表面微圖案化的仿生骨材料對骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的影響和初步應(yīng)用研究.pdf

1、通過調(diào)控生物物理因素來控制干細(xì)胞命運是近年來進行干細(xì)胞研究的熱點。而生物物理因素，包括細(xì)胞微環(huán)境中的拓?fù)鋵W(xué)結(jié)構(gòu)和機械性能，可通過細(xì)胞與基底的相互作用影響上游細(xì)胞骨架的活動和下游基因的表達，最終調(diào)節(jié)諸如分化等細(xì)胞行為。作為可系統(tǒng)性地調(diào)控細(xì)胞微環(huán)境的方法，微圖案化是一種不依賴于任何基因修飾或外部刺激的指導(dǎo)干細(xì)胞分化的途徑。近年來，光刻蝕法、軟刻蝕法、微接觸法等細(xì)胞微圖案化技術(shù)日趨成熟，成為了研究指導(dǎo)干細(xì)胞行為的有力工具。
　　羥基磷灰

2、石是一種具有良好的生物相容性的生物材料，具有優(yōu)秀的促骨修復(fù)的能力。而仿生礦化制備的羥基磷灰石顆粒，由于蛋白模板的加入，不僅在成分上更類似于天然骨，而且能影響干細(xì)胞的粘附、生長等行為，因此礦化納米羥基磷灰石作為骨修復(fù)材料有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　在本課題中，我們研究了一種用于制備礦化納米羥基磷灰石顆粒微圖案的方法，該基于礦化納米羥基磷灰石顆粒的微圖案可有效控制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的分化。具體來說，該礦化納米羥基磷灰石顆粒的微圖案可以高效

3、控制骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的形態(tài)，并促進骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨方向分化。首先，我們用光刻法制備具有微圖案的PDMS模板，倒模制成親水性的瓊脂糖印章后，再利用微接觸法將礦化納米顆粒微圖案轉(zhuǎn)移到基底上并用于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的研究。對細(xì)胞和材料進行熒光染色后觀察的結(jié)果表明，該礦化納米羥基磷灰石顆粒的微圖案可在PDMS基底上保持穩(wěn)定并有效限定細(xì)胞生長。PT-PCR、流式細(xì)胞儀和免疫熒光的結(jié)果都表明，該礦化納米羥基磷灰石顆粒的微圖案能促進骨髓間充質(zhì)干細(xì)

4、胞在成骨和成血管方向上的分化。
　　為了實現(xiàn)微圖案化的礦化納米羥基磷灰石顆粒的應(yīng)用價值，在本課題中，我們還將礦化納米羥基磷灰石微圖案固載到明膠上并交聯(lián)固化制備成具有一定強度的仿生骨膜材料。對該骨膜進行熒光和SEM表征的結(jié)果證明，微圖案被高效穩(wěn)定地轉(zhuǎn)移到明膠上。皮下植入實驗的結(jié)果表明，該骨膜具有良好的生物相容性和誘導(dǎo)體內(nèi)血管生成的能力，且不會引起明顯的炎癥反應(yīng)。
　　此外，我們還研究了不同形狀的微圖案在體外誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞