CN104694467B - 一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，利用软光刻方法制备不带有通道结构的固化PDMS（聚二甲基硅氧烷）块，并将其浸泡在PF127溶液中6小时以上，去离子水冲洗后干燥，此时PDMS表面吸附的PF127分子会抑制细胞贴壁。在PF127(Pluronic F‑127)修饰后的PDMS表面进行电纺平行丝操作，在其表面修饰上平行的明胶/PLGA电纺丝，之后该PDMS块置于超净台内紫外灭菌，可用于细胞的1维生长培养。该方法无需昂贵的仪器设备，可实现一次性大面积修饰，具有操作简单、快速，实验成本低廉，环境友好，可与其它等优点。

Description

一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法
技术领域
本发明涉及聚合物表面的纳米修饰及其应用领域，具体涉及一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法。
背景技术
细胞的生长模式与其行为密切相关。根据生长维度的不同，其可以分为1维生长，2维生长，3维生长。其中2维生长是细胞在体外最常见的存在方式，即细胞以贴壁的方式生长在培养皿/瓶底部；3维生长是细胞在生物体内普遍存在的生长方式，为了模拟体内生长环境，细胞的体外3维培养也越来越受到人们的关注；1维生长是细胞的一种特殊存在模式，是指细胞在基质中只粘附在单根纤维丝上的生长状态，被认为与细胞的迁移、分化、间质化等多种行为有关。
目前，得到细胞1维生长的方法主要是在基底表面进行图案化修饰，使细胞只能在基底较为细长的区域内生长，其主要方法包括：印章法、激光刻蚀法、化学修饰法等等（JOURNAL OF CELL BIOLOGY卷:184期:4页:481-490DOI:10.1083/jcb.200810041）。尽管上述方法现在已经发展的较为成熟，但其需要专业化的昂贵仪器并且操作复杂，耗时长，这在很大程度上制约了它们的使用。
综上所述，发明一种简单、快速、易于操作、环境友好、并且价格低廉的细胞1维生长技术是具有十分重要意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，以解决以往细胞1维生长表面修饰技术中存在的操作复杂、价格昂贵等问题。
本发明提供了一种基于纳米电纺丝细胞1维生长的方法，该方法的具体步骤如下：
——利用软光刻方法制备不带有通道结构的固化PDMS（聚二甲基硅氧烷）块；
——将上述PDMS块用PF127(Pluronic F-127)溶液浸泡6小时以上，去离子水冲洗后烘干，得到PF127修饰后的PDMS；
——在PF127修饰后的PDMS表面进行纳米电纺丝操作，并利用平行板收集装置得到平行电纺丝；
——上述带有平行纳米电纺丝的PDMS块紫外灭菌后在其表面直接接种细胞悬液。
其中，PF127水溶液的质量百分浓度为0.2%，其浸泡过的PDMS表面会吸附一层PF127分子，该分子会抑制细胞在其表面贴附生长。所述的纳米电纺丝材料为明胶与PLGA（聚乳酸-羟基乙酸）混合的杂化材料，其实现方法是将明胶与PLGA共溶于三氟乙醇溶液中（明胶10%，PLGA8%），之后进行电纺丝操作。
本发明提供的基于纳米电纺的丝细胞1维生长的方法中，将非细胞粘附的PDMS表面与明胶电纺丝相结合，该表面接种细胞后，细胞只能选择性的在电纺丝区域生长。为了满足细胞1维生长的特性，本发明利用纺丝收集装置的控制，在PDMS表面形成平行丝，并调节平行丝密度，确保细胞在单根丝上生长。由于本发明中电纺丝的直径为500-800纳米，细胞在该纺丝上粘附生长符合1维生长条件。
使用本发明提供的方法进行表面纺丝修饰后，可以在纺丝两端滴加少量PDMS并固化，将纺丝固定在PDMS表面，防止其在细胞接种、更换培养基过程中被冲洗下来。
本发明提供的优点在于：
1、无需昂贵的刻蚀设备；
2、操作简单、快速；
3、可实现一次性大面积修饰；
4、实验成本低廉；
5、不涉及生物毒性有机试剂，环境友好；
附图说明
图1PDMS表面平行电纺丝表征（400倍）；
图2未经PF127处理PDMS表面修饰平行电纺丝后细胞生长状态（100倍）；
图3PF127处理后PDMS表面修饰平行电纺丝的细胞生长状态（100倍）。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。
实施例1
制备不带有通道结构的固化PDMS（聚二甲基硅氧烷）块，并将其浸泡在PF127溶液（浓度为0.2%）中12小时，去离子水冲洗后自然干燥，此时PDMS表面吸附的PF127分子会抑制细胞贴壁。在PF127修饰后的PDMS表面进行电纺平行丝操作，在其表面修饰上平行的明胶/PLGA电纺丝，将电纺丝两端用新的PDMS固定后该PDMS块置于超净台内紫外灭菌。实施例2
基于纳米电纺丝的细胞1维生长的方法的验证。本发明利用转入绿色荧光蛋白的间充质干细胞对电纺丝细胞1维生长表面进行考察。如图2所示，未经PF127处理PDMS表面修饰平行电纺丝，进行细胞培养，在48小时后细胞在其表面呈现明显的取向性，但细胞仍然会贴附在整个底面上，并且其伸展程度相对较低。而在本发明提供的细胞1维生长表面，细胞完全贴附在纺丝上生长，细胞由于完全伸展而变得细长，呈现出了典型的1维生长模式（图3）。

Claims (4)

1.一种基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
——利用软光刻方法制备不带有通道结构的固化PDMS块；
——将上述PDMS块用PF127溶液浸泡6小时以上，去离子水冲洗后烘干，得到PF127修饰后的PDMS；
——在PF127修饰后的PDMS表面进行纳米电纺丝操作，并利用平行板收集装置得到平行电纺丝；
——上述带有平行纳米电纺丝的PDMS块紫外灭菌后在其表面直接接种细胞悬液。
2.按照权利要求1所述基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，其特征在于：所述纳米电纺丝的材料为明胶与PLGA混合的杂化材料。
3.按照权利要求1所述基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，其特征在于：所述PF127溶液的质量百分浓度为0.2％。
4.按照权利要求1所述基于纳米电纺丝的细胞一维生长方法，其特征在于：细胞接种在带有平行纳米电纺丝的PDMS表面后，其只能在纳米纺丝区域粘附生长，呈现一维生长特性。
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