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液晶诱导的成肌细胞排列
摘要： 控制细胞排列的能力不仅是体外组织培养的基本要求，也是制造具有人体器官功能特性的生物混合材料的关键。然而，标准商用培养基质无法选择性调控细胞组织的形态结构，为此研究者开发了图案化基底或刺激响应基底等技术来诱导细胞定向排列。本研究提出利用液晶网络实现体外肌肉组织形态发生的新方法：采用具有平面均匀排列的平滑聚合物薄膜时，肌原细胞培养物呈现出一定程度的定向排列，且细胞排列优势方向与向列相指向矢一致。这种效应源于聚合物内部的分子排布——使用垂面排列或各向同性样品时均未观察到细胞定向现象。该发现首次证实了向列相聚合物支架可通过相互作用诱导细胞排列，为液晶聚合物作为活性物质调控组织生长开辟了新应用前景。
关键词： 液晶排列、液晶网络、细胞排列、生物材料、肌肉组织工程
更新于2025-11-21 11:01:37
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仿生激光微/纳结构化Ti-6Al-4V合金表面的体外生物活性与生物相容性
摘要： 生物活性和生物相容性对牙科及骨科植入体的成功应用起着关键作用。尽管多数商用植入系统采用不同表面微结构，但能控制骨整合的理想多尺度形貌尚未取得明确结论。受树蛙趾垫皮肤结构的各向同性粘附与蓝闪蝶翅膀鳞片波纹脊的各向异性粘附双重启发，研究者分别通过微秒激光直写和飞秒激光诱导周期性表面结构，在钛合金植入体上制备了包含微六边形阵列与定向纳米波纹的复合微/纳结构，以提升细胞在植入体上的黏附、定向排列与增殖能力。研究测量分析了Ti-6Al-4V光滑表面样品、微六边形结构样品与复合微/纳结构样品在模拟体液中的生物活性差异，以及成骨细胞MC3T3增殖中的生物相容性差异。值得注意的是，仿生微/纳结构在体外实验中展现出最优的生物活性与生物相容性，同时纳米波纹能诱导微六边形区域内的细胞定向排列。这些差异根源在于形貌特征。研究提出利用复合微/纳结构控制钛合金植入体骨整合的创新功能化策略，这对再生医学应用及植入体领域具有重要意义。
关键词： 仿生表面、生物相容性、细胞黏附、飞秒激光、生物活性、细胞排列、Ti-6Al-4V合金、激光诱导周期表面结构
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光诱导周期性表面结构增强神经电极电荷转移能力并调节星形胶质细胞功能
摘要： 脑机接口（BMI）是指一组能够与中枢神经系统（CNS）内可兴奋神经组织进行通信的技术。近年来BMI虽取得重大进展，但由于植入CNS后记录电极的信噪比随时间推移而下降，这些进步受到阻碍。这种退化归因于宿主组织的固有反应——即反应性胶质增生，该过程涉及一系列复杂的免疫介质，通过合成促炎信号分子和募集胶质细胞导致植入物被包裹。临床上需要减少原位组织包裹并改善神经电极的长期功能。通过在纳米尺度对电极表面进行物理改性，整合电化学和形貌信号来调节神经细胞行为，或可满足这些需求。本研究采用飞秒/皮秒激光加工技术对商用铂铱（Pt/Ir）微电极探针进行纳米形貌（NT）功能化处理，生成激光诱导周期性表面结构（LIPSS）。通过扫描电子显微镜和原子力显微镜评估了三种不同形貌及其物理特性，利用电化学阻抗谱和循环伏安法研究了这些界面的电化学特性。随后通过共聚焦显微镜、ELISA和多重蛋白阵列分析，评估了混合皮层培养物（胚胎大鼠E14/E17）的体外反应。总体而言，LIPSS特征改善了电极的电化学性能，促进细胞定向排列，并调控了多种参与关键神经元功能的离子通道表达。
关键词： 星形胶质细胞增生、电化学阻抗、铂/铱、神经电极、细胞排列、激光诱导周期性表面结构
更新于2025-09-16 10:30:52