可控微纳结构界面对血管壁成分细胞的选择性影响

摘要

本文采用飞秒激光加工技术，在316L不锈钢基底上构建出仿生微纳拓扑结构界面，采用扫描电子显微镜SEM和接触角测量等方法对仿生微纳拓扑结构进行了分析与测试，通过在微纳拓扑结构表面进行体外人脐静脉内皮细胞培养实验、鼠脑微血管内皮细胞培养实验及鼠胸主动脉平滑肌细胞培养实验。重点研究了该仿生微纳拓扑结构界面对细胞生长的影响，目的在于寻求得到一种能够同时调控血管内皮细胞与平滑肌细胞生长行为的微纳拓扑结构界面，为血管支架材料表面设计提供参考。
　　人脐静脉内皮细胞的体外培养实验表明，316L不锈钢具有良好的细胞相容性，适合于细胞的粘附、生长和增殖，该仿生微纳拓扑结构可以有效地调控HUVECs的生长形态并促进细胞的增殖活性。通过形态学分析进一步得知，微纳拓扑结构的存在加强了对HUVECs取向的调控作用即该仿生微纳拓扑结构有利于促进植入材料的内皮化。
　　鼠脑微血管内皮细胞BMVECs-F5的体外培养生长取向分析实验表明，仿生微纳拓扑结构区域上的细胞在沿条纹方向上存在明显的取向，而抛光区域的细胞则无明显取向。微纳拓扑结构区域的细胞的铺展明显要比光滑区域的细胞更加紧密，可以证实微纳拓扑结构界面有利于内皮细胞的粘附、铺展及取向生长。即该仿生微纳拓扑结构有利于促进植入材料的内皮化。
　　大鼠胸主动脉平滑肌细胞SMCs-F5的培养实验表明，随着培养时间的增加，SMCs已经在各样品表面粘附并铺展开来，培养3天后，细胞在抛光样品表面的铺展面积百分比领先于微纳拓扑结构样品表面的细胞面积百分比。CCK-8实验表明，培养3天后，微纳拓扑结构样品表面的细胞增殖活性较低，即微纳拓扑结构对平滑肌细胞的铺展与增殖均无明显促进作用。

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中英文缩略词对照表

第一章 绪论

1 .1 引言

1 .2 血管壁结构及血管内皮细胞、平滑肌细胞的主要功能

1 .3 材料界面对细胞行为的影响与研究现状

1 .4 材料表面改性方法

1 .5 课题研究目的及意义

1 .6 研究内容及方案

第二章 可控微纳结构界面的构建与表征

2 .1 实验试剂和实验仪器

2 .2 血管内皮细胞与平滑肌细胞的微尺度形貌观察

2.3 316L不锈钢微纳拓扑结构界面的构建

2.4 316L不锈钢微纳拓扑结构界面的表征

2 .5结果分析与讨论

2 .6 本章小结

第三章 可控微纳结构界面对脐静脉内皮细胞生物学行为的影响

3 .1 实验试剂和实验仪器

3 .2 实验方法

3 .3 脐静脉内皮细胞的实验结果

3 .4 本章小结

第四章 可控微纳结构界面对脑微血管内皮细胞生物学行为的影响

4 .1 实验试剂和实验仪器

4 .2 实验方法

4 .3 鼠脑微血管内皮细胞的实验结果

4 .4 本章小结

第五章可控微纳结构界面对血管平滑肌细胞生物学行为的影响

5 .1 实验试剂和实验仪器

5 .2 实验方法

5 .3 平滑肌细胞的实验结果

5 .4 本章小结

第六章 结论

6 .1 主要结论

6 .2 创新点与展望

参考文献

致谢