原子(zi)力顯微(wei)鏡在(zai)組織工程中起著重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)

組織工程是近(jin)年(nian)來(lai)興(xing)起的(de)多學(xue)科交叉的(de)前沿科學。細(xi)胞(bao)和支架(jia)是最重要(yao)的(de)部分(fen)，研究(jiu)泛(fan)。細(xi)胞(bao)提供生物(wu)功(gong)能(neng)，支架提供細(xi)胞(bao)生(sheng)長平臺。組織建(jian)設不僅要(yao)考慮(lv)支(zhi)架的(de)宏(hong)觀機(ji)構、細(xi)胞(bao)水(shui)平的(de)表(biao)面(mian)微(wei)結(jie)構(gou)，還要(yao)考慮(lv)亞(ya)細(xi)胞(bao)水(shui)平的(de)納米結(jie)構(gou)、皮(pi)牛(niu)頓(dun)細(xi)胞(bao)和分子(zi)間作用(yong)力。前兩個(ge)結(jie)構(gou)層(ceng)次有(you)很多研究(jiu)和制備(bei)方法，但對(dui)納米層(ceng)次的(de)了(le)解(jie)不(bu)夠(gou)，結(jie)構(gou)控制(zhi)方法有(you)限。納米技(ji)術使(shi)亞(ya)細(xi)胞(bao)水(shui)平設備的(de)構(gou)建(jian)成為可能(neng)，納米技(ji)術在(zai)組織工程中的(de)應(ying)用(yong)成為壹(yi)個新的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)的(de)領(ling)域(yu)。原子(zi)力顯微(wei)鏡作(zuo)為納米檢(jian)測(ce)、納米操作(zuo)的(de)重要(yao)手(shou)段，在組織工程中發揮著越來(lai)越重要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。

       近(jin)十(shi)年來(lai)，支撐材(cai)料的(de)研究(jiu)熱(re)點(dian)之(zhi)壹(yi)是材(cai)料表面(mian)結(jie)構(gou)對(dui)種(zhong)子(zi)細(xi)胞(bao)的(de)影(ying)響。研究(jiu)人(ren)員(yuan)希望(wang)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)特(te)征表面形(xing)態如何誘導細(xi)胞(bao)形(xing)態變(bian)化(hua)、細(xi)胞(bao)粘附(fu)、遷(qian)移、生長、雕(diao)亡(wang)、基(ji)因調節和組織結(jie)構(gou)。通過AFM觀察(cha)發(fa)現，在適(shi)當的(de)條(tiao)件(jian)下(xia)，該(gai)混合系統可以(yi)形(xing)成具(ju)有(you)特征(zheng)納米級表(biao)面結(jie)構(gou)的(de)薄(bo)膜(mo)。這(zhe)種聚合物分(fen)層(ceng)法制成(cheng)的(de)薄(bo)膜(mo)表(biao)面(mian)是單(dan)壹(yi)的(de)PS成(cheng)分(fen)，納米級島(dao)狀(zhuang)結(jie)構(gou)的(de)高(gao)度可以(yi)調(tiao)節，特(te)別(bie)適合(he)研究(jiu)不(bu)同(tong)高(gao)度納米表面(mian)結(jie)構(gou)對(dui)細(xi)胞(bao)生(sheng)長的(de)影(ying)響。成(cheng)纖(xian)維細(xi)胞(bao)的(de)研究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明，細(xi)胞(bao)對(dui)材(cai)料表面(mian)的(de)島(dao)狀(zhuang)結(jie)構(gou)敏(min)感，細(xi)胞(bao)形(xing)態、粘附(fu)和遷移(yi)，與細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質形(xing)成相關的(de)基(ji)因隨島(dao)狀(zhuang)結(jie)構(gou)的(de)高(gao)度而(er)變(bian)化(hua)。培(pei)養(yang)壹(yi)周後(hou)，內皮細(xi)胞(bao)的(de)形(xing)態分(fen)布與脈管(guan)組織在(zai)體內形(xing)成過(guo)程(cheng)中的(de)形(xing)態相似(si)，表明島(dao)狀(zhuang)結(jie)構(gou)本(ben)身(shen)可以(yi)起(qi)到類似(si)細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質的(de)生(sheng)理(li)誘導作用(yong)。以上(shang)方法形(xing)成的(de)納米結(jie)構(gou)形(xing)態不(bu)規(gui)則(ze)。結(jie)果(guo)表(biao)明，Fn吸附在(zai)孔(kong)的(de)邊(bian)緣，形(xing)成圓(yuan)形(xing)結(jie)構(gou)，而(er)Fn在(zai)相同物質的(de)光(guang)滑(hua)膜(mo)上(shang)形(xing)成相互連(lian)接的(de)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)，表(biao)明吸附Fn的(de)結(jie)構(gou)與基(ji)底的(de)表(biao)面(mian)結(jie)構(gou)有(you)關。進壹(yi)步(bu)的(de)內(nei)皮(pi)細(xi)胞(bao)和心(xin)肌(ji)細(xi)胞(bao)培(pei)養(yang)結(jie)果(guo)表(biao)明，蜂(feng)種(zhong)細(xi)胞(bao)在(zai)蜂(feng)窩狀(zhuang)膜(mo)上形(xing)成的(de)吸附結(jie)構(gou)決(jue)定(ding)了(le)蜂(feng)窩狀(zhuang)膜(mo)的(de)生(sheng)物(wu)學(xue)反(fan)應不同於平板(ban)膜(mo)。了(le)解(jie)細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質納米級拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)以(yi)及(ji)細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質與生物(wu)材(cai)料之(zhi)間的(de)關(guan)系(xi)對(dui)組織工程人工細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質的(de)構(gou)建(jian)起著重要(yao)的(de)指導(dao)作(zuo)用(yong)。重要(yao)的(de)細(xi)胞(bao)外(wai)基(ji)質蛋白I型(xing)膠原蛋白具有(you)特殊(shu)的(de)纖(xian)維(wei)結(jie)構(gou)，其(qi)形(xing)成與溶(rong)液(ye)濃度、溶(rong)液(ye)成(cheng)分(fen)、基(ji)底表面(mian)結(jie)構(gou)、化(hua)學(xue)成(cheng)分等因素(su)有(you)關。通過AFM對(dui)I型(xing)膠原蛋白和I型(xing)膠原蛋白在不(bu)同(tong)聚合物基(ji)底上的(de)結(jie)構(gou)和吸附研究(jiu)發(fa)現(xian)，I型(xing)膠原蛋白在聚苯乙烯(xi)(PS)上的(de)吸附強於(yu)壹(yi)系列(lie)聚甲(jia)基(ji)丙烯(xi)酸酯，聚甲(jia)基(ji)丙烯(xi)酸酯側鏈(lian)的(de)長度(du)影(ying)響膠原蛋白形(xing)成的(de)分(fen)枝(zhi)纖維(wei)的(de)長度(du)。Elliott等u采用(yong)端基(ji)為COOH壹(yi)，NH。硫代烷(wan)烴制成(cheng)均(jun)勻的(de)單(dan)層(ceng)膜，是膠原纖維(wei)的(de)基(ji)底。研究(jiu)表(biao)明，膠原纖維(wei)超級結(jie)構(gou)的(de)形(xing)成取決(jue)於(yu)基(ji)底的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)，而(er)粗膠原纖維(wei)的(de)接(jie)觸角僅大於(yu)83。當接(jie)觸角小(xiao)於(yu)63時(shi)，表(biao)面生成(cheng)。粗膠原纖維(wei)不能(neng)形(xing)成。對(dui)蛋白質壹(yi)材(cai)料的(de)吸附規(gui)律(lv)有(you)深入(ru)的(de)了(le)解(jie)，對(dui)仿(fang)生(sheng)材(cai)料的(de)制(zhi)備(bei)有(you)很好的(de)指導(dao)作(zuo)用(yong)。

       AFM不僅是納米結(jie)構(gou)檢(jian)測(ce)的(de)有(you)效手(shou)段，其(qi)納米針(zhen)尖和精密(mi)壓(ya)電控制(zhi)系統(tong)使(shi)其(qi)成(cheng)為納米控制(zhi)和生產(chan)的(de)有(you)力工具，通過適(shi)當的(de)方法控制(zhi)探針(zhen)的(de)力(li)和移動(dong)軌(gui)跡，可用(yong)於書(shu)寫納米圖案，該(gai)技(ji)術稱(cheng)為掃(sao)描(miao)探針(zhen)蝕刻(ke)。壹(yi)次性掃(sao)描(miao)AFM探針(zhen)，誘導聚己內酯和聚乙烯(xi)基(ji)對(dui)苯二甲(jia)酸酯薄(bo)膜(mo)上穩(wen)定(ding)的(de)條(tiao)紋(wen)納米圖形(xing)。通過調(tiao)整(zheng)施(shi)加(jia)力的(de)大(da)小(xiao)、掃(sao)描(miao)速度和角度(du)，可以(yi)改變(bian)形(xing)成的(de)圖形(xing)高(gao)度、周期性和方向(xiang)。