●第1章細胞生物力學基礎1
1.1細胞生物力學特性1
1.1.1細胞對力學微環境的感知與響應1
1.1.2細胞的力件2
1.1.3細胞的力件3
1.2力學對細胞結構和功能的影響5
1.2.1力學對細胞膜的影響5
1.2.2力學對細胞骨架的影響6
1.2.3力學對細胞核的影響7
1.2.4力學對細胞黏附、鋪展面積的影響8
1.2.5力學對細胞增殖、分化的影響9
1.2.6力學對細胞遷移的影響10
1.2.7力學對細胞凋亡的影響11
1.3細胞力學的測量方法與儀器11
1.3.1微管吸吮技術12
1.3.2原子力顯微技術14
1.3.3磁珠扭轉細胞測量術16
1.3.4光鑷技術17
1.3.5光束拉伸技術19
1.3.6微柱陣列技術20
1.3.7牽引力顯微鏡21
1.3.8流室技術22
參考文獻23
第2章細胞外基質形成31
2.1細胞外基質的組成成分31
2.1.1膠原32
2.1.2糖蛋白32
2.1.3糖胺聚糖及蛋白聚糖33
2.1.4彈性蛋白33
2.2細胞外基質材料34
2.2.1天然細胞外基質材料35
2.2.2人工細胞外基質材料36
2.3梯度功能材料的制備37
2.3.1梯度表面的制備39
2.3.23D梯度材料的制備44
2.4不同剛度基質的制備47
2.4.12D基質剛度模型的制備48
2.4.23D基質剛度模型的制備52
2.4.3不同基質剛度3D骨組織工程支架54
參考文獻57
第3章細胞和細胞外基質的相互作用65
3.1基底剛度對干細胞生物學行為的影響65
3.1.1用於干細胞研究的不同剛度基質材料的制備方法65
3.1.2基質剛度對干細胞行為的調控作用67
3.1.3基底剛度對干細胞行為影響的機制69
3.2拓撲結構對干細胞生物學行為的影響71
3.2.1表面拓撲結構的制備方法71
3.2.2拓撲結構對干細胞生物學行為的調控作用80
3.2.3拓撲結構影響干細胞行為的內在機制85
3.3基質剛度對腫瘤發生發展的影響87
3.3.1細胞外基質與腫瘤微環境87
3.3.2基質力學與腫瘤的發生和發展88
3.3.3基質力學與腫瘤耐藥性89
3.3.42D基質力學與腫瘤增殖、遷移和轉移91
3.3.53D基質力學與腫瘤增殖、遷移和轉移94
3.4基底剛度對腫瘤干細胞生物學行為的影響102
3.4.1腫瘤細胞的異質性102
3.4.2腫瘤干細胞103
3.4.3腫瘤干細胞龕109
3.4.4基質力學和腫瘤干細胞112
3.4.5腫瘤干細胞的力學特性114
3.5基底剛度對腫瘤細胞上皮間充質轉化的影響114
3.5.1上皮間充質轉化114
3.5.2上皮間充質轉化與腫瘤116
3.5.3基質力學與上皮間充質轉化118
3.6基底應變對細胞生物學特性的調控119
3.6.1基底應變力學加載裝置的制備119
3.6.2施加基底應變對不同種類細胞生物學特性的影響120
3.6.3基底應變相關的信號通路研究122
3.7細胞和細胞外基質相互作用的力學信號轉導123
參考文獻125
第4章微環境對細胞-基質相互作用的影響139
4.1物理因子對細胞-基質相互作用的影響139
4.1.1物理因子對支架材料調控細胞功能的影響139
4.1.2物理刺激對細胞外基質分泌的影響153
4.2流體剪切力對細胞-基質相互作用的影響156
4.2.1流體剪切力在血管微環境中的作用157
4.2.2流體剪切力在腫瘤轉移灶中的作用158
4.2.3流體剪切力在骨再生修復中的作用160
4.2.4流體剪切力在免疫/炎性微環境中的作用162
4.3超聲聯合干細胞對周圍神經修復的影響165
4.3.1低強度脈衝超聲對iPSCs-NCSCs活性與增殖的影響165
4.3.2低強度脈衝超聲對iPSCs-NCSCs和施旺細胞分化的影響167
4.3.3基因表達譜分析超聲對iPSCs-NCSCs基因表達的影響169
4.3.4低強度脈衝超聲促進iPSCs-NCSCs增殖和分化的力學信號轉導通路171
4.3.5低強度脈衝超聲聯合iPSCs-NCSCs在體修復大鼠坐骨神經損傷的研究171
4.4低氧對細胞和細胞外基質相互作用的影響174
4.4.1微環境174
4.4.2低氧環境對細胞的影響178
4.4.3低氧對腫瘤細胞—細胞外基質相互作用的影響180
4.4.4低氧對骨修復中細胞-細胞外基質相互作用的影響182
參考文獻183
第5章細胞與基質相互作用中生物力學的應用197
5.1細胞-基質力學在韌帶修復中的應用197
5.1.1材料的有序排列198
5.1.2材料的直徑203
5.2細胞-基質力學在皮膚修復中的應用206
5.2.1材料表面結構207
5.2.2材料尺寸214
5.3細胞-基質力學在神經修復中的應用214
5.3.1基質剛度215
5.3.2支架材料拓撲結構218
5.4細胞-基質力學在骨修復中的應用222
5.4.1基質拓撲結構對骨修復的影響222
5.4.2基質剛度對骨修復的影響225
5.5細胞-基質力學在半月板和椎間盤修復中的應用230
5.6細胞-基質力學在創傷愈合中的應用235
5.7細胞-基質力學在發育中的應用240
5.7.1細胞和細胞外基質相互作用對細胞分化的影響241
5.7.2細胞-基質力學對胚胎發育的影響241
5.7.3生物力學應答過程中干細胞在分子水平和基因水平的變化243
參考文獻246
附錄257
