全世界每年数百万人遭受周围神经系统损伤,不仅生活质量严重下降,还背负沉重的经济负担。当周围神经系统受到较大损伤(通常>5 mm)时,不能实现自我重建与修复。目前,包括自体移植和人工合成神经导管都存在神经桥接不匹配、功能难以恢复等缺点。雪旺细胞是周围神经纤维的髓鞘细胞,规整有序的排列形成髓鞘膜并包裹神经纤维。模拟生物体内的物理和化学信号,引导雪旺细胞定向迁移,可以加快神经的再生,促进功能的恢复。首先合成了带有马来酰亚胺活性侧基的聚合物P(LLA-MTMC),利用PDMS模板在此聚合物表面引入了 20/20 μm、20/40 μm的嵴-沟槽条带状微图案,并通过马来酰亚胺与巯基的点击反应修饰了多肽CQAASIKVAV。雪旺细胞在多肽修饰的20/40 μm条带薄膜上具有更早的取向、更大的长径比、更好的定向迁移效果、更长的迁移净距离,而且,保持原有的生物功能。PC12细胞在多肽修饰的条带化薄膜表面分化出更多更长的轴突。通过粘附力、黏着斑、细胞骨架、细胞核染色及粘附相关基因(NCAD、NCAN、PO)的表达进一步研究了细胞与材料的作用机理。针对聚酯材料难以改性,利用一种简单的技术方法在条带化聚酯薄膜表面固定生物大分子明胶。首先制备PLCL聚合物薄膜,通过PDMS模板热压法在其表面分别引入沟槽-嵴宽度为3/3 μm、10/10μm。利用溶胀-截留法成功在条带化PLCL薄膜表面固定了明胶。雪旺细胞在高密度明胶的条带化薄膜表面取向较好,特别是明胶密度较高的3/3 μm PLCL薄膜表面具有较大的长径比和定向迁移能力。通过粘附力、黏着斑、细胞骨架、细胞核染色及粘附相关基因的表达(integrinβi、Racl、RhoA、Cdc42)进一步研究了细胞与材料的作用机理。雪旺细胞在周围神经系统损伤后会形成“Bunger”带,并集群迁移,利用细胞球模拟雪旺细胞形成“Buunger”带过程,考察材料表面拓扑形貌和化学信号对雪旺细胞球及集群迁移的影响。通过溶液浇筑法制备了 PLCL薄膜,利用带有不同尺寸微图案的PDMS模板热压在PLCL表面引入沟槽-嵴条带,对条带化PLCL胺解后,通过静电作用在材料表面吸附纳米级氧化石墨烯片。氧化石墨烯修饰的条带化PLCL薄膜可以显著促进细胞的伸长、取向、定向迁移、伤口愈合及细胞从球体中的迁出。尺寸越小效果越显著。雪旺细胞在3/3-PLCL/GO film表面具有最大的伸长细胞百分比、长径比,取向最好,单细胞的定向迁移速度最大、距离最远。雪旺细胞在3/3-PLCL/GOfilm表面的伤口愈合效果最显著,达75%,细胞从球体迁出的距离最大为678μm。在本文中,通过模拟生物体周围神经组织的结构,在材料表面构建物理条带,同时结合生物活性分子,有效地调控雪旺细胞的取向、伸长、单细胞迁移和细胞集群迁移,并初步揭示了其作用机理,为带有取向结构如肌腱、尿道、神经等组织工程材料的制备和设计提供了新思路。