生物活性拓扑结构：利用热致图案化的聚（ε-己内酯）调控细胞行为

《ACS Applied Bio Materials》：Bioactive Topographies: Shaping Cell Behavior with Thermally Patterned Poly(ε-caprolactone)

调控半结晶聚己内酯薄膜表面RGD多肽密度与取向可显著影响细胞粘附形态及迁移方向，通过溶剂 casting结合热退火处理实现高可重复性表面修饰。

　　

生物材料与生物系统之间的界面对于细胞的命运和功能至关重要。本研究提出了一种在半结晶聚(ε-己内酯)（PCL）薄膜上设计细胞-材料界面的直接方法。我们的方法利用热机械处理精确控制细胞粘附肽（RGD）在表面的分布。通过溶剂浇铸技术，随后进行受控热退火处理，我们成功制备了具有不同结晶度水平的PCL薄膜。这种结晶度的变化使得RGD肽在PCL表面的密度可以在25到70 nmol/cm2的范围内进行精细调节，这一切都是通过一致的氨基水解反应条件实现的。随后施加的单轴拉伸作用使这些肽发生各向异性重排，从而在表面上形成特定的生化图案，这些图案能够引导细胞的粘附、形态和取向。研究结果表明，RGD肽在表面的密度对细胞的黏附行为有显著影响，而这种黏附行为对于细胞与材料的相互作用及信号传递至关重要。此外，肽的密度和取向也显著影响了细胞的迁移方向。通过时间序列显微镜对细胞运动的定量分析，我们证明了这些有序的生化信号能够有效引导细胞沿着预定路径移动。这些发现强调了配体间距以及生化信号与地形特征在细胞-材料相互作用中的协同作用的重要性。重要的是，所开发的方法操作简单且高度可重复，并且具有重新设置和定义表面图案的灵活性。虽然这种方法最初是作为基础研究手段提出的，但由于PCL相对于其他生物聚合物来说加工较为简单，因此具有潜在的可扩展性和工业化应用前景。