术研究背景和进展12-19
• 1.2.1 研究背景12-13
• 1.2.2 研究现状13-19
• 1.3 三维肿瘤模型研究背景和进展19-24
• 1.3.1 研究背景19-20
• 1.3.2 研究进展20-24
• 1.4 研究目的和内容24-26
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究内容24
• 1.4.3 研究意义24-26
• 第2章 细胞 3D 打印设备和基质材料设计26-34
• 2.1 细胞 3D 打印机总体设计26-28
• 2.1.1 软件系统设计27
• 2.1.2 硬件系统设计27-28
• 2.2 基质材料选择和设计28-31
• 2.2.1 生物材料分类28-29
• 2.2.2 基质材料特征29-30
• 2.2.3 基质材料选择30
• 2.2.4 溶胶-凝胶转变机理30-31
• 2.3 材料成形工艺研究31-32
• 2.3.1 共混材料浓度研究31-32
• 2.3.2 共混材料相容性研究32
• 2.4 小结32-34
• 第3章 细胞 3D 打印结构设计和分析34-41
• 3.1 细胞 3D 打印结构设计34-35
• 3.1.1 宏观结构设计34-35
• 3.1.2 微观结构设计35
• 3.2 细胞 3D 打印结构分析35-40
• 3.2.1 光学显微镜分析35-36
• 3.2.2 OCT 技术分析36-40
• 3.3 小结40-41
• 第4章 肿瘤模型建模结构设计和特性研究41-52
• 4.1 体外肿瘤模型结构设计41-43
• 4.1.1 肿瘤真实结构分析41-42
• 4.1.2 肿瘤模型结构设计42-43
• 4.2 实验材料43-45
• 4.2.1 试剂及仪器43-44
• 4.2.2 细胞培养44
• 4.2.3 三维肿瘤模型构建44-45
• 4.3 实验方法45-47
• 4.3.1 细胞存活率检测45
• 4.3.2 细胞增殖检测45-46
• 4.3.3 细胞分布和形态检测46
• 4.3.4 实时荧光定量 PCR 检测46-47
• 4.4 实验结果47-50
• 4.4.1 细胞存活率分析47-48
• 4.4.2 细胞增殖分析48
• 4.4.3 细胞分布与形态分析48-49
• 4.4.4 增殖相关基因表达分析49-50
• 4.5 小结50-52
• 第5章 总结与展望52-54
• 5.1 总结52
• 5.2 展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李生杰;颜永年;王小红;张婷;张人佶;林峰;;多喷头细胞受控组装过程的启停响应控制[J];电加工与模具;2010年01期

  本文关键词：基于细胞3D打印技术的肿瘤模型构建研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：482583