[发明专利]一种基于金纳米线阵列引导细胞行为的方法

说明书

本发明公开了一种基于金纳米线阵列引导细胞行为的方法，包括步骤如下：a、基底的制备；b、金膜沉积；c、样品模块的制备；d、二维金纳米线阵列结构制备；e、三维金纳米线阵列结构制备；f、人骨髓间充质干细胞的培养；g、金纳米线阵列对细胞行为引导。本发明所制备金纳米线拓扑表面操作简便，可控性强，能够精确控制纳米线阵列的交叉角，从而提供一种通用而且稳定的方法实现对细胞粘附、取向、扩展等行为的有效引导。

技术领域

本发明涉及一种基于金纳米线阵列引导细胞行为的方法。

背景技术

任何细胞组织的生长都得益于复杂的细胞组装，进而获得功能性。细胞粘附和组装是最根本、最关键的对细胞外基质(包括组成、形貌、弹性以及生物化学信号等)的响应行为，其中，细胞组装要先于移动、补充或分化等其他细胞行为。特别指出的是，腱细胞、骨细胞、心肌细胞等细胞的排列能够使这些生命系统对特殊细胞功能、组织修复或再生完成有效的表达。基于此原因，细胞组装的有效调控已经成为生物医学研究的中心主题。

为了充分理解并控制细胞组装，研究者在设计具有可控表面形貌和化学组成的生物界面上做了很多努力。最常用方法是制备具有方向性形貌的表面，比如排列的纤维、褶皱或凹槽，进而细胞在表面能够沿着轴向排列。另一种方法是在表面对细胞粘附材料进行图案化，细胞优先在细胞粘附材料上粘着排列，随后扩展到细胞排斥区域。但是，这些材料的大部分性质都是被单独研究；实际上，没有细胞调控信号能够独自地引导细胞组装。目前，缺少一个通用简单的操作平台制备精确可控的纳米图案化表面来研究细胞行为。为了解决这一挑战，纳米线引导细胞排列，一种仿生纳米拓扑方法有效地引导细胞组装。

发展一种稳定的、通用的方法，能够实现对纳米结构简单地转移和精确地控制，成为发展纳米技术和满足实际应用的迫切需求。

发明内容

针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：提供一种简单、稳定地引导细胞粘附、取向以及扩展等行为的方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：

一种基于金纳米线阵列引导细胞行为的方法，包括步骤如下：

a、基底的制备：取一块一侧面制作有多个条带的聚二甲基硅氧烷模具板，多个条带平行设置且相邻条带之间设有模具凹槽；取树脂预聚体覆盖在聚二甲基硅氧烷模具板带有条带的一侧面上，固化得到带有条带的基底；

b、金膜沉积：在基底一侧面的条带上沉积金属金，得到沉积金膜的基底；

c、样品模块的制备：将沉积金膜的基底切割成矩形块，置于聚乙烯模具的矩形凹槽当中，添加树脂预聚体，固化后形成长方体样品模块；

d、二维金纳米线阵列结构制备：将上述样品模块的金膜一侧修整成适合金刚石刀宽度的尺寸，并将修整后的样品模块固定于超薄纳米切片机中，利用金刚石刀沿平行于基底条带一侧的方向切割样品模块得到切割薄片，然后将切割薄片收集到载体上，得到二维金纳米线阵列结构；

e、三维金纳米线阵列结构制备：利用聚苯乙烯膜作为载体，金属铝层作为牺牲层的纳米转移技术，将一包含二维金纳米线阵列结构的切割薄片转移到另一位于载体上的二维金纳米线阵列结构的切割薄片，并控制纳米线取向；将载有样品的载体置于反应性离子刻蚀机中，氧反应性离子刻蚀除去环氧树脂基体以及聚苯乙烯膜，得到交叉角度从0～90°变化的三维金纳米线阵列结构；

f、人骨髓间充质干细胞的培养：人骨髓间充质干细胞置于包含胎牛血清和抗坏血酸的培养基中生长；人骨髓间充质干细胞生长到80～90％时收集于T75培养瓶中，再用胰蛋白酶进一步培养；