Ⅱ型胶原微图案化对猪关节软骨细胞行为的影响

[目的]明确调控生物材料表面拓扑结构对猪关节软骨细胞基础生长行为和功能的影响,为关节软骨组织缺损修复提供理论依据.[方法]利用食人鱼溶液(Piranha,H2O2:H2SO4)对普通玻片进行氧化,以紫外光刻法制备具有不同尺度条带微图案的Si印模,经氧气等离子体处理和II型胶原(COLII)浸润后,通过微接触印刷(μCP技术)将COLII固定在氧化玻片材料表面,将猪关节腔软骨细胞接种于微图案化的支架材料上,经37 ℃、5% CO2培养箱培养后采用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT)比色法和二乙酸荧光素(FDA)荧光染色法分别观察软骨细胞的增殖生长情况.[结果]经食人鱼溶液处理后玻片表面羟基化程度提高,亲水性明显增强.通过μCP技术能成功将COLII印刷在羟基化玻片表面上,且条带均匀、整齐.将猪软骨细胞接种到构建的取向性COLII微图案材料上进行培养,发现COLII能为猪软骨细胞提供黏附位点,且取向性COLII微图案对软骨细胞的增殖生长有促进作用,但不同尺度(100、200和300 μm)线宽对软骨细胞的增殖生长存在明显差异,表现为线宽越宽,软骨细胞的增殖生长能力越弱.猪软骨细胞在COLII微图案材料上生长状况良好,随着培养时间的延长,软骨细胞多呈多边形;其软骨细胞培养效果优于无规则的涂覆COLII微图案材料.[结论]利用μCP技术成功构建的规整COLII微米级拓扑结构对猪关节软骨细胞的黏附铺展、增殖行为有促进作用,且线宽尺度与软骨细胞增殖生长能力呈反比趋势.即通过人为调控生物材料的表面活性拓扑结构,在一定程度上能有效调控或影响关节软骨细胞的生长行为.