内壁具有规整纳微取向结构的聚合物微管的制备及其对血管平滑肌细胞行为的影响

研究通过可控电纺丝技术以及等离子体氧化结合结构复型法制备具有不同内径、内壁具有规整纳微图案化结构的生物相容性的聚合物微管。研究大鼠血管平滑肌细胞在管内各种纳微取向结构表面的增殖、生长、迁移、形态以及取向、定向排列等细胞行为。阐明材料表面的纳微拓扑结构与细胞相互作用的内在机制，得到材料表面理化特征与细胞生理行为的定性、定量的规律。建立在三维受限空间内图案化材料表面纳微长程有序结构与细胞表型的内在关系，为心血管材料的研究开发提供实验依据和理论基础。

了解纳微拓扑结构对细胞行为的影响是细胞生物学和组织工程领域非常重要的基础科学问题。本项目围绕着取向结构的制备及其对细胞行为的调控，开展了三个方面的工作：一方面通过静电纺丝技术及平行硅片收集装置制备了聚环氧乙烷/粘土（PEO/clay）复合平行纤维，不仅纤维本身具有高取向度，纤维内部PEO分子链也在盘状粘土粒子的诱导下高度取向。另一方面，通过静电纺丝技术及金属棒加辅助平行电场的收集方法制备了小口径且内腔纤维沿径向取向的左旋聚乳酸/聚二甲基硅氧烷（PLLA/PDMS）复合管，重点研究了平滑肌细胞SMCs在取向PLLA 管内的取向生长行为，发现取向结构更利于SMCs 呈现健康血管中的主要表型——收缩表型。此外，我们还开发了一种新的制备大规模取向基底的方法——摩擦取向法，用该法制备了具有微沟槽基底的聚己内酯（PCL）/聚四氟乙烯（PTFE）复合膜，该复合膜同样可以诱导细胞取向生长，且主要呈现收缩表型。本项目的研究工作对后续血管组织工程支架的设计具有重要的指导意义。