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器官芯片是一种通过微加工工艺、旨在微流控芯片上制作出可以模拟人体组织或器官的主要功能的仿生体系,能够模拟体内器官特异的微环境。随着诸如光刻技术等微加工技术的进步,人们已经能够通过多种方法制作出器官芯片模型。血管系统是人体最基本的组织结构,不仅为体内绝大部分组织器官提供氧气和营养物质,还能够通过生化信号、电生理信号的传导实现与体内微环境的紧密交流和相互作用。尽管目前对肿瘤血管新生的原理知之甚少,然而可以确信它涉及多种促血管生成因子的精细调控。本论文的研究目的就是在芯片中研究肿瘤干细胞对HUVECs成血管的影响,主要研究工作分为以下两部分:1.血管芯片的制备:以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为制作芯片的材料,研究了玻片与PDMS的亲水特性,设计出具有微结构的掩膜版,利用光刻技术制备出模板,在显微镜下检查了光刻微结构,通过反应离子刻蚀技术成功制备出了血管芯片并检测了芯片的可行性。2.血管芯片在肿瘤干细胞诱导的血管新生作用中的应用:肿瘤干细胞的提取和鉴定。从结肠癌HCT-116细胞中提取了肿瘤干细胞,并通过RT-PCR鉴定了干性相关基因Nanog、Sox 2和Oct 4在结肠癌细胞成球后高表达,经过ELISA Kit对比分析了单层细胞和细胞球的VEGF表达水平。芯片中肿瘤干细胞诱导的血管新生。将人脐带静脉内皮细胞(HUVECs)与鼠尾胶原、纤维蛋白原混合凝胶混匀后,接入到PDMS芯片中的对应通道中,与肿瘤干细胞球进行非接触式共培养,3天后HUVECs形成血管结构,对在多种成血管条件下形成的血管的长度进行了分析。抗血管新生药物作用的鉴定。验证了 HCT-116细胞专属抗癌药Oxaliplatin在不同浓度下对HUVECs的抑制作用。