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近些年,随着组织工程学的发展,生物材料与细胞行为之间的问题已经引起科研工作者的广泛关注。在研究生物材料对细胞行为影响的研究中,将生物材料表面进行图案化处理可以使原本复杂问题简单化,并且可以为研究细胞粘附、生长、脱附等细胞行为提供良好的契机。本论文将微图案化表面、温度响应性智能表面以及肝细胞可与半乳糖基配体产生特异性结合作用的糖化表面三者融合,采用模板法制各不同的微图案化表面,并在微图案化的PS表面分别制备温敏化和半乳糖基配体固定的温敏化拓扑表面,进一步研究功能化拓扑表面对细胞行为的影响。
首先通过模板法制备了宽、窄沟槽与微柱形貌三种微图案化的细胞培养表面,研究了微图案化表面对细胞生长、取向、增殖、细胞基因毒性等行为的影响。其次探索表面接枝方法,对低温等离子体接枝条件进行了单因素试验以及正交试验设计,得出了最优化接枝条件;对液相接枝、连续法和两步法等紫外光辐照接枝方法分别进行了研究,从而制备温度响应性拓扑表面,并结合羧胺缩合制得半乳糖基配体(L-NH2)固定的糖化微图案化表面。最后,在对细胞行为的研究中发现,拓扑表面可以在短时间内促进细胞的粘附,其中窄沟槽图案最有利于HL-7702细胞的粘附。微沟槽表面,不论是温敏表面还是糖化表面,均未表现出良好的促进生长作用,或者说对其有促进作用,但细胞的响应迟缓。细胞脱附率会随着材料表面PNPAAm接枝量的增加而升高,糖化表面的细胞脱附率因特异性结合作用而小于平基底表面的细胞脱附率。微沟槽图案会影响细胞的生长形态,有利于诱导细胞的铺展及取向生长。当微沟槽的尺寸小于细胞的尺寸时,诱导效应较为明显,而微柱表面不能有效诱导细胞铺展和取向生长。