生物材料表面微结构对循环肿瘤细胞粘附、增殖及捕获率的影响

摘要

目的探讨不同材料界面微观结构对循环肿瘤细胞(CTC)粘附、增殖及捕获率的影响。方法采用真空辅助软压印、水热法制备微米结构、纳米结构、微纳结构TiO2基底,连同氟掺杂氧化锡(FTO)玻璃共4种基底,修饰上皮细胞黏附分子抗体(anti-EpCAM)后进行人乳腺癌细胞系MCF-7和人宫颈癌细胞Hela的捕获实验,扫描电镜观察捕获细胞的形貌特征,荧光显微镜分析细胞增殖情况及捕获率。结果在微纳结构中,微米柱与纳米线在促进细胞粘附和铺展上具有协同作用,当微米柱间距合适时,细胞呈扁平状完全摊开。在捕获细胞孵育24 h后,微纳结构表面的细胞呈现明显增殖,细胞密度最大,单位面积细胞数为170个,明显多于其他3种结构界面(P<0.01)。随着孵育时间(30~60min)的延长,4种结构表面的捕获细胞逐渐增多(P<0.01),60 min后细胞捕获率基本不再增加;孵育60 min时,微纳结构的细胞捕获率最高,光滑表面则最低(P<0.01),且4种结构对Hela的捕获率均显著低于MCF-7(P<0.01)。结论相对于光滑表面、微米和纳米结构表面,仿荷叶微纳结构表面最有利于CTC粘附、铺展和增殖,具有最高的细胞捕获率。