基于細(xì)胞3D打印技術(shù)的腫瘤藥物篩選細(xì)胞芯片研究.pdf

1、多學(xué)科間的交叉融合是當(dāng)今科技發(fā)展的顯著特點(diǎn)。生物制造是生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)與制造學(xué)科交叉產(chǎn)生的一門新興學(xué)科,其最前沿領(lǐng)域是細(xì)胞3D打印技術(shù)?；诳焖俪尚图夹g(shù)和組織工程理論的細(xì)胞3D打印技術(shù),以及基于微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)和傳感器檢測技術(shù)的細(xì)胞芯片技術(shù),為組織工程學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、藥物篩選、環(huán)境監(jiān)測等研究領(lǐng)域擴(kuò)展了新的理論和技術(shù)空間。本文將細(xì)胞3D打印技術(shù)及細(xì)胞芯片技術(shù)相結(jié)合,將其應(yīng)用于抗腫瘤藥物的篩選中,探討細(xì)胞3D打印和

2、細(xì)胞芯片用于構(gòu)建體外三維藥物篩選模型的理論可能和技術(shù)方案。
　　首先,論文介紹了細(xì)胞3D打印技術(shù)、細(xì)胞芯片技術(shù)和藥物篩選技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,系統(tǒng)分析了細(xì)胞3D打印技術(shù)和細(xì)胞芯片技術(shù)應(yīng)用于抗腫瘤藥物篩選的技術(shù)可能。基于細(xì)胞3D打印的成型特點(diǎn)和細(xì)胞傳感器的測量原理,選取了細(xì)胞電阻抗傳感器中的叉指電極作為芯片表面?zhèn)鞲衅?。面向?xì)胞3D打印技術(shù),設(shè)計(jì)制作了一款適合細(xì)胞電生理檢測的細(xì)胞芯片,并對(duì)芯片性能進(jìn)行測試。
　　然后,分析了細(xì)胞

3、3D打印機(jī)的原理和系統(tǒng)組成。面向芯片表面支架打印及細(xì)胞電生理檢測,選取合適的混合基質(zhì)材料。研究了材料相容性、配比濃度、成型和固化特性及其對(duì)細(xì)胞電生理檢測的影響。
　　其次,根據(jù)細(xì)胞3D打印成型特點(diǎn)和細(xì)胞芯片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)了芯片表面支架結(jié)構(gòu)。著重討論了成型參數(shù)對(duì)基質(zhì)材料連續(xù)性、支架內(nèi)部微觀孔隙結(jié)構(gòu)及支架外部輪廓的影響。借助掃頻光學(xué)相干層析成像(SSOCT)獲取支架內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu),并通過免疫熒光染色觀察支架內(nèi)細(xì)胞生長狀況。
　　

4、最后,通過對(duì)比DMEM培養(yǎng)液、PBS溶液和鐵氰化鉀溶液三種電解液的檢測結(jié)果差異,選擇了合適的測試頻段和電解液。我們將腫瘤細(xì)胞在芯片表面組裝成型,對(duì)其進(jìn)行細(xì)胞阻抗測試,結(jié)果顯示細(xì)胞芯片能準(zhǔn)確檢測到支架內(nèi)細(xì)胞增殖引起的阻抗變化,與標(biāo)準(zhǔn)生化檢測法Alamar Blue檢測結(jié)果一致。進(jìn)而,我們?cè)趦山M叉指電極構(gòu)建的循環(huán)系統(tǒng)里分別組裝了肝細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞,檢測順鉑和環(huán)磷酰胺的抗腫瘤作用和肝毒性。結(jié)果顯示,細(xì)胞芯片能同步檢測到藥物對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用和