表面纳米拓扑效应诱导细胞快速图案化

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         细胞图案化在生物学方面有很多应用,尤其是在组织工程,生物检测以及高通量筛选等方面。例如,在调节干细胞分化领域,细胞图案化提供了一个可以通过表面拓扑结构或者化学因素影响干细胞命运的平台。中国科学院理化技术研究所王树涛研究员课题组针对拓扑结构影响细胞图案化的形成,进行了深入的研究。

         该研究中阐述了一种依赖拓扑效应,短时间内直接在二氧化硅纳米分形结构的基底上形成细胞图案的方法,从而细胞图案的形成能够在15分钟之内完成。首先,利用模板法和化学沉积法制备二氧化硅纳米分形结构的图案。然后,将细胞直接在该图案基底上进行培养。通过在六种不同尺寸的二氧化硅纳米分形结构的图案上,将细胞培养了不同时间,观察细胞在不同基底、不同时间的粘附情况。最终发现在培养15分钟时,在二氧化硅方格大于90 μm的基底上,能形成清晰的细胞方形图案。通过观察细胞在基底的不同区域的粘附状态,如形貌、黏着斑和肌动蛋白,发现纳米分形结构更有利于诱导细胞的快速粘附。更进一步,通过在不同形状的基底图案表面进行细胞培养,可以在短时间内得到相应的细胞图案。

       该研究利用拓扑效应在短时间内进行细胞图案化,有助于理解细胞行为与基底表面性质之间的关系。相关研究成果发表在近期的SmallDOI: 10.1002/smll.201502085)。