基于免疫反應調(diào)控細胞在生物材料中的三維遷移行為.pdf

1、細胞遷移作為細胞的基本功能之一，與人類及動物的生物學和生理學行為息息相關。其中，細胞在三維環(huán)境下的遷移行為可以更好地描述細胞在體內(nèi)的真實生理過程，是組織工程與再生醫(yī)學領域中的重點和難點。本文構建了全新的模型，借用Transwell小室研究不同種類細胞基于免疫反應向傳統(tǒng)支架材料和刺激響應智能水凝膠材料中的遷移行為。
　　本文首先采用50 ng/mL干擾素IFN-γ和不同濃度的脂多糖LPS(0-300 ng/mL)對原代巨噬細胞(M0

2、)進行極化，分泌細胞因子（TNF-α和VEGF)誘導內(nèi)皮細胞向膠原-殼聚糖材料中進行遷移。通過激光共聚焦顯微鏡表征發(fā)現(xiàn)，隨著LPS濃度的提高，內(nèi)皮細胞可以向-10℃冷凍干燥支架材料中更深的區(qū)域遷移，且該變化趨勢與TNF-α的濃度變化趨勢相一致。另外，在50 ng/mL IFN-γ和300 ng/mL LPS條件下，刺激巨噬細胞來誘導內(nèi)皮細胞向不同孔結構膠原-殼聚糖支架材料中遷移試驗中發(fā)現(xiàn):內(nèi)皮細胞在-10℃支架（186.7±15.0μm

3、）比在-20℃支架（108.1±13.0μm）中更容易遷移至更深的區(qū)域，證明了材料的孔徑對于細胞三維遷移有著重要的影響。
　　為了研究pH響應性智能材料在外界環(huán)境pH改變的情況下對不同種類細胞三維遷移的影響，制備了碳碳雙鍵和席夫堿鍵交聯(lián)的雙網(wǎng)絡水凝膠，并將該水凝膠置于不同的pH緩沖液（pH7.4和pH5）處理。結果發(fā)現(xiàn)，pH5處理后的水凝膠其溶脹率和網(wǎng)格大小有所提高，但是機械性能卻明顯降低。利用激光共聚焦顯微鏡研究不同種類細胞基于

4、免疫反應向不同pH緩沖液處理的材料中三維遷移行為，結果發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞(ECs)在pH5處理后的水凝膠中比在pH7.4處理后的水凝膠中更容易遷移至更深的區(qū)域，而骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)細胞則在pH7.4緩沖液處理后的水凝膠中遷移更深的距離。
　　除了pH響應性材料外，光響應材料也是智能響應材料中應用比較廣泛的一種。本文制備了碳碳雙鍵和香豆素基團光二聚交聯(lián)的雙網(wǎng)絡水凝膠，并將該水凝膠在波長為λ=254nm的光下處理。結果發(fā)現(xiàn)，光處