高选择性细胞微图案的制备及在调控细胞行为中的应用

摘要

细胞与生物材料相互作用已经成为一个非常重要的研究领域，相关基础研究成果有助于未来生物材料的设计。而如何有效地引导和控制细胞在材料表面的黏附行为是研究这一问题的前提，材料的表面图案化技术为相关基础研究提供了一种独到的手段。
　　 本文涉及的是高选择性细胞微图案的制备以及细胞在各种微图案内的行为研究，主要研究工作可概述为以下五部分：
　　 (1)分别采用分子自组装技术和原子转移自由基聚合方法在玻璃基底成功制备了三种抗蛋白吸附膜：PEG,PEGMA和SBMA。表征结果表明，PEG,PEGMA和SBMA膜的表面具有较好的亲水性，能阻止绝大部分的蛋白吸附，表现出良好的抗蛋白吸附性能。
　　 (2)采用紫外光光照的方法在上述抗蛋白吸附膜表面制备不同尺寸的微图案，蛋白图案的形成证实了用紫外光光照的方法可以成功地获得以抗蛋白吸附膜为背景的微图案。
　　 (3)通过在聚合物或其它无机材料表面反应上多巴胺层，然后制备得到抗蛋白吸附膜，实现了在不同种类生物材料表面制备微图案的想法。
　　 (4)在以不同抗蛋白吸附膜为背景的微图案表面种植成纤维细胞，细胞生长在微图案区域。连续数周观察细胞微图案，结果表明，细胞培养的环境条件对抗蛋白吸附膜的稳定性产生了较大影响，其中PEGMA膜表面的细胞微图案持续的时间较长。
　　 (5)在以抗蛋白吸附膜为背景的不同尺寸微图案表面分别种植成纤维细胞、PC12类神经元细胞和骨髓间充质干细胞，结果表明，各种细胞在微图案表面都生长良好，图案的尺寸和间距不同会影响不同细胞的细胞行为（如形态、迁移、增殖等）。