高分子纤维及其集合体的拓扑结构对细胞行为的调控

发布时间：2025-01-18 16:47

　　 近年来,生物医用材料诱导组织再生成为再生医学领域的重要研究和发展方向,材料拓扑结构对细胞行为的调控越来越受研究者的重视。高分子纤维基材料的化学性质与拓扑结构具有高度可控性,在再生医学领域中有着巨大的应用潜力。围绕高分子纤维基材料的拓扑结构,从单纤维结构与集合体结构两方面阐述其对细胞黏附铺展、增殖、迁移及分化等行为的调控作用,这对设计和研发新型诱导组织再生的高分子纤维基材料具有一定的理论意义。

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【部分图文】：

图1 全文架构

高分子纤维基材料的拓扑结构包括两大层次：单纤维结构与纤维集合体结构。单纤维结构包括沟槽结构、多孔结构、串晶结构等；纤维集合体的结构参数包括纤维直径、纤维取向、孔径/孔隙率、孔形等，如图1所示。高分子纤维及其集合体的拓扑结构对细胞行为有显著影响。文献[41-42]综述了纤维直径、取....

图4 受纤维直径调控的细胞的黏附形态

细胞的铺展状态与所黏附的纤维直径有重要的关联。文献[62,64]指出：细胞在小于或接近自身尺度的纤维上倾向于包裹缠绕纤维并沿着纤维伸长；细胞在显著大于自身尺度的纤维上呈鹅卵形，类似于在平面基质上的形态，如图4所示。Badami等[66]发现2.1μm直径的纤维支架上的成纤维细胞比....

图2 沟槽结构引导细胞迁移方向

沟槽结构能够引导细胞的迁移方向，如图2所示。Huang等[49]发现，沟槽结构能够促进神经细胞的线性生长和细胞骨架的伸长；Lu等[47]将鼠皮肤成纤维细胞和鼠主动脉平滑肌细胞接种至毛细通道纤维支架上，4周后发现细胞在沿凹槽的方向高度对齐并沉积细胞外基质，证实细胞按照凹槽的方向进行....

图3 多孔结构和串晶结构促进细胞的黏附铺展

与圆形纤维集合体相比，具有多孔表面结构的纤维集合体能够显著增大细胞的铺展程度，促进细胞的黏附，如图3(a）和3(b）所示。Jiang等[57]发现，成纤维细胞和内皮细胞在多孔PCL纤维支架上的铺展程度显著优于同尺寸圆形纤维支架；Yang等[58]提出细胞的伪足可以锚定在多孔纤维表....

本文编号：4028872