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细胞在体内处于一个充满了各种物理化学信号的高度信息化的微环境中,细胞微环境对于细胞的生长发育和动态平衡非常重要。不同细胞类型的生长微环境是不同的,细胞对各种信号的刺激做出响应,从而实现其所属组织的特定功能。随着再生医学的发展,细胞对信号的响应为组织再生修复提供了一个极有前景的治疗理念。在利用细胞-生物材料复合体修复缺损组织的过程中,精确控制细胞的生物学行为仍然是影响再生医学发展的一个主要障碍。而微图案生物材料的发展为研究细胞对生长微环境的响应机制提供了有效的结构模板,也为精确控制细胞行为提供了一种有效的实验方法,是目前一个非常重要的研究领域。本论文以钛金属为基底,结合光刻技术和电化学沉积技术,可控构筑具有多级微观结构的羟基磷灰石(HA)微图案,研究HA微图案微观结构调控对蛋白质吸附行为和细胞生长行为的影响作用,揭示材料表面微观结构与细胞黏附行为和蛋白质吸附行为的内在关联,为组织再生修复领域的发展提供有力的技术支持。主要研究结果如下:(1)结合光刻技术和电化学沉积技术,利用光刻胶良好的物理阻挡作用,在钛金属表面成功可控构筑了具有特殊多级微观结构的HA微图案,并实现了通过光刻胶微图案尺寸有效调控HA微图案的尺寸、几何图形以及空间排列等特征。(2)系统考察了电沉积时间对于微图案微观结构的影响,得到了在微区中构筑具有微观多级结构的OCP膜层的最佳沉积时间为8 min-30 min,并且通过沉积时间可有效调控OCP微图案的厚度。(3)体外蛋白质吸附实验结果表明,牛血清白蛋白(BSA)会优先吸附在HA微区域中,形成与基底形状一致的BSA微图案;BSA在HA微图案表面的吸附过程是一个吸附-平衡-脱附的动态过程,吸附16 h时BSA达到饱和吸附量;BSA吸附行为对HA微图案尺寸不敏感。(4)体外细胞培养实验结果表明,细胞会有限制性的黏附在HA微区域中,具有多级微观结构的HA微图案具有更好的细胞亲和性;细胞的黏附形态和取向度主要受到HA条纹微图案尺寸影响,细胞的伸长度和取向度随HA条纹尺寸减小而增加;而HA微图案的间距尺寸主要对细胞的黏附区域起到限制作用,随着间距尺寸的减少,微图案对细胞的限制作用减弱,细胞更容易发生“横跨”间距生长;HA微图案尺寸和间距尺寸同时减小时,可产生协同效应增强对细胞生长行为的控制作用,细胞可保持高取向度和伸长度长达21天。