| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 组织工程的概念、意义及面临的问题 | 第14-17页 |
| 1.2 体内细胞的物理微环境 | 第17-22页 |
| 1.2.1 体内细胞微环境的概念 | 第17-18页 |
| 1.2.2 体内细胞微环境的微纳拓扑结构 | 第18-20页 |
| 1.2.3 体内细胞微环境的刚度 | 第20页 |
| 1.2.4 体内细胞微环境的其他物理属性 | 第20-22页 |
| 1.2.4.1 应力与应变 | 第20页 |
| 1.2.4.2 锚着点密度 | 第20-22页 |
| 1.2.4.3 尺度与维度 | 第22页 |
| 1.3 拓扑结构及刚度应用于组织工程的研究现状 | 第22-26页 |
| 1.3.1 拓扑结构引发的细胞的接触引导、定向迁移及分化 | 第22-25页 |
| 1.3.2 刚度引发的细胞的趋硬性、图形化及分化 | 第25-26页 |
| 1.4 本课题的研究内容和目标 | 第26-28页 |
| 1.5 本文的结构安排 | 第28-30页 |
| 第2章 拓扑结构和刚度调控细胞取向和迁移的机理 | 第30-44页 |
| 2.1 细胞骨架、黏着斑及胞间连接 | 第30-33页 |
| 2.1.1 细胞骨架的微观结构 | 第30-31页 |
| 2.1.2 黏着斑的微观结构 | 第31-33页 |
| 2.1.3 胞间连接的微观结构 | 第33页 |
| 2.2 细胞与基底的力的作用 | 第33-40页 |
| 2.2.1 单细胞计算力学模型 | 第33-35页 |
| 2.2.2 细胞与基底作用的力学模型 | 第35-36页 |
| 2.2.3 单细胞迁移的理论模型 | 第36-39页 |
| 2.2.3.1 基于细胞骨架的单细胞迁移模型 | 第37-38页 |
| 2.2.3.2 基于渗透压的单细胞迁移模型 | 第38-39页 |
| 2.2.4 单细胞取向模型 | 第39-40页 |
| 2.2.4.1 单细胞取向的一般模型 | 第39页 |
| 2.2.4.2 各向异性拓扑结构诱导的细胞取向模型 | 第39-40页 |
| 2.3 细胞与细胞的力的作用 | 第40-44页 |
| 2.3.1 多细胞迁移的力学模型 | 第40-42页 |
| 2.3.1.1 多细胞迁移的一般模型 | 第40-42页 |
| 2.3.1.2 各向异性拓扑结构和刚度诱导的细胞迁移的力学模型 | 第42页 |
| 2.3.2 多细胞取向的力学模型 | 第42-44页 |
| 2.3.2.1 多细胞取向的一般模型 | 第42页 |
| 2.3.2.2 各向异性拓扑结构和刚度诱导的细胞取向的力学模型 | 第42-44页 |
| 第3章 基于拓扑结构和刚度的环形骨骼肌组织工程 | 第44-70页 |
| 3.1 引言 | 第44-46页 |
| 3.1.1 骨骼肌的结构 | 第44-45页 |
| 3.1.2 骨骼肌的形成 | 第45页 |
| 3.1.3 环形骨骼肌的结构与功能 | 第45-46页 |
| 3.2 环形基底拓扑结构和刚度的设计与加工 | 第46-49页 |
| 3.2.1 环形拓扑结构及刚度的设计 | 第46-48页 |
| 3.2.2 环形拓扑结构与刚度的加工 | 第48-49页 |
| 3.3 基于环形基底的细胞图形化 | 第49-55页 |
| 3.3.1 细胞培养及荧光染色 | 第49-50页 |
| 3.3.2 数据处理及统计分析 | 第50-51页 |
| 3.3.3 细胞在环形基底上的分布 | 第51-55页 |
| 3.4 基于环形基底的细胞取向 | 第55-66页 |
| 3.4.1 实验参数的定义 | 第55-57页 |
| 3.4.1.1 沟槽方向、曲率、尺度及平行度 | 第55-56页 |
| 3.4.1.2 细胞的形状、取向角及取向度 | 第56-57页 |
| 3.4.2 曲率、尺度及平行度对细胞取向影响的实验分析 | 第57-62页 |
| 3.4.2.1 曲率不影响细胞的取向 | 第57-58页 |
| 3.4.2.2 尺度显著影响细胞的取向 | 第58-59页 |
| 3.4.2.3 平行度显著影响细胞的取向和形状 | 第59-62页 |
| 3.4.3 曲率、尺度及平行度对细胞取向影响的机理分析 | 第62-66页 |
| 3.4.3.1 单细胞固态弹性体和群体细胞趋力性模型的建立 | 第62-63页 |
| 3.4.3.2 环形约束的曲率、尺度和平行度对胞间最大主应力方向的影响 | 第63-66页 |
| 3.5 本章环形聚合物-玻璃复合基底的潜在应用 | 第66-70页 |
| 第4章 基于拓扑结构和刚度的大尺度低成本骨骼肌组织工程 | 第70-88页 |
| 4.1 引言 | 第70-72页 |
| 4.1.1 体外骨骼肌组织再生的重要性 | 第70-71页 |
| 4.1.2 体外骨骼肌组织再生的主要方法及主要问题 | 第71-72页 |
| 4.2 聚丙烯酰胺凝胶基底表面拓扑结构和刚度加工的二次曝光方法 | 第72-79页 |
| 4.2.1 聚丙烯酰胺凝胶基本特点和聚合方法 | 第72-74页 |
| 4.2.1.1 聚丙烯酰胺凝胶的特点 | 第72-73页 |
| 4.2.1.2 聚丙烯酰胺凝胶的聚合方法 | 第73-74页 |
| 4.2.2 聚丙烯酰胺凝胶的二次曝光聚合的基本原理和加工流程 | 第74-78页 |
| 4.2.2.1 基本原理 | 第74-76页 |
| 4.2.2.2 加工流程 | 第76-78页 |
| 4.2.3 曝光时间对聚丙烯酰胺凝胶拓扑结构和刚度的影响 | 第78-79页 |
| 4.2.3.1 一次曝光时间的影响 | 第78页 |
| 4.2.3.2 二次曝光时间的影响 | 第78-79页 |
| 4.3 二次曝光聚丙烯酰胺凝胶基底对成肌细胞取向及分化的影响 | 第79-87页 |
| 4.3.1 细胞培养及免疫荧光染色 | 第79-80页 |
| 4.3.1.1 细胞培养 | 第79页 |
| 4.3.1.2 免疫荧光染色 | 第79-80页 |
| 4.3.2 二次曝光水凝胶基底对成肌细胞的取向的影响 | 第80-85页 |
| 4.3.2.1 细胞取向分析算法 | 第80-82页 |
| 4.3.2.2 二次曝光时间对细胞取向度的影响 | 第82-83页 |
| 4.3.2.3 二次曝光时间对细胞取向的手性现象的影响 | 第83-84页 |
| 4.3.2.4 二次曝光时间对细胞核的取向和形状的影响 | 第84-85页 |
| 4.3.3 二次曝光的水凝胶基底对肌管生成效率的影响 | 第85-87页 |
| 4.3.3.1 拓扑结构的影响 | 第85-86页 |
| 4.3.3.2 刚度的影响 | 第86-87页 |
| 4.4 二次曝光方法在组织工程中的潜在应用 | 第87-88页 |
| 第5章 拓扑结构及刚度在血管组织工程中的潜在应用 | 第88-96页 |
| 5.1 血管的多层结构 | 第88-90页 |
| 5.1.1 动脉及静脉的结构 | 第88-89页 |
| 5.1.2 毛细血管的结构 | 第89-90页 |
| 5.2 具有双层垂直约束的水凝胶基底的加工 | 第90-91页 |
| 5.3 具有双层垂直约束的水凝胶基底的自卷曲 | 第91-93页 |
| 5.3.1 应力自卷曲 | 第91-92页 |
| 5.3.2 冷冻干燥自卷曲 | 第92-93页 |
| 5.4 具有内外表面垂直约束的水凝胶管道及其加工方法的应用前景 | 第93-96页 |
| 5.4.1 细胞在管道内表面的取向 | 第94页 |
| 5.4.2 应用前景 | 第94-96页 |
| 第6章 总结与展望 | 第96-100页 |
| 6.1 本文工作总结 | 第96-98页 |
| 6.2 本文的创新之处 | 第98页 |
| 6.3 展望 | 第98-100页 |
| 参考文献 | 第100-112页 |
| 致谢 | 第112-114页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第114页 |
