ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................6
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ..........................................................................................10
1.1. Современные тенденции развития биотехнологических исследований.
Микрофлюидные технологии..................................................................................................11
1.2. Принципы создания микрофлюидной модели кровеносного сосуда............................15
1.2.1. Выбор оптимальной геометрии устройства. Закон Мюррея..................................17
1.2.2. Выбор гидродинамического режима. Понятие о сдвиговой деформации и
восприятие ее клетками............................................................................................................24
1.2.3. Анализ физиологических особенностей клеточного микроокружения при
создании модели.......................................................................................................................29
1.2.4. Выбор материалов для изготовления микрофлюидных устройств. Проблема
адгезии клеток к подложкам....................................................................................................32
1.2.5. Способы и этапы изготовления микрофлюидных устройств.................................46
1.2.6. Основные элементы стендовой микрофлюидной системы....................................49
1.3. Влияние гидродинамического режима на физиологию эндотелиальных сосудистых
клеток.........................................................................................................................................53
1.3.1. Фенотип и морфология эндотелиальных клеток.....................................................53
1.3.2. Миграция, пролиферация и дифференцировка эндотелиальных клеток.............54
1.3.3. Адгезия клеток и проницаемость клеточных мембран...........................................55
1.3.4. Продукция оксида азота.............................................................................................57
1.3.5. Сосудистый гемостаз..................................................................................................58
1.4. Перспективы использования микрофлюидных технологий в сосудистой
биологии.........................................................................................................................................60
ГЛАВА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ............................................................................ 66
2.1. Создание микрофлюидной модели микрососудистого русла........................................67
2.1.1. 3-хмерное моделирование микрофлюидного устройства с помощью системы для
автоматизированного проектирования........................................................................................67
3
2.1.2. Расчет гидродинамических параметров микрофлюидного устройства с помощью
методов вычислительной гидродинамики................................................................................ 71
2.1.3. Выбор материалов для изготовления устройства................................................... 77
2.1.4. Изготовления микрофлюидного устройства........................................................... 87
2.1.5. Сборка микрофлюидной системы.............................................................................89
2.2. Изучение адаптации эндотелиальных клеток к сдвиговой деформации, создаваемой
потоком в микрофлюидной системе........................................................................................96
2.2.1. Отработка методики культивирования эндотелиоцитов в микрофлюидной
системе............................................................................................................................................96
2.2.2. Анализ мембранного транспорта пропидий иодида и флуоресцеинизотиоцианата
через поверхность клеточных мембран.......................................................................................99
2.2.3. Анализ влияния сдвиговой деформации на экспрессию белка-шаперона GRP78 и
фактора Виллибранда..................................................................................................................102
2.2.4. Анализ влияния сдвиговой деформации, создаваемой в микрореакторе, на
продукцию клетками монооксида азота (NO)..........................................................................107
ГЛАВА 3. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА ............................................................................. 111
3.1. Приборы............................................................................................................................111
3.2. Реактивы............................................................................................................................116
3.2.1. Флуоресцентные зонды............................................................................................117
3.3. Клеточная линия..............................................................................................................118
3.4. Методы исследования......................................................................................................119
3.4.1. Создание микрофлюидной модели..............................................................................119
3.4.2. Изучение адаптации эндотелиальных клеток к динамическому воздействию,
создаваемому потоком в микрофлюидной системе.................................................................126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............................................................................................................................132
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................................ 133
