利用PDMS微孔阵列微型反应器设计hADSCs空间堆叠模型

目的：利用微尺度技术（Micro-scale technologies）建立人脂肪干细胞（hADSCs）体外三维培养平台，观察空间堆叠状态对种植后的hADSCs增殖和凋亡的影响。方法利用光刻技术在硅晶元表面生成直径60μm、80μm、100μm和150μm的微柱状结构，经聚二甲基硅氧烷（PDMS）倒模、固化生成同规格的微孔阵列（Micro-well arrays），加装PDMS环形外壁后组成微型反应器，测量、分析此实验平台的加工误差率；第3代hADSCs配制成1×105 cells/mL、6×104 cells/mL、3×104 cells/mL三种浓度单细胞悬液，并各取200μL分别接种于纯平PDMS微型反应器及直径60μm、80μm、100μm和150μm微孔微型反应器内，选择种植后24 h、72 h、120 h和168 h为采样点，对各观察组细胞分布状况进行形态学描述、细胞计数及活/死细胞检测。结果各孔径PDMS微孔阵列的微孔口径精度误差率均不超过0.2%；档hADSCs以6×104 cells/mL浓度接种时，细胞基本可以实现在150μm微孔内呈单层平铺、100μm微孔内呈2层堆叠、80μm微孔内呈3层堆叠；各微孔内细胞数在7 d内均无明显的数量变化，60μm组微孔内细胞数最少且微孔外平面残留细胞最多（P<0.05）；60μm组微孔内凋亡细胞比例高于其他组（P<0.05）。结论微加工倒模制作的PDMS微孔阵列培养平台误差率低，可满足高精度设计需要；hADSCs短时间（7 d）接种于微孔内处于增殖静止状态，能够保持三维堆叠状态稳定，便于进行堆叠状态下的细胞学早期研究；hADSCs在不同口径微孔内可以实现不同的堆叠层数，其凋亡比率与堆叠层数有关，堆叠层数少的细胞凋亡比例低于堆叠层数多者。