摘要
用于神经组织工程、细胞递送和慢性神经接口的生物材料通常通过物理化学特性来表征，如硬度、表面形态、表面化学性质和降解速率。然而，它们的生物效应是由材料与组织之间的界面介导的，这种界面通过蛋白质吸附、细胞外基质配体的呈现以及逐渐的细胞重塑来演变，并决定了这些设计参数如何转化为神经元和胶质细胞的响应。本综述综合了当前关于神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞如何感知材料与组织界面的证据，以及整合素依赖的粘附复合体、机械敏感的Piezo1通道和下游的FAK/Src、RhoA/ROCK以及YAP/TAZ通路如何将界面信号转化为细胞内信号的过程。此外，还讨论了如何调整关键的设计变量（机械性能、结构、表面化学性质、电导率和降解性）来指导再生支架和慢性神经接口中的这些过程。特别关注区分神经元直接效应和胶质细胞介导的调节的研究，因为经常报告神经元和胶质细胞标志物的同时变化，但没有明确其因果关系。我们还讨论了限制当前对生物材料诱导的神经元-胶质细胞相互作用解释的方法学局限性，包括2D模型、3D模型和体内模型之间的差异以及慢性观察时间不足的问题。我们认为，针对神经应用的功能性生物材料设计应该从优化单一细胞的检测方法转向能够在生理相关的时间尺度上解析神经元-胶质细胞-细胞外基质相互作用的多细胞实验框架。
