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可构建不同三维微环境的细胞培养芯片设计与制作 被引量：3
1
作者 陈淑豪 刘冲 +2 位作者 丁来钱 何玫娟 李经民 《机电工程技术》 2020年第10期167-170,共4页
为模拟在体微环境,设计并制作了一种可建立不同小分子浓度梯度三维微环境的细胞培养微流控芯片。通过建模与仿真优化设计了芯片封装三维生物水凝胶的微结构,确定了效果最佳的圆形微柱。利用微加工技术制作芯片,设计实验验证了芯片上不... 为模拟在体微环境,设计并制作了一种可建立不同小分子浓度梯度三维微环境的细胞培养微流控芯片。通过建模与仿真优化设计了芯片封装三维生物水凝胶的微结构,确定了效果最佳的圆形微柱。利用微加工技术制作芯片,设计实验验证了芯片上不同微环境的构建。在对称的芯片两侧,可调控外侧旁通道培养液成分形成多种不同小分子浓度分布的三维微环境。该芯片可用于样本的重复对比实验,为细胞与微环境相互作用机制的研究提供一个新的技术平台。 展开更多
关键词 微流控芯片 三维微环境 细胞培养 微柱
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生物制造领域的机遇与挑战:发展类器官构建及培养的新技术 被引量：3
2
作者 王思涵 裴雪涛 李艳华 《中国生物化学与分子生物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期312-319,共8页
类器官构建及培养技术是近年来新兴的前沿性科学技术,该技术已经被广泛用到组织器官发育、疾病发病机制、药物开发和再生医学等领域的研究之中。干细胞及组织器官发育分化调控的研究成果为类器官构建及培养技术的建立提供了重要的信息... 类器官构建及培养技术是近年来新兴的前沿性科学技术,该技术已经被广泛用到组织器官发育、疾病发病机制、药物开发和再生医学等领域的研究之中。干细胞及组织器官发育分化调控的研究成果为类器官构建及培养技术的建立提供了重要的信息。体外借助细胞外基质成分及细胞因子等构建出适宜于干细胞增殖、分化的三维微环境是类器官构建及培养技术的核心。在适宜的微环境中,干细胞及其分化的多种类型细胞可通过自组织形成与体内相应组织结构和功能相似的类器官。当前,多种类型的类器官构建及培养技术虽然得到广泛应用,但其技术体系仍具有操作的复杂性、产量的不确定性及获得的类器官结构和功能与体内组织存在较大差异性等难题。生物制造领域先进技术的引入推动了类器官技术的发展。本文将综述基质成分与细胞因子构建的三维微环境的研究进展,并讨论生物制造领域的先进技术在类器官构建与培养技术中的应用,例如微孔限定的培养技术可以控制类器官的生长发育,能用于制备大小均一及生物学特性相似的类器官;图案化技术使细胞按图案特征响应性地增殖与分化,可以精准控制类器官的生成;三维生物打印技术可以精确组装各类细胞,有助于构建具有复杂结构和区域特异性的类器官。类器官构建及培养技术是一个新兴的多学科交叉的创新技术,但是还应该看到其技术体系仍有待进一步改进及提升,以获得可准确展现体内相应组织器官结构和功能的类器官。 展开更多
关键词 类器官 三维微环境 干细胞 生物制造
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骨髓间充质干细胞向软骨细胞定向分化的研究进展
3
作者 何芒 李宁 夏磊 《河南医学研究》 CAS 2015年第12期58-61,共4页
人体关节软骨的自身修复能力有限，目前关节软骨损伤后的临床治疗效果仍不够理想。软骨组织工程的提出为软骨损伤修复提供了新的选择，骨髓间充质干细胞（bone marrow derived mesenchymal stem cells, BMSCs）是成体干细胞中的一种，... 人体关节软骨的自身修复能力有限，目前关节软骨损伤后的临床治疗效果仍不够理想。软骨组织工程的提出为软骨损伤修复提供了新的选择，骨髓间充质干细胞（bone marrow derived mesenchymal stem cells, BMSCs）是成体干细胞中的一种，其来源充足， 展开更多
关键词 骨髓间充质干细胞 培养分离方法 诱导分化方法 三维培养微环境
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生物三维打印类细胞外基质硬度对骨髓间充质干细胞向皮肤附属器细胞分化的影响 被引量：3
4
作者 恩和吉日嘎拉 张熠杰 +4 位作者 李建军 姚斌 宋薇 黄沙 付小兵 《中华烧伤杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1013-1023,共11页
目的观察生物三维打印类细胞外基质(ECM)硬度对骨髓间充质干细胞(BMSC)向皮肤附属器细胞分化的影响。方法(1)分别将1 g海藻酸钠和4 g明胶、3 g海藻酸钠和8 g明胶混匀,混合物分别溶于100 mL超纯水中,配制2种海藻酸钠-明胶复合水凝胶,分... 目的观察生物三维打印类细胞外基质(ECM)硬度对骨髓间充质干细胞(BMSC)向皮肤附属器细胞分化的影响。方法(1)分别将1 g海藻酸钠和4 g明胶、3 g海藻酸钠和8 g明胶混匀,混合物分别溶于100 mL超纯水中,配制2种海藻酸钠-明胶复合水凝胶,分别命名为1A4G水凝胶、3A8G水凝胶,用于后续实验。观察2种水凝胶室温下、4℃冷凝15~30 min(冷凝条件下同)后、冷凝且用25 g/L氯化钙溶液交联(交联条件下同)后、冷凝后且用生物三维打印机(三维打印仪器下同)进行三维打印且交联后形态。取2种水凝胶冷凝并交联后,采用杨氏模量测定仪检测杨氏模量(硬度),样本数为3。取2种水凝胶交联并冷冻干燥,用扫描电子显微镜观察其孔隙结构。取2种水凝胶交联并冷冻干燥,用无水乙醇置换法检测孔隙率,样本数为3。(2)从20只1周龄雌雄不限C57BL/6小鼠股骨和胫骨中分离培养BMSC,取第2代细胞进行实验。分别将1.0×107个/mL的BMSC单细胞悬液与1A4G水凝胶、3A8G水凝胶以1∶9的体积比充分混匀,制备载BMSC的1A4G水凝胶、载BMSC的3A8G水凝胶,进行三维打印,1 mL载细胞水凝胶(打印用量下同)打印1块,交联后加入间充质干细胞(MSC)专用培养基培养。根据水凝胶不同,将打印块分为1A4G组和3A8G组。取2组打印块各1块,培养7 d,采用细胞活/死试剂盒计数50倍视野下活、死细胞。取2组打印块各9块,另将9孔用2 mL MSC专用培养基培养的每孔1.0×106个BMSC设为二维培养组。分别于培养1、3、5 d,1A4G组与3A8G组各取3块打印块、二维培养组取3孔细胞,用细胞计数试剂盒8法检测培养液中吸光度值,以此表示细胞增殖活性。(3)同实验(2)制备载BMSC的1A4G水凝胶、载BMSC的3A8G水凝胶各10 mL,分别加入从10只新生1 d雌雄不明C57BL/6小鼠提取的足趾垫匀浆液各0.5 mL混匀进行三维打印及交联,加入MSC专用培养基培养3 d,更换为汗腺专用培养基培养。根据水凝胶不同,将打印块分为1A4G组和3A8G组。汗腺专用培养基培养7 d,采用免疫荧光法检测2组打印块中细胞的上皮细胞表面标志物细胞角蛋白5(CK5)和CK14、汗腺细胞表面标志物CK18和钠钾ATP酶(NKA)、毛囊细胞表面标志物CK17和碱性磷酸酶(ALP)蛋白表达,实时荧光定量反转录PCR法检测2组打印块中细胞的CK5、CK14、CK18、NKA(检测ATP1a1转录本)、CK17、ALP mRNA表达(样本数为3)。对数据行独立样本t检验、Fisher确切概率法检验、析因设计方差分析及Bonferroni法。结果(1)与3A8G水凝胶比较,1A4G水凝胶室温下黏度稍低、流动性稍好。2种水凝胶冷凝后均呈凝胶状,在此基础上,交联后形状均匀规则,经三维打印且交联后为固态的纵横交错的圆柱块。1A4G水凝胶杨氏模量为(52±6)kPa,明显低于3A8G水凝胶的(218±5)kPa(t=40.470,P<0.01)。2种水凝胶孔隙结构相似,横断面均呈多孔网状结构;2种水凝胶的孔隙率相近(t=0.930,P>0.05)。(2)培养7 d,1A4G组和3A8G组打印块中活、死细胞分布相近(P>0.05),绝大部分为活细胞。培养1、3、5 d,1A4G组和3A8G组打印块及二维培养组培养液中吸光度值两两比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。与组内培养1 d比较,1A4G组、3A8G组打印块培养3、5 d培养液中吸光度值均明显升高(P<0.05或P<0.01),二维培养组细胞培养5 d培养液中吸光度值明显升高(P<0.01);与组内培养3 d比较,1A4G组、3A8G组打印块及二维培养组细胞培养5 d培养液中吸光度值均明显升高(P<0.01)。(3)汗腺专用培养基培养7 d,2组打印块中细胞均可见CK5、CK14、CK18、NKA、CK17、ALP蛋白表达。汗腺专用培养基培养7 d,2组打印块中细胞的CK5、CK14、CK18、NKA mRNA表达量相近(t=0.362、0.807、0.223、1.356,P>0.05);3A8G组打印块中细胞的CK17、ALP mRNA表达量分别为1.96±0.21、55.57±11.49,均明显高于1A4G组的1.05±0.42、2.01±0.27(t=3.333、8.074,P<0.05或P<0.01)。结论1A4G水凝胶和3A8G水凝胶三维培养的BMSC均有向汗腺细胞分化的趋势,但3A8G水凝胶三维培养的BMSC向毛囊细胞分化的趋势比1A4G水凝胶明显。提示相对高的生物三维打印类ECM硬度,不仅有利于BMSC向汗腺细胞分化,还有利于其向毛囊细胞分化。 展开更多
关键词 间质干细胞 硬度 生物三维打印 类细胞外基质 三维微环境 皮肤附属器
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