调控细胞迁移和组织再生的生物材料研究

组织再生材料为细胞、组织的生长提供必要的物质基础,维持再生组织的形状和力学性能,并实现与周围组织的有机整合。其中,材料-细胞的相互作用是组织再生材料的核心问题。组织再生材料表界面的物理结构和化学性能可以直接影响细胞的黏附、铺展、增殖、迁移和分化等行为,进而影响组织修复和再生的效果。多数组织和器官具有立体结构,并具有更为精细的微结构。因此,三维组织再生材料体系的构建及其微结构调控是另外一个重要问题。本文结合本课题组近年的工作,综合国内外最新研究成果,重点介绍了生物材料表界面物理结构和理化性质对微粒吞噬、细胞黏附的影响、梯度材料对细胞黏附和定向迁移的作用、3D水凝胶中的细胞迁移行为及特点,以及用于皮肤和软骨组织修复与再生的植入材料,最后对生物材料在组织再生中的研究与应用进行了展望。

P[MMA-IL]修饰石墨烯协同调控PVDF复合物结晶与介电行为

为改善石墨烯(Gra)在聚偏氟乙烯(PVDF)中的分散性和界面性质,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐(IL)为单体合成P[MMA-IL]共聚物,用于修饰石墨烯(Gra),并通过溶液共混、热压法制备PVDF/PMMA、PVDF/P[MMA-IL]、PVDF/PMMA/Gra和PVDF/P[MMA-IL]/Gra复合薄膜.采用Raman光谱、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换反射红外光谱分析仪(FTIR-ATR)、X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(POM)、示差扫描量热仪(DSC)和电感电容电阻测试仪(LCR)对复合薄膜的结构形态、结晶与介电行为进行表征和分析.Raman光谱表明P[MMA-IL]与Gra之间存在强相互作用;FESEM照片显示P[MMAIL]能够促进Gra在基体中的分散;DSC、XRD和FTIR-ATR数据表明PMMA降低PVDF的结晶温度,PMMA和Gra未能诱导出?-PVDF极性晶体,而单独的P[MMA-IL]会通过咪唑阳离子-偶极子作用诱导?-PVDF晶体;通过咪唑阳离子-π强相互作用,P[MMA-IL]在模板剂Gra表面进行修饰,协同诱导作用增强.POM照片表明?-PVDF晶体在生长过程中,MMA链段会嵌入到球晶的晶片空隙中,引起结构疏松;离子-偶极子和IL成核作用导致?-PVDF晶体尺寸较小,结晶较快.介电行为研究表明PMMA及其修饰Gra降低PVDF的结晶度和链浓度,导致界面极化和取向极化较弱,介电响应较弱;而P[MMA-IL]修饰Gra诱导的?-PVDF晶体、以及IL链段在界面的离子极化使得界面极化作用增强,介电响应增强.