生物材料表面納米結(jié)構(gòu)促進干細胞向成骨細胞分化的作用研究.pdf

1、細胞是生命的基本單位，而細胞的生存和活動離不開細胞外基質(zhì)。細胞外基質(zhì)的拓撲結(jié)構(gòu)可以通過改變細胞的形狀和細胞骨架來影響細胞的一系列行為，包括細胞的遷移、增殖和分化。人工構(gòu)建納米拓撲結(jié)構(gòu)用于細胞的體外培養(yǎng)和研究，不僅可以模擬細胞外基質(zhì)為細胞提供支撐，還可以通過調(diào)節(jié)納米拓撲結(jié)構(gòu)來主動影響細胞的行為，比如指導(dǎo)干細胞的定向分化。指導(dǎo)干細胞定向分化是干細胞研究的主要目的之一。本論文的研究目的就是利用納米拓撲結(jié)構(gòu)誘導(dǎo)干細胞向成骨細胞分化。
　　

2、間充質(zhì)干細胞是研究干細胞定向分化中最常用的細胞。一方面，間充質(zhì)干細胞具有多向分化潛能，可以分化為成骨細胞、軟骨細胞、脂肪細胞和神經(jīng)細胞等;另一方面，間充質(zhì)干細胞的來源廣泛，分離和提取的方法簡單快捷，并且不涉及倫理問題。本實驗選用的干細胞就是從大鼠骨髓中分離提取的間充質(zhì)干細胞。
　　本論文利用二氧化硅納米微球自組裝形成蛋白石模板，再利用蛋白石模板制備聚苯乙烯反蛋白石結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)模板二氧化硅微球的粒徑既可以調(diào)節(jié)反蛋白石結(jié)構(gòu)的孔徑，因

3、此制備出一系列不同孔徑的結(jié)構(gòu)。將制得的反蛋白石結(jié)構(gòu)進行不同倍數(shù)的拉伸，就能得到具有多孔網(wǎng)狀特征的結(jié)構(gòu)。將表面為納米孔洞的反蛋白石結(jié)構(gòu)和多孔網(wǎng)狀拉伸結(jié)構(gòu)作為基底研究其對骨髓間充質(zhì)干細胞行為的影響。
　　研究結(jié)果表明，反蛋白結(jié)構(gòu)可以誘導(dǎo)間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化，并且這種誘導(dǎo)效應(yīng)與反蛋白石結(jié)構(gòu)表面納米孔洞的孔徑正相關(guān)。同時，多孔網(wǎng)狀拉伸結(jié)構(gòu)也能促進間充質(zhì)干細胞向成骨細胞分化，但當拉伸倍數(shù)太大時，成骨誘導(dǎo)效應(yīng)反而會降低，尤其是在誘導(dǎo)分化