基于流动微载体的三维细胞培养研究

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1、隶。轫大·璺硕士学位论文基于流动微载体的三维细胞培养研究研究生姓名：塞』瑾导师姓名：题空注塾握SUSPENSIoNMICRoCARRIERSFoRTHREE—DIMENSIoNALCELLCULTUREAThesisSubmittedtoSoutheastUniversi“√FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUWeiSuperVisedbyProfGUZhongzeAssociateProfZHA0YuanjinSchoolofBiologicalScience&MedicalEngineeringSouthea

2、stUniVers时Dec．2013东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：—掉日期：业东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，町以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内

3、容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：童一至堑导师签名：研究生签名：锣!』孑堑导师签名：日期：为i以／．fF摘要肝脏是人体的重要器官之一，现代社会，由于病毒侵害、过度饮酒和滥用药物等冈素，导致肝细胞大量坏死，肝功能发生严重障碍，最终造成了肝衰竭这一严重的疾病。目前生物犁人工肝支持治疗被认为是治疗严重肝病最有前景的方法。从生物人工肝存在的技术问题上来看，由于其结构和功能的复杂性和多样性，在体外对月下细胞功能的重建和肝细胞生长微环境的完

4、整模拟是非常困难的。然而，肝细胞球形聚集体的培养是在体外能够保证肝细胞长期维持正常表型和分化功能的一个重点。细胞在体内一般是在三维空间内迁移、增殖，而不以单层、二维的形式生长。传统的单层细胞培养技术指的是适刚于大多数贴壁依赖性细胞的体外细胞培养方法，其主要是通过一些传统的培养瓶、多层平板进行培养，但操作较繁琐，贴附面积有限，营养物质和氧气的传递较差，在实际生产中的应用极其有限。微载体通常是指那些能够使贴壁生长细胞悬浮培养的微珠。由丁-微载体培养技术具有独特的优势，如高比表面积；细胞所处环境均一；易监控培养系统环境条什以及观察微珠卜．细胞的生长情况等，掀起了三维细胞培养

5、的新高潮。现有的许多课题组开发的微载体或者商业化的微载体产品，大多结构简单且功能单一，只限于细胞黏附在其表面生长，无法真正模拟细胞在体内的生长状态，也不能满足现如今阐明一些重要的生物课题时需要的可区分多元分析评价的要求。本论文的研究工作主要是利用玻璃毛细管微流控技术开发了两种流动微载体，用于细胞的三维培养的研究，具体工作如下：(1)基丁微流控技术的微载体制各：设计并制作出适合于单乳液和双乳液的两种玻璃毛细管微流控装置，利用前者制各粒径均一、可控且单分散性好的光子晶体编码微载体，利用后者制备具有多个贯串多孔结构的流动微载体，并通过亲水性处理、纳米粒子掺杂、蛋白质分子吸附

6、等方法实现微载体的表面修饰。(2)光r晶体编码微载体的细胞培养研究：将水凝胶材料填充在光子晶体的问隙中形成杂交微载体，证明了光子品体微载体能实现高密度的细胞黏附，比较细胞在二维和三维培养条件_卜

7、的形貌差异，同时研究细胞黏附对微载体光谱变化的影响；在具有不同反射光谱的微载体内填充不同的生物材料，然后加入同一种细胞，通过细胞在微载体上的粘附情况米评价不同的生物材料对同‘种细胞的作用，构建了多元生物材料的评价体系平台。(3)ETPl、A多孔微载体的细胞培养研究：将经过不同表面处理的多孔微载体进行细胞培养实验，探索能够促进细胞团聚体生成的修饰方法，获得理想的高密度的肝细胞团

8、聚体；通过普通光镜、倒置荧光显微镜、扫描电子显微镜等方法对黏附在微载体内的细胞进行形貌表征，并检测了所培养细胞的生物学功能指标，如尿素合成、白蛋白分泌等。关键词：玻璃毛细管微流控，编码微载体，多孔微载体，三维细胞培养，多元生物评价AbstractLiVerisoneofthepivOtalimponanto曙ansinourhumanbody_However，factOrSsuchaSViruses，alcoholanddrugs，havethedirectdamagetotheIiver．TheynlaycausealargenumberofliV