脊髓損傷修復(fù)是組織工程領(lǐng)域的一個(gè)富有挑戰(zhàn)性的課題。利用生物材料的表面微圖案化技術(shù)調(diào)控細(xì)胞的行為,構(gòu)建具有微/納米定向引導(dǎo)功能的支架,引導(dǎo)軸突的再生,是促進(jìn)脊髓損傷修復(fù)的可能途徑。而實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想的前提是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)細(xì)胞對材料表面微/納米結(jié)構(gòu)形貌的響應(yīng)機(jī)制,充分認(rèn)識(shí)其響應(yīng)規(guī)律。本文以絲素生物材料為基礎(chǔ),從二維平面的絲素材料出發(fā),探索絲素膜材料表面微/納米拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的細(xì)胞響應(yīng)行為并得出基本規(guī)律,繼而將其應(yīng)用絲素三維支架材料的制備,通過在三維支架中引入微/納米引導(dǎo)信號(hào)和生物活性信號(hào)以促進(jìn)脊髓損傷后的軸突再生。首先,通過聚二甲基硅氧烷（PDMS）模板制備了帶有微球陣列圖案和微柱陣列結(jié)構(gòu)的絲素膜,研究了骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）對微形貌的響應(yīng)行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn),絲素膜表面的微球陣列圖案有利于細(xì)胞黏附和增殖,而仿荷葉結(jié)構(gòu)的微柱結(jié)構(gòu)則不利于細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖。在細(xì)胞黏附和鋪展過程中,偽足的轉(zhuǎn)變起著關(guān)鍵作用,細(xì)胞能夠沿著錨定的絲狀偽足形成小片狀偽足引導(dǎo)片狀偽足延伸,最終控制細(xì)胞鋪展和遷移方向。另一方面,本文在觀察BMSCs在微柱陣列結(jié)構(gòu)表面的生長情況時(shí),意外發(fā)現(xiàn)了微柱結(jié)構(gòu)對細(xì)胞間隧道納米管（TNTs）的... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

(A)PS微球自組裝制備微球陣列圖案絲素膜示意

但其微柱結(jié)構(gòu)基本能夠被很好地復(fù)制。圖2-2(C)顯示了仿荷葉結(jié)構(gòu)的絲素膜表面特征，相鄰的微柱間距主要分布在 5~20 m。從橫截面圖片可以看出，微柱的直徑和高度分別為 5~10 m 和 5~15 m。圖 2-2 絲素膜表面和側(cè)面的 SEM 圖片. (A) 平整表面絲素膜；(B) 微球陣列圖案絲素膜；(C) 微柱結(jié)構(gòu)表面絲素膜. 圖(A-3,B-3,C-3)分別為圖(A,B,C)對應(yīng)的絲素膜的側(cè)截面圖片. Scale bars: (A-1)20 m，(A-2,B-2,C-2) 10 m，(A-3) 200 m, (B-1,C-3) 30 m, (C-1) 100 m.2.2.2 微球陣列圖案形貌對 BMSCs 鋪展的影響圖 2-3 顯示了細(xì)胞在絲素膜表面的黏附和鋪展過程。在平整的絲素膜表面，細(xì)胞在黏附 30 min 后已經(jīng)伸出大量的絲狀偽足錨定在膜表面（圖 2-3(A-1)），可見絲狀偽足在多個(gè)方向伸出并在黏附點(diǎn)錨定后能夠分枝生長（圖 2-3(a-1)）。隨后, 在絲狀偽足的錨定點(diǎn)可觀察到小的片狀偽足突出形成（圖 2-3(A-2)，細(xì)胞形成更加穩(wěn)定的黏附（圖2-3(a-2)

可見細(xì)胞已經(jīng)充分鋪展（圖 2-3(B-3)），前方的片狀偽足包裹在微球表面驅(qū)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（圖2-3(b-3)），這也意味著微球圖案可能加速了細(xì)胞鋪展。片狀偽足在微球方向的定向延伸可能會(huì)引導(dǎo)細(xì)胞遷移過程，4 h 后的細(xì)胞形貌證實(shí)了微球圖案對細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的影響（圖2-3(B-4)）。絲狀偽足在微球表面延伸（圖 2-3(b-4)，細(xì)箭頭），而前方的片狀偽足突出牢牢包裹在微球表面驅(qū)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)（圖 2-3(b-4)，寬箭頭），胞體在片狀偽足牽引下將不斷跨越微球向前方遷移。圖 2-3 細(xì)胞在平整絲素膜和微球陣列圖案絲素膜表面培養(yǎng) 30 min、1 h、2 h 和 4 h 后的 SEM 圖片. (a)和(b)分別為(A)和(B)中方框指示區(qū)域的放大. Scale bars: (A-1, b-1, a-2, b-2, a-3

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3479723