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微流控芯片技术是一种以内部为微米结构的芯片作为操作平台,并且可以把生物、物理、医学和化学等领域中的样品制备、分离和反应集中在这一小块芯片的技术。因为其尺寸小的特点,所以拥有很多优点如液体流动可控、体积轻巧、样品的使用以及药品的消耗少等,近年来已经成为了很多学科领域的重要研究方向。而目前无论是国内还是国外肿瘤药物研发的成本都较高,其成本大多都来自于体外检测阶段,在进入临床测试前基本要经过大量的重复的动物实验,而动物实验中除了上述的费用问题,还存在着伦理方面的问题以及动物的个体差异性问题,这是整个药物研发链的难题所在。故本课题基于微流控芯片作为细胞培养的平台,结合三维细胞培养技术以及水凝胶技术来建立一个简易的肿瘤评价模型,目的是逐步取代动物实验进行药物的体外检测。主要研究内容如下:1)简单地设计了一种半封闭式的芯片,以微阵柱列构成细胞培养腔室,从而减小流体剪切力对细胞的损害,并且还能保证细胞不会被液体冲走。其中上层材料为透气性好且具有生物相容性的聚二甲基硅氧烷(PDMS),下层以载玻片封底,为细胞的三维培养提供一个操作平台。2)为了给细胞提供一个良好的三维支架,N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)、丙烯酸(AA)、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)作为共聚单体制备得到了PNA温敏性水凝胶,由于温敏水凝胶拥有随温度的变化而发生相变的特性,故在细胞三维培养时的操作更为便利,另外在PNA水凝胶的基础上还进行了RGD短肽的接枝得到了PNA-RGD水凝胶,以探索RGD短肽对于细胞行为的影响。3)模型的初步建立:将SK-OV-3和Hep G2细胞分别与PNA水凝胶混合于芯片中培养,并测吸光值。根据结果SK-OV-3细胞在第4天处于生长对数期,Hep G2细胞在第6天处于生长对数期,分别选定在对数生长期用药处理。再分别将两种细胞与PNA-RGD水凝胶混合于芯片中培养,结果证明细胞在PNA-RGD中生长状态的比在PNA中的更好,说明了两种简单的多细胞球评价模型初步建立,并且RGD肽的接枝对细胞的生长和粘附起到促进作用。4)药敏检测:SK-OV-3细胞与PNA在芯片中培养4天后通入阿霉素,结果发现用药后细胞生长变缓,经分析5.00μg/m L实验组在72 h后出现了耐药性。SK-OV-3细胞又与PNA-RGD水凝胶在芯片中进行药敏测试,细胞受药物影响更为明显,并且2.00μg/m L组在72 h后便出现了耐药性。Hep G2细胞分别在PNA和PNA-RGD培养6天后通入阿霉素进行药敏测试。根据结果得出无论是在PNA中还是PNA-RGD中,药物对细胞团的抑制作用都随着浓度的增大而增强,并且都在浓度为5.00μg/m L时体现出了耐药性。根据SK-OV-3和Hep G2细胞的结果,两种简易的肿瘤评价模型成功建立,并且可用于药物的初步检测。另外根据结果分析可知,本实验中RGD肽不仅可以促进细胞的粘附和生长,另一方面还可以促进药物阿霉素对Hep G2细胞团的抑制作用。