【摘 要】
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水凝胶微颗粒在生物医学领域的应用前景广阔,生物制剂可以通过各种制备技术包裹在预定义大小和形状的水凝胶微颗粒中。各向异性水凝胶微颗粒不同于各向同性微颗粒,具有特殊的形态和复杂的结构,能够在单一粒子实体中结合不同的功能。然而,目前大多数制备水凝胶微颗粒的方法只能制备具有一个维度或两个维度上的各向异性水凝胶微颗粒,而能得到三维各向异性的水凝胶微颗粒的制备方法存在许多局限性。此外,由于缺乏能在三维空间中精
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水凝胶微颗粒在生物医学领域的应用前景广阔,生物制剂可以通过各种制备技术包裹在预定义大小和形状的水凝胶微颗粒中。各向异性水凝胶微颗粒不同于各向同性微颗粒,具有特殊的形态和复杂的结构,能够在单一粒子实体中结合不同的功能。然而,目前大多数制备水凝胶微颗粒的方法只能制备具有一个维度或两个维度上的各向异性水凝胶微颗粒,而能得到三维各向异性的水凝胶微颗粒的制备方法存在许多局限性。此外,由于缺乏能在三维空间中精确控制形貌特征的各向异性基底,细胞与三维曲率微环境的交互作用尚未得到很好的研究。因此,需要新的技术用于制备具有可调结构和形态的单分散水凝胶微颗粒。本文提出了一种简单而有效的复合界面剪切（Compound interfacial shearing,CIS）工艺,可以可靠地生产具有可控形貌特征的单分散Janus微液滴。通过对Janus微液滴进行光聚合,并且对三相的界面张力和分散相流体的流量精确控制,制备了具有特定结构特征的PEGDA水凝胶微颗粒。通过增加并联或串联针头的数量,还可以制备三元或者四元Janus微液滴,甚至是四相流体体系下的Janus微液滴。利用油相分散相的内容物,对PEGDA水凝胶微颗粒进行表面修饰和内部梯度变化的荧光染色,显示出这些微颗粒具有几何和生化各向异性。此外,去除油相后,PEGDA水凝胶微颗粒的生物相容性得到确认。将MCF-7细胞包裹在PEGDA水凝胶微颗粒中获得了令人满意的细胞活性,并且在培养多天后,细胞表现出了 3D增殖的趋向并且保持高度活性。通过用RGDS偶联的PS微球修饰PEGDA水凝胶微颗粒,可以引导细胞粘附在微颗粒不同曲率的预定表面。本文中的研究表明,通过复合界面剪切工艺制备PEGDA水凝胶微颗粒可以可靠地控制尺寸和形貌特征,以实现三维空间上的细胞引导。
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