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

论文摘要

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。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 恶性肿瘤流行病学现状
•   1.2 生物材料界面影响细胞行为的研究现状
•   1.3 仿生生物材料界面的发展
•   1.4 选题依据及研究思路
• 第二章 PDMS表面仿生微图案化构筑及表征
•   2.1 材料和方法
•     2.1.1 材料
•     2.1.2 仿生micropatterned PDMS表面的构筑
•     2.1.3 物理表征
•   2.2 结果
•     2.2.1 扫描电镜观察结果
•     2.2.2 表面形貌及粗糙度结果
•     2.2.3 表面润湿性能观察结果
•   2.3 讨论
•   2.4 小结
• 第三章 仿生micropatterned PDMS表面对Cal-27 细胞及Hela细胞的影响
•   3.1 材料和方法
•     3.1.1 实验材料和设备
•     3.1.2 实验方法
•   3.2 结果
•     3.2.1 MTT实验结果
•     3.2.2 扫描电镜观察结果
•     3.2.3 荧光显微镜观察结果
•   3.3 讨论
•   3.4 小结
• 第四章 总结
•   4.1 主要结论
•   4.2 研究展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢
• 病例报告

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王学锋

导师: 刘斌,王晓龙

关键词: 仿生,微图案化,表面,和细胞

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,肿瘤学

单位: 兰州大学

分类号: R73-3;Q811

总页数: 58

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