| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-30页 |
| 1.1 课题来源 | 第16页 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 | 第16-18页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第18-28页 |
| 1.3.1 从细胞培养至片上器官 | 第18-20页 |
| 1.3.2 片上器官系统与人体芯片系统的进展及挑战 | 第20-23页 |
| 1.3.3 应用于细胞及组织培养的微型泵与交流电动 | 第23-26页 |
| 1.3.4 微混合器的研究现状 | 第26-28页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第28-30页 |
| 第2章 交流电热效应流体驱动及增强型数学模型建立 | 第30-44页 |
| 2.1 引言 | 第30页 |
| 2.2 交流电动的基本机理 | 第30-33页 |
| 2.2.1 交流电渗 | 第30-32页 |
| 2.2.2 交流电热 | 第32-33页 |
| 2.3 交流电热的数学模型 | 第33-38页 |
| 2.3.1 电场中的能量 | 第33-34页 |
| 2.3.2 交流电热的线性模型 | 第34-37页 |
| 2.3.3 交流电热的多物理场耦合增强模型 | 第37-38页 |
| 2.4 交流电热驱动流体的仿真模型 | 第38-43页 |
| 2.4.1 COMSOL建模方法与边界条件 | 第38-40页 |
| 2.4.2 经典线性模型与多物理场耦合增强模型的仿真结果与分析 | 第40-43页 |
| 2.5 本章小结 | 第43-44页 |
| 第3章 生物反应器中流体流动对细胞及组织培养的影响研究 | 第44-63页 |
| 3.1 引言 | 第44-45页 |
| 3.2 可重封多功能生物反应器灌注系统的搭建 | 第45-48页 |
| 3.2.1 可重封生物反应器与灌注系统的设计 | 第45-46页 |
| 3.2.2 生物反应器的加工与灭菌 | 第46-47页 |
| 3.2.3 生物水凝胶支架的制备 | 第47页 |
| 3.2.4 生物反应器的可靠性验证 | 第47-48页 |
| 3.3 低浓度细胞二维平面灌注培养研究 | 第48-52页 |
| 3.3.1 肾脏胚胎细胞与结肠癌细胞的培养与传代 | 第48-49页 |
| 3.3.2 两种细胞的灌注培养与活细胞检测 | 第49-50页 |
| 3.3.3 灌注培养的结果与讨论 | 第50-52页 |
| 3.4 基于水凝胶支架的高浓度细胞二维平面的灌注培养研究 | 第52-56页 |
| 3.4.1 永生化表皮细胞的培养与传代 | 第52-53页 |
| 3.4.2 表皮细胞的灌注培养与细胞状态分析 | 第53-56页 |
| 3.5 基于灌注式生物反应器的人工表皮构建 | 第56-61页 |
| 3.5.1 分化期培养液与“气/液界面”分化培养 | 第56-57页 |
| 3.5.2 组织工程切片与染色 | 第57-61页 |
| 3.6 本章小结 | 第61-63页 |
| 第4章 面向细胞培养的交流电热流体自循环驱动芯片研究 | 第63-83页 |
| 4.1 引言 | 第63-64页 |
| 4.2 交流电热自循环泵送芯片的设计与加工 | 第64-67页 |
| 4.2.1 交流电热自循环泵送芯片的设计 | 第64-65页 |
| 4.2.2 交流电热自循环泵送芯片的加工工艺 | 第65-67页 |
| 4.3 细胞培养与培养液的电导率参数研究 | 第67-68页 |
| 4.3.1 肾脏胚胎细胞与结肠癌细胞的培养 | 第67页 |
| 4.3.2 细胞上清液的收集与电导率测试 | 第67-68页 |
| 4.4 交流电热自循环芯片的三维建模仿真研究 | 第68-71页 |
| 4.4.1 交流电热自循环芯片的建模方法与边界条件 | 第68-70页 |
| 4.4.2 交流电热自循环芯片的仿真研究结果 | 第70-71页 |
| 4.5 自循环泵送芯片中的温度研究 | 第71-74页 |
| 4.5.1 温度测试实验 | 第71-72页 |
| 4.5.2 温度测量结果与仿真分析 | 第72-74页 |
| 4.6 自循环泵送芯片中的速度研究 | 第74-76页 |
| 4.6.1 速度测试实验 | 第74页 |
| 4.6.2 速度测量结果与仿真分析 | 第74-76页 |
| 4.7 肾脏胚胎细胞与结肠癌细胞在自循环芯片中的培养 | 第76-81页 |
| 4.7.1 细胞种植动态培养 | 第76-79页 |
| 4.7.2 两种细胞的活力分析 | 第79-81页 |
| 4.8 细胞培养后芯片驱动能力校核 | 第81-82页 |
| 4.8.1 细胞培养后芯片驱动能力校核实验 | 第81-82页 |
| 4.8.2 校核实验结果 | 第82页 |
| 4.9 本章小结 | 第82-83页 |
| 第5章 改进型交流电热自循环驱动芯片及片上抗癌药物实验研究 | 第83-108页 |
| 5.1 引言 | 第83-84页 |
| 5.2 改进型自循环芯片的设计与加工 | 第84-87页 |
| 5.2.1 改进型自循环芯片的设计 | 第84-85页 |
| 5.2.2 改进型自循环芯片的加工工艺 | 第85-87页 |
| 5.3 细胞培养与培养液的电导率参数研究 | 第87-89页 |
| 5.3.1 结肠癌细胞的培养 | 第87页 |
| 5.3.2 抗癌药物选择 | 第87页 |
| 5.3.3 不同药物浓度细胞上清液的收集与电导率测试 | 第87-89页 |
| 5.4 改进型芯片的三维建模仿真研究 | 第89-91页 |
| 5.4.1 改进型芯片的建模方法与边界条件 | 第89-90页 |
| 5.4.2 改进型芯片的仿真结果 | 第90-91页 |
| 5.5 改进型交流电热自循环芯片中的温度研究 | 第91-94页 |
| 5.5.1 改进型芯片的温度测试实验 | 第91-92页 |
| 5.5.2 温度测试结果与讨论 | 第92-94页 |
| 5.6 改进型交流电热自循环芯片中的速度研究 | 第94-95页 |
| 5.6.1 改进型芯片的速度测试实验 | 第94页 |
| 5.6.2 速度测试结果与讨论 | 第94-95页 |
| 5.7 结肠癌细胞在改进型交流电热自循环泵送芯片中的培养 | 第95-100页 |
| 5.7.1 结肠癌细胞在芯片上的培养 | 第95-97页 |
| 5.7.2 结肠癌细胞活性与增殖能力分析 | 第97-100页 |
| 5.8 片上培养与静态培养的差异性研究 | 第100-102页 |
| 5.8.1 差异性研究方案 | 第100页 |
| 5.8.2 差异性研究结果与分析 | 第100-102页 |
| 5.9 改进型交流电热自循环芯片中结肠癌细胞的 5-FU药物实验 | 第102-107页 |
| 5.9.1 芯片中的动态药物实验 | 第102-105页 |
| 5.9.2 药物作用下的细胞活性与细胞增殖研究 | 第105-107页 |
| 5.10 本章小结 | 第107-108页 |
| 第6章 基于交流电热效应的微混合器设计与癌细胞药物实验研究 | 第108-135页 |
| 6.1 引言 | 第108页 |
| 6.2 集成泵送和混合的交流电热芯片电极结构设计 | 第108-110页 |
| 6.3 泵送混合集成芯片的仿真研究 | 第110-117页 |
| 6.3.1 泵送混合集成芯片的仿真建模与边界条件 | 第110-112页 |
| 6.3.2 不同电极形式的泵送速率 | 第112-113页 |
| 6.3.3 不同电极形式的混合效率 | 第113-114页 |
| 6.3.4 样式B电极倾斜角度对相关参数的影响 | 第114-116页 |
| 6.3.5 仿真结果与分析 | 第116-117页 |
| 6.4 灌注式微混合器的设计与加工 | 第117-121页 |
| 6.4.1 灌注式微混合器的混合电极设计 | 第117-119页 |
| 6.4.2 灌注式微混合器的加工工艺 | 第119-121页 |
| 6.5 细胞培养与含药物培养液的电导率参数研究 | 第121-123页 |
| 6.5.1 MCF-7 细胞的常规培养 | 第121-122页 |
| 6.5.2 药物选择 | 第122页 |
| 6.5.3 不同药物浓度电导率测试 | 第122-123页 |
| 6.6 灌注式微混合器的三维建模仿真研究 | 第123-127页 |
| 6.6.1 建模方法与边界条件 | 第123-125页 |
| 6.6.2 仿真结果 | 第125-127页 |
| 6.7 微混合器混合效果的实验研究 | 第127-130页 |
| 6.7.1 微混合器混合效果的实验 | 第127-128页 |
| 6.7.2 混合效果实验结果与仿真分析 | 第128-130页 |
| 6.8 基于微混合器的癌细胞药物实验 | 第130-134页 |
| 6.8.1 细胞不加药物的流体培养 | 第130-132页 |
| 6.8.2 细胞在微混合器作用下的药物梯度测试 | 第132-134页 |
| 6.9 本章小结 | 第134-135页 |
| 结论 | 第135-137页 |
| 参考文献 | 第137-152页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第152-155页 |
| 致谢 | 第155-156页 |
| 个人简历 | 第156页 |
