综述：微纳米结构调控内皮细胞与平滑肌细胞的研究进展

本文系统综述了微纳米结构在血管支架材料中的应用潜力，重点探讨了不同维度结构（如非周期性、一维/二维周期性）通过物理形貌信号选择性调控内皮细胞（EC）和平滑肌细胞（SMC）行为（增殖、黏附、迁移及定向排列）的机制。作者归纳了光刻、软光刻和静电纺丝等制备技术，分析了结构参数（尺寸、形状、粗糙度）与细胞响应的关联性，提出微纳米结构可替代药物洗脱支架（DES）实现快速内皮化（促进EC）同时抑制内膜增生（抑制SMC），为新一代功能性血管支架设计提供理论依据。

　　

微纳米结构调控血管细胞行为的研究已成为生物材料领域的前沿热点。随着血管闭塞性疾病发病率的攀升，传统药物洗脱支架（DES）因非选择性抑制导致内皮化延迟的问题日益凸显。近年研究发现，通过精确设计的微纳米拓扑结构可实现对内皮细胞（EC）和平滑肌细胞（SMC）的选择性调控，这为开发新型功能性血管支架开辟了新路径。

制备方法：精密制造技术

光刻技术凭借纳米级精度成为主流制备手段，紫外光刻通过光敏材料曝光可制备最小达数纳米的图案，但需严格的环境控制。软光刻采用弹性材料（如PDMS）复制结构，能实现复杂三维形貌且成本低廉，特别适用于生物实验。静电纺丝技术则通过高压电场制备纳米纤维网络，模拟细胞外基质（ECM）的纤维结构，显著促进细胞黏附和增殖。此外，化学蚀刻、自组装等方法虽简便但精度有限，常需结合等离子体处理等表面改性技术优化生物相容性。

细胞检测：多维评价体系

研究通过多尺度检测手段揭示细胞-结构相互作用：MTT/CCK-8检测显示EC在13 nm纳米岛结构上增殖活性最强；扫描电镜（SEM）观察到SMC在200 nm孔径多孔材料中呈现显著伸长形态；荧光染色证实微沟槽能诱导细胞长轴与结构方向夹角<20°的定向排列。特别值得注意的是，平行板流动腔实验证实血流剪切力与微沟槽拓扑存在协同效应——当流动方向与沟槽平行时，EC纵向迁移速度提升2.3倍。

结构-功能关系：维度调控法则

非周期性结构（如纳米岛、多孔材料）主要通过改变表面粗糙度（Ra 13-200 nm）调控细胞黏附，13 nm高度的纳米岛使EC黏附因子PECAM-1表达量增加4倍。一维周期性沟槽结构展现独特优势：宽度2 μm、深度400 nm的弧形沟槽通过引导丝状伪足生长，使EC定向排列度达85%，同时抑制SMC增殖50%。二维周期性微柱阵列则揭示材料刚度与形貌的耦合效应——PDMS基材上高度>3 μm的微柱可同时促进EC排列和黏附，而硅基材同样结构却抑制细胞生长。

机制探索：从现象到本质

研究指出拓扑信号通过整合素-FAK-肌动蛋白骨架通路传递：200 nm沟槽结构促使FAK在EC边缘聚集，激活Rho/ROCK信号级联；纳米纤维网络则通过增加纤连蛋白吸附位点，增强EC伪足与基质的机械耦合。有趣的是，13 nm纳米岛结构能特异性上调α_vβ₃整合素表达，而35 nm结构主要影响β₁整合素，表明尺寸差异可能激活不同信号通路。

应用前景：超越药物支架

基于现有证据，微纳米结构血管支架展现出三大优势：① 物理调控避免药物毒性，使再狭窄率从DES的15%降至5%以下；② 仿生拓扑可模拟血管基底膜纤维结构（直径50-100 nm），加速内皮化进程；③ 可降解支架结合微沟槽设计，在降解过程中维持机械引导作用。未来研究需解决结构参数标准化、动态血流环境下长期效能评估等挑战，但毋庸置疑，这种"无药物干预"的治疗策略将为心血管疾病治疗带来范式变革。