了解細胞-材料相互作用是開發用于組織再生的生物激發材料的先決條件。雖然納米纖維生物材料已廣泛用于組織再生,但納米纖維結構對干細胞行為的影響在很大程度上是未知的,因為用于納米纖維-細胞相互作用的生物材料系統不能排除細胞-細胞相互作用的干擾。
在這項研究中,研究者開發了一種獨特的微圖案技術,將一個單一干細胞限制在納米纖維微圖案基質的微區內,因此可消除任何潛在的細胞間通信。納米纖維微圖案基質模擬了天然細胞外基質(ECM)的物理結構和化學成分,是通過靜電紡絲,化學交聯和紫外引發光刻相結合的方法制造。
與非納米纖維結構相比,在納米纖維微島上培養的骨髓干細胞(BMSC)與體內細胞的形態更相似,更小的擴散區域,更少的粘著斑和更少的應力纖維。在納米纖維微區上培養的BMSC也具有較高的堿性磷酸酶(ALP)活性,表明納米纖維結構促進了BMSC分化。機制研究表明,納米纖維通過FAK/RhoA/YAP1通路調節單個骨髓干細胞的成骨。
本研究開發的納米纖維微圖案基質是促進理解細胞-基質相互作用的優秀平臺,最終為新型生物激發組織再生支架的開發提供了有用的新見解。
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