可控石墨烯支架对神经祖细胞的生物学研究
发布时间：2021-02-06 18:45
神经祖细胞（Neural Progenitor Cell,NPC）移植结合电刺激技术是一种非常具有应用前景的神经退行性疾病治疗策略,而在细胞移植过程中存在的细胞流动和细胞存活率低等问题可以通过三维细胞支架的使用得到有效解决。拥有良好导电性和生物相容性的三维石墨烯支架可以增加神经细胞的电活动,促进神经干细胞向神经元分化以及神经突起的延长,有望作为NPC支架应用在细胞移植中。然而,三维支架内的NPC分化形成的神经元趋向于沿着骨架生长,难以跨越孔隙形成密集的神经网络,而且目前关于三维支架的骨架尺寸变化对NPC影响的研究还非常少。本论文主要介绍一种依托微纳加工技术制备的可在亚微米级控制尺寸的三维复合石墨烯支架（Three-Dimensional Hybrid Graphene,3D-HG）,支架内的二维石墨烯薄膜可以为神经突起跨孔隙连接提供支撑。研究了3D-HG的复合结构对支架内NPC分化形成神经网络的影响,并利用3D-HG研究了骨架宽度对NPC的尺寸效应,同时通过无线电刺激促进NPC分化来源的神经元突起进一步延长。论文的主要内容分为以下几个方面:（1）3D-HG的制备及其生物学效应:利用磁控...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 神经细胞与神经退行性疾病
1.2.1 神经细胞
1.2.2 神经退行性疾病
1.2.3 神经干细胞治疗
1.3 三维细胞支架
1.3.1 三维神经支架
1.3.2 石墨烯界面材料的生物学效应
1.3.3 三维石墨烯神经支架
1.4 微环境对神经细胞行为的影响
1.4.1 硬度对神经细胞行为的影响
1.4.2 表面形貌对神经细胞行为的影响
1.4.3 电刺激对神经细胞行为的影响
1.5 本论文的研究意义和主要内容
第2章 可控三维复合石墨烯（3D-HG）的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 可控三维镍-铜模板制备
2.2.3 3D-HG的CVD制备
2.2.4 3D-HG的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 3D-HG的形貌
2.3.2 3D-HG的材质
2.3.3 3D-HG的导电性和柔牲
2.4 本章小结
第3章 3D-HG神经支架的生物学效应
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 NPC的提取与培养
3.2.3 NPC生长状态、活性、干性、钙瞬态、分化行为的检测
3.2.4 NPC分化形成神经网络的检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 NPC培养结果
3.3.2 3D-HG神经支架的生物相容性
3.3.3 电刺激3D-HG对支架内NPC的影响
3.3.4 3D-HG对NPC分化后神经网络形成的影响
3.3.5 3D-HG内NPC来源神经细胞与外部细胞的连接
3.4 本章小结
第4章 3D-HG骨架宽度对NPC的尺寸效应研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 不同骨架宽度3D-HG的制备
4.2.3 NPC增殖、分化行为的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 骨架宽度对NPC增殖的影响
4.3.2 骨架宽度对NPC分化的影响
4.3.3 骨架宽度对NPC分化后神经网络形成的影响
4.4 本章小结
第5章 无线电刺激对NPC分化行为的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验仪器与试剂
5.2.2 二维石墨烯的制备与电磁感应装置的搭建
5.2.3 电刺激对NPC行为影响的检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 二维石墨烯的表征与感应电动势的检测
5.3.2 无线电刺激参数的探索与挑选
5.3.3 160 μA、串长1s、串间隔2s感应电流对NPC的影响
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 主要研究结论
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3020917
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 神经细胞与神经退行性疾病
1.2.1 神经细胞
1.2.2 神经退行性疾病
1.2.3 神经干细胞治疗
1.3 三维细胞支架
1.3.1 三维神经支架
1.3.2 石墨烯界面材料的生物学效应
1.3.3 三维石墨烯神经支架
1.4 微环境对神经细胞行为的影响
1.4.1 硬度对神经细胞行为的影响
1.4.2 表面形貌对神经细胞行为的影响
1.4.3 电刺激对神经细胞行为的影响
1.5 本论文的研究意义和主要内容
第2章 可控三维复合石墨烯（3D-HG）的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 可控三维镍-铜模板制备
2.2.3 3D-HG的CVD制备
2.2.4 3D-HG的表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 3D-HG的形貌
2.3.2 3D-HG的材质
2.3.3 3D-HG的导电性和柔牲
2.4 本章小结
第3章 3D-HG神经支架的生物学效应
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 NPC的提取与培养
3.2.3 NPC生长状态、活性、干性、钙瞬态、分化行为的检测
3.2.4 NPC分化形成神经网络的检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 NPC培养结果
3.3.2 3D-HG神经支架的生物相容性
3.3.3 电刺激3D-HG对支架内NPC的影响
3.3.4 3D-HG对NPC分化后神经网络形成的影响
3.3.5 3D-HG内NPC来源神经细胞与外部细胞的连接
3.4 本章小结
第4章 3D-HG骨架宽度对NPC的尺寸效应研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 不同骨架宽度3D-HG的制备
4.2.3 NPC增殖、分化行为的检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 骨架宽度对NPC增殖的影响
4.3.2 骨架宽度对NPC分化的影响
4.3.3 骨架宽度对NPC分化后神经网络形成的影响
4.4 本章小结
第5章 无线电刺激对NPC分化行为的影响
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验仪器与试剂
5.2.2 二维石墨烯的制备与电磁感应装置的搭建
5.2.3 电刺激对NPC行为影响的检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 二维石墨烯的表征与感应电动势的检测
5.3.2 无线电刺激参数的探索与挑选
5.3.3 160 μA、串长1s、串间隔2s感应电流对NPC的影响
5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
6.1 主要研究结论
6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3020917
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