【摘要】：惡性腫瘤作為世界上致死率最高的疾病之一,對(duì)人類生命健康造成的威脅日趨嚴(yán)重。為了攻克腫瘤治療難題,世界各國(guó)每年在抗腫瘤藥物的研發(fā)上均投入了大量的人力、物力和財(cái)力。雖然新研發(fā)的抗腫瘤藥物數(shù)目眾多,但是臨床轉(zhuǎn)化率較低。由于藥物篩選和藥效評(píng)估的研究模型目前主要依靠體外腫瘤細(xì)胞二維(2D)培養(yǎng),細(xì)胞2D培養(yǎng)與體內(nèi)復(fù)雜的生理病理環(huán)境相比,具有顯著性差異,從而導(dǎo)致體外研究與臨床試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差異。相較于腫瘤細(xì)胞2D培養(yǎng),三維(3D)腫瘤球更接近真實(shí)的體內(nèi)微環(huán)境,能夠還原體內(nèi)生理?xiàng)l件下細(xì)胞與細(xì)胞及細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)之間的相互作用,以及實(shí)體瘤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、O_2、pH、代謝廢物和生長(zhǎng)因子梯度。因此,3D腫瘤球逐漸成為最具代表性的體外細(xì)胞培養(yǎng)模型之一。目前,國(guó)內(nèi)外科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了很多行之有效的3D腫瘤球生成和培養(yǎng)方法,例如:懸浮培養(yǎng)法、非粘附表面培養(yǎng)法、懸滴法和微流體法等。然而這些方法均存在吞吐量低、成本高、需要特殊設(shè)備及專業(yè)操作人員等諸多問(wèn)題,嚴(yán)重制約了3D腫瘤球的簡(jiǎn)單、大批量、可控制備。近年來(lái),由于微孔陣列的結(jié)構(gòu)優(yōu)異性,能促進(jìn)細(xì)胞自發(fā)聚集,實(shí)現(xiàn)尺寸均一、大小可控的3D腫瘤球大規(guī)模生成和培養(yǎng),受到了諸多研究者的關(guān)注。微銑削法、氣體膨脹法、表面張力介導(dǎo)法、光刻法等多種方法已經(jīng)成功地應(yīng)用于微孔陣列的制備。然而現(xiàn)有的方法存在需要特定設(shè)備、耗時(shí)長(zhǎng)等一系列問(wèn)題,無(wú)法實(shí)現(xiàn)微孔陣列的簡(jiǎn)單可控制備。為了解決上述問(wèn)題,本研究提出了一種利用商業(yè)化不銹鋼通孔網(wǎng)將微球陣列化后作為模板,簡(jiǎn)便、高效制備聚二甲基硅氧烷(PDMS)微孔陣列的方法,并將其應(yīng)用于3D腫瘤球的生成,成功實(shí)現(xiàn)了滿足藥物篩選所需HepG2腫瘤球的高通量生成和培養(yǎng)。本實(shí)驗(yàn)開展了微孔陣列制備和尺寸結(jié)構(gòu)調(diào)控、3D腫瘤球生成和培養(yǎng)、3D腫瘤球回收,以及抗腫瘤藥物敏感性檢測(cè)四個(gè)方面的研究。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:1.基于樹脂微球和不銹鋼通孔陣列,簡(jiǎn)單、高效地制備了微球陣列,并以其為模板,成功實(shí)現(xiàn)了球腔型微孔陣列和通孔陣列的大規(guī)模制備。研究結(jié)果表明:通過(guò)調(diào)節(jié)微球尺寸,能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)300-700μm范圍內(nèi)任意球腔尺寸PDMS微孔陣列的制備;通過(guò)控制甩膠速度,能簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)微孔開口尺寸及球腔結(jié)構(gòu)的精確控制;通過(guò)將微球陣列制備成夾層結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)PDMS通孔陣列的制備。本實(shí)驗(yàn)所制備的300、400、500、600、700μm球腔型微孔陣列和通孔陣列,均具有尺寸均一、排列高度有序的特點(diǎn)。2.利用球腔型PDMS微孔陣列,成功實(shí)現(xiàn)了不同尺寸HepG2腫瘤球的可控培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過(guò)改變微孔尺寸,實(shí)現(xiàn)了224.2±10.8、320.0±10.8、349.8±11.1、380.1±24.5和410.4±15.4μm 5種尺寸HepG2腫瘤球的簡(jiǎn)單、可控、高通量生成和培養(yǎng)。培養(yǎng)3天后,細(xì)胞活力均在92%以上,能夠滿足生物醫(yī)療領(lǐng)域研究的需求。3.利用PDMS通孔陣列,成功制得通孔腫瘤球培養(yǎng)芯片,用于3D腫瘤球培養(yǎng)和低損傷回收。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:利用通孔腫瘤球培養(yǎng)芯片成功制備了尺寸均勻的3D腫瘤球;利用倒吹的方法,能夠回收得到細(xì)胞活力高、骨架完整且連接緊密的3D腫瘤球細(xì)胞。4.利用微孔陣列培養(yǎng)的HepG2腫瘤球,進(jìn)行了抗腫瘤藥物阿霉素(Dox)的藥物敏感性檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:3D腫瘤球中細(xì)胞的存活率隨藥物濃度的增大而下降,當(dāng)Dox濃度超過(guò)半數(shù)致死量(LC50 8.0μg mL~(-1))時(shí),3D腫瘤球的生長(zhǎng)受到明顯抑制。因此,本實(shí)驗(yàn)所提出的3D腫瘤球簡(jiǎn)單、高效生成和培養(yǎng)方法,有望在抗腫瘤藥物篩選和藥效評(píng)估等生物實(shí)驗(yàn)中大規(guī)模推廣應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q813.11

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳銀霞;紀(jì)獻(xiàn)兵;;納米碳酸鈣的可控制備研究[J];化工技術(shù)與開發(fā);2013年08期

2 肖湘衡;趙新月;馮輝;;納米陣列的可控制備技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的開展[J];大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);2013年01期

3 熊述元;;中科院上海硅酸鹽所實(shí)現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)可控制備和組裝[J];半導(dǎo)體信息;2006年05期

4 ;膜分散微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器可控制備納米顆粒[J];無(wú)機(jī)鹽工業(yè);2008年12期

5 高妮妮;;關(guān)于三維石墨烯基多功能材料可控制備與性能的分析[J];科技與創(chuàng)新;2018年07期

6 張婉梨;麥梓陽(yáng);吳蔓紅;葛春玉;陳如麒;楊思源;陳曉玲;劉澤鵬;;二氧化鈦陣列負(fù)載氯化銀的可控制備及光電性能研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2018年02期

7 ;新材料與新工藝[J];軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品;2015年03期

8 張潔;陳金偉;羅艷;陳奕含;Maryam Kiani;魏小洋;羅瑞;王剛;王瑞林;;二維氮化鎢納米片催化劑的可控制備及其氧還原性能研究（英文）[J];Science China Materials;2018年12期

9 王淼;曾曉飛;王潔欣;鄒海魁;初廣文;陳建峰;;超重力法納米材料的可控制備與應(yīng)用[J];新材料產(chǎn)業(yè);2015年08期

10 馮華君;唐芳瓊;;新型納米熒光及其復(fù)合材料的可控制備和表征[J];感光科學(xué)與光化學(xué);2006年06期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 魏大程;;石墨烯結(jié)的可控制備及其器件應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第4分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

2 翟天佑;;二維原子晶體的可控制備與光電性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第30屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集-第三十六分會(huì)：納米材料合成與組裝[C];2016年

3 翟天佑;;二維原子晶體的可控制備與光電性能研究[A];第十四屆固態(tài)化學(xué)與無(wú)機(jī)合成學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2016年

4 周華鋒;馬全紅;丁藝;夏強(qiáng);郝曉幀;顧寧;;咪喹莫特納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體的可控制備及表征[A];2005年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國(guó)會(huì)議論文摘要集[C];2005年

5 翟天佑;;低維無(wú)機(jī)晶態(tài)材料的可控制備與光電性能研究[A];第七屆全國(guó)物理無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2016年

6 張立德;;納米材料的可控制備與表征[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)超微顆粒專委會(huì)2011年年會(huì)暨第七屆海峽兩岸超微顆粒學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2011年

7 褚良銀;;分級(jí)多孔結(jié)構(gòu)單分散顆粒的可控制備[A];2015年中國(guó)化工學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2015年

8 劉暢;侯鵬翔;成會(huì)明;;單一導(dǎo)電屬性單壁碳納米管的可控制備[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第30分會(huì)：低維碳材料[C];2014年

9 彭生杰;茍興龍;張莉;陳軍;;三元硫?qū)倩衔锛{/微米結(jié)構(gòu)的可控制備[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無(wú)機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

10 翟天佑;;低維無(wú)機(jī)晶態(tài)材料的可控制備與光電性能研究[A];“一帶一路，引領(lǐng)西部發(fā)展”——2017年中西部地區(qū)無(wú)機(jī)化學(xué)化工學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者 桂運(yùn)安 通訊員 蔣家平;中科大實(shí)現(xiàn)微納米仿生器件可控制備[N];安徽日?qǐng)?bào);2015年

2 劉樹云;鐵填充碳納米管實(shí)現(xiàn)可控制備[N];中國(guó)化工報(bào);2007年

3 本報(bào)通訊員 黑組軒;科研生涯中的堅(jiān)守與責(zé)任[N];中國(guó)組織人事報(bào);2014年

4 劉向東;碳納米管可控制備有新方法[N];中國(guó)化工報(bào);2007年

5 記者 楊靖;我科學(xué)家攻克單壁碳納米管結(jié)構(gòu)可控制備關(guān)鍵技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

6 銅仁日?qǐng)?bào)融媒體記者 王婷婷;我市科技創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展[N];銅仁日?qǐng)?bào);2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 劉昌;鎢青銅納米線的可控制備及其電離子耦合輸運(yùn)[D];湖南師范大學(xué);2018年

2 劉鵬程;層狀釩氧化物電極材料的微—納結(jié)構(gòu)可控制備及電化學(xué)性能[D];南京航空航天大學(xué);2017年

3 于波;金屬磷酸鹽的可控制備及其催化應(yīng)用[D];大連交通大學(xué);2018年

4 劉國(guó)亮;低維金屬硫化物的形貌可控制備、表面修飾與催化性能研究[D];武漢大學(xué);2015年

5 韓延?xùn)|;St(?)ber法二氧化硅粒子生長(zhǎng)機(jī)制及可控制備的研究[D];吉林大學(xué);2018年

6 趙蕓;層狀雙金屬氫氧化物及氧化物的可控制備和應(yīng)用研究[D];北京化工大學(xué);2002年

7 曹敏花;低維納米結(jié)構(gòu)材料的可控制備與性能研究[D];東北師范大學(xué);2005年

8 羅述東;氮化銦一維納/微米結(jié)構(gòu)的可控制備和表征[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（物理研究所）;2006年

9 王彥昌;復(fù)合金屬氫氧化物類材料的形貌可控制備及其應(yīng)用探索[D];北京化工大學(xué);2008年

10 王澤高;石墨烯薄膜與還原氧化石墨烯粉末的可控制備及摻雜效應(yīng)研究[D];電子科技大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李紫秀;微孔陣列的可控制備及其在細(xì)胞三維培養(yǎng)方面的應(yīng)用[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2019年

2 高萬(wàn)冬;二維過(guò)渡金屬硫族化合物材料的可控制備[D];浙江工業(yè)大學(xué);2018年

3 林葉茂;過(guò)渡金屬硫化物和硒化物可控制備及其在鋰/鈉電池負(fù)極中的應(yīng)用[D];深圳大學(xué);2018年

4 彭廣政;鈰基稀土氧化物納米結(jié)構(gòu)可控制備及性能研究[D];安徽大學(xué);2019年

5 韓瑞敏;生物質(zhì)衍生碳及異質(zhì)原子摻雜多孔碳的可控制備及儲(chǔ)鈉性能研究[D];河南師范大學(xué);2018年

6 張愛(ài)健;多孔碳基固體磺酸顆粒的可控制備與應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2018年

7 田佳月;特殊形態(tài)稀土磷酸鹽和鉬酸鹽發(fā)光材料的可控制備及性能研究[D];河北大學(xué);2018年

8 楊培培;金屬及金屬氧化物膠體納米顆粒團(tuán)簇的可控制備及其應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2018年

9 葉曉春;煤礦固體廢棄物泡沫隔熱陶瓷組成與性能一體化設(shè)計(jì)和制備[D];南昌大學(xué);2018年

10 劉宿縣;幾種納米電催化劑的可控制備及其析氧性能研究[D];江蘇大學(xué);2018年

，

本文編號(hào)：2613027