材料表面拓撲結構和化學組成對細胞響應行為的影響.pdf

1、材料表面的化學組成、拓撲結構以及外力場因素甚至是手性都能對細胞黏附、鋪展、增殖等響應行為產生重要影響。因此，研究材料表面的化學組成、拓撲結構并結合容易被忽視的外力場因素對細胞響應行為的影響，為合理設計、修飾生物材料的表面以提高材料的生物相容性具有重要意義。本研究選取常用的生物材料，采用軟刻蝕技術在聚合物表面構筑化學組成均質的乳突和溝槽兩種不同的拓撲結構圖案，分別考察了以上乳突狀圖案經纖連蛋白修飾前后對細胞黏附、鋪展、增殖行為影響；以及，

2、在考慮重力場因素作用下，利用與重力場呈不同空間方向關系的溝槽圖案研究了“接觸引導”現(xiàn)象。另外，利用分子自組裝技術在金表面自組裝上兩種構型不同的半胱氨酸分子，考察了人工構建的兩種手性表面對血漿蛋白吸附、細胞黏附、鋪展及增殖行為的影響。主要研究內容及結果如下:
　　 ⑴采用制備軟刻蝕彈性印章的方法得到了表面乳突狀拓撲結構圖案的聚二甲基硅氧烷(PDMS)圖案化表面，所得圖案分布規(guī)整，化學組成均一。L929成纖維細胞的黏附、鋪展和增殖實

3、驗表明:無論是否預吸附有纖連蛋白(Fn)，在所用的4種表面上，隨著培養(yǎng)時間的延長(從24h到72h)細胞密度都顯著增加。而在預吸附有Fn的圖案化和對照表面上，在整個實驗過程中鋪展細胞的比例持續(xù)增加。與此相反，從72h開始在未吸附Fn的表面上鋪展細胞的比例發(fā)生了下降。在所有的四種表面中，未預吸附Fn的圖案化表面最不利于L929細胞的鋪展及增殖，而預吸附有Fn的對照組表面最適合細胞的鋪展及增殖。
　　 ⑵通過制備軟刻蝕彈性印章的方法

4、在聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面制作出微米級溝槽圖案，并進一步研究了當重力場方向分別平行和垂直于由表面溝槽圖案所引起的“接觸引導”效應方向時，圖案與重力的復合作用對L929細胞取向行為的影響。研究表明:與重力因素相比，雖然由溝槽圖案所引起的“接觸引導”效應對細胞的生長取向起主導作用，但是當重力場平行于表面但垂直于“接觸引導”效應方向時，重力顯著降低了“接觸引導”現(xiàn)象發(fā)生程度；而當重力場方向與“接觸引導”效應方向一致時，它們對“接觸引導”

5、現(xiàn)象比例的增加沒有明顯的協(xié)同作用。
　　 ⑶選用D-/L-兩種不同構型的半胱氨酸分子(Cys)，通過在金表面(Gold)自組裝的方法分別成功組裝上了D型和L型的Cys，并進一步研究了修飾有這兩種不同構型分子的表面(Gold-D-Cys)對L929成纖維細胞黏附，鋪展和增殖的影響。并分別通過蛋白吸附實驗和蛋白印跡實驗(WB)進一步研究了模型蛋白纖維蛋白原(Fg)，細胞黏附蛋白FN與玻連蛋白(VN)在這三種表面上的吸附情況。研究發(fā)現(xiàn)

6、:與L構型表面相比，組裝有D構型Cys的表面在最初的12小時內表現(xiàn)出顯著的抗細胞黏附和鋪展性能，并且三種表面對細胞黏附的支持程度按Gold，Gold-L-Cys，Gold-D-Cys依次遞減。蛋白吸附實驗表明:無論是在單純纖維蛋白原溶液中還是血漿中，與金表面相比，組裝有兩種不同構型半胱氨酸的表面對纖維蛋白原吸附都有顯著下降，但組裝有不同構型半胱氨酸分子的表面之間的吸附量沒有顯著差異；蛋白印跡實驗結果表明，三種表面對FN，VN這兩種細胞黏