基于超亲-超疏水特性模板的具有仿生纳微结构的图案化细胞生长基底

Cell micropatterning technologies supply a powerful technologic platform for cell biology, it is a key point to lead and control effecctively the cell adhesion through cell culture substrate in the field of cell micropatterning. Based on superhydrophilic/superhydrophobic micropatterns technique,polymer microspheres self-assembly,electrochemical deposition technique and the fabrication methods of protein biomaterials, protein micropatterns, bioceramic micropatterns and inorganic/organic composite micropatterns with unique biomimetic nano-microstructure are constctured, study on the interactions between the cell and micropattered biomaterials.The main research contents of this program are: study on the recognization process of cells to the sizes, shapes, nano-microstructures and wettabilities of the micropatterned biomaterials, investigating the key factors of the micropatterned biomaterials substrates to lead cell adhesion effctively, revealing the interrelation between the surface physicochemical properties of materials and the cell adhesion behavior. In this study, we will develop a simple and controlable micropatterning technology of biomaterials, construct successfully the micropatterned cell culture substrate, investigate the mechanism of cell adhesion. This technique will lay the foundation for in vitro tissue regeneration and cell-based biosensors.

细胞图案化技术为细胞生物学研究提供了一个有力的技术平台，如何利用细胞生存基底有效引导和控制细胞黏附行为是细胞图案化的一个关键问题。本项目拟利用超亲/超疏水微模板技术、高分子微球自组装技术、电化学沉积技术和蛋白质生物材料制备技术，构筑具有仿生纳微结构和表面特殊差异的一系列蛋白质微图案、无机陶瓷微图案和无机/有机复合微图案，研究细胞与微图案化生物材料基底的相互作用。研究的主要内容为：研究细胞对微图案化生物材料表面图案尺寸、形状、纳微结构、浸润性等理化性质的识别过程，探索微图案化生物材料基底有效引导和控制细胞黏附行为的关键因素，揭示材料表面理化性质与细胞黏附行为的内在关联。本项目旨在发展一种简单快速、可控性强的生物材料图案化技术，实现图案化细胞生长基底的有效构筑以及对细胞黏附机理的探索，为该技术应用于体外组织重建和细胞生物传感器等领域奠定基础。

细胞图案化技术为细胞生物学研究提供了一个有力的技术平台，如何利用细胞生存基底有效引导和控制细胞黏附行为是细胞图案化的一个关键问题。本课题通过电化学沉积技术、蛋白质生物材料制备技术以及高分子微球自组装技术制备了一系列具有特殊纳微结构的蛋白质材料、无机陶瓷材料以及无机/有机复合材料，探索了不同生物材料基底表面形成特殊纳微结构的机理，研究了生物材料基底表面特性特别是纳微多级结构对细胞黏附生长行为的影响。同时结合超亲/超疏水微模板技术，制备了一系列微球胶体晶体微图案、蛋白质微图案、钙磷盐微图案和钙磷盐/丝素蛋白复合微图案，实现了图案化生物材料微区域中的纳微结构的有效构筑，研究了图案化生物材料引导和控制细胞黏附行为的关键因素。本项目发展了简单快速、可控性强的生物材料图案化新技术，实现了多尺度纳微多级结构的集成，为该技术指导微图案化生物材料的设计和优化，探索细胞黏附机理，应用于细胞基础生物学、药物筛选、体外组织重建和细胞生物传感器等领域奠定坚实的基础。