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细胞体外培养一直是生物组织工程领域研究的重要内容,有效的模拟组织细胞在体内所处的化学、物理和生物环境成为细胞体外培养首要解决的问题。细胞三维培养是指在模拟体内细胞的化学、物理和生物学条件下,在三维支架中进行细胞培养。与传统的体外二维细胞培养(2D培养)相比,体外三维细胞培养(3D培养)更接近细胞在体内生长的微环境。随着组织工程的发展,具有良好生物相容性的水凝胶已经广泛应用于体外细胞培养。水凝胶是一类含有亲水基团,能在水中溶胀而不溶解的具有三维网络结构的高分子聚合物,其独特结构以及高含水量与细胞外基质(ECM)结构性能类似。环糊精超分子水凝胶除了具有一般水凝胶的基本特性,还具有独特的自组装和分子识别特性,可以表现出良好的智能响应效应,如温度、光、pH值等刺激响应性。本课题基于β-环糊精(β-CD)和偶氮苯(Azo)的主客体作用,制备光响应智能凝胶微球,并在微球上引入RGD(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸,Arginine-Glycine-Aspartic acid),对其在细胞培养应用中做了初步探索。当在可见光照射下,由于RGD的存在,细胞在微球上表现出良好的吸附性,有利于细胞的培养；当在紫外光照射下,RGD随Azo从微球上脱离,导致细胞从微球上脱离,这有利于捕获培养的细胞。具体内容如下：1、枝接有β-CD的PEG交联P(MVE-alt-MA) (Poly(methyl vinyl ether-alt-maleic acid))凝胶微球的制备与表征。首先,通过酯化反应,将p-CD枝接到P (MVE-alt-MAH) (Poly(methyl vinyl ether-alt-maleic anhydride))上,然后用反相悬浮聚合法将PEG与P(MVE-alt-MA)-g-β-CD交联制备PEG交联P(MVE-alt-MA)-g-β-CD凝胶微球,通过光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)图片可知制备的凝胶微球表面相对光滑,粒径相对均一。2、将RGD与偶氮苯连接,通过β-CD与偶氮苯的主客体作用,将Azo-RGD修饰到制备的凝胶微球上,实现微球的光响应性。由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水,因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位,作为主体包络各种适当的客体,形成包合物及分子组装体系。偶氮苯在可见光照射下,呈反式结构,可进入β-CD内腔,自组装形成包合物,而在紫外光(UV)照射下,偶氮苯发生顺反异构转变,呈顺式结构,从β-CD内腔脱离,从而实现p-CD与偶氮苯在不同光照射下分离和吸附可控,继而实现制备的智能凝胶微球具有光响应性,控制细胞分离和吸附。为提高细胞在智能凝胶微球上的吸附,本课题还引入RGD,以实现细胞在微球表面更好的成长。3、利用制备的光响应智能凝胶微球培养卵巢癌SKOV3细胞,实现细胞的智能培养,分析比较细胞在不同光照下的活性、形貌、增殖情况。实验表明,相对于在紫外光照射下的智能微球,细胞在可见光照射下的智能微球表面表现出更好的粘附性。