生物英文文獻的講解ppt課件

1、by Janice Kal Van Tam, Koichiro Uto, Mitsuhiro Ebara, Stefania Pagliari,Giancarlo Forte and Takao AoyagiSCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS Volume 13 (6)nov 23，2019IF=3.752匯報人：田潔2019年10月29日Mesenchymal stem cell adhesion but not plasticity is affected by high substrate stiffness目錄目錄研究背景研究背景-

2、組織工程支架材料組織工程支架材料組織工程支架材料 概念： 能與組織活體細胞結(jié)合并能植入生物體的材料 功能： 為細胞提供獲取營養(yǎng)、氣體交換、排泄廢物和生長發(fā)育的場所，也是形成新的具有形態(tài)和功能的組織、器官的物質(zhì)基礎(chǔ)。 組織工程支架材料的基本要求組織工程支架材料的基本要求 良好的生物相容性 良好的生物機械性能 合適的生物降解性 良好的可塑性 可行的滅菌、消毒方法組織工程支架材料主要包括：（1天然可降解高分子材料。如膠原collagen），其本身就是天然骨的組織成分。殼聚糖chitosan），是甲殼素的衍生物。還有明膠、瓊脂、葡聚糖、透明質(zhì)酸。降解產(chǎn)物易被機體吸收，但強度和加工性能較差，降解速度無法

3、調(diào)節(jié)。（2天然可降解無機材料。例如珊瑚是天然動物的骨骼，其中99是磷酸鈣。再如，珊瑚羥基磷灰石CHA）。它們都具有天然珊瑚的多孔結(jié)構(gòu)，有較好的孔隙率。能和靶細胞很好的黏附，而不影響增殖、分化、成骨。但加工困難。（3合成可降解高分子材料。常用的可降解合成高分子材料有聚乙二醇PEG），聚甘油癸二酸酯(PGS)，聚乳酸PLA）,聚乙醇酸PGA）,PLGA，聚己內(nèi)酯PCL等。這類材料的降解產(chǎn)物可在體內(nèi)代謝排除，對機體無害，可塑性較好。（4合成可降解無機材料。常用的主要有磷酸鈣水泥(CPC)，羥基磷灰石(HA),磷酸三鈣(TCP),生物活性陶瓷如生物活性玻璃陶瓷(BCG),細胞外基質(zhì)陶瓷類材料等。（5復

4、合材料。常用的有聚乳酸羥基磷灰石 生物材料表面對細胞的影響：生物材料表面對細胞的影響：生物材料表面能：表面能較高較親水的表面更有生物材料表面能：表面能較高較親水的表面更有利于細胞的黏附和鋪展。利于細胞的黏附和鋪展。生物材料表面的蛋白吸附能力：生理液體中含大量白生物材料表面的蛋白吸附能力：生理液體中含大量白蛋白和少量蛋白和少量ECMsECMs蛋白質(zhì)纖連蛋白蛋白質(zhì)纖連蛋白FNFN、玻連蛋白、玻連蛋白VNVN和和層連蛋白層連蛋白LNLN等）。等）。生物材料表面電荷：在正電荷生物材料表面，細胞的生物材料表面電荷：在正電荷生物材料表面，細胞的黏附呈現(xiàn)連續(xù)性。黏附呈現(xiàn)連續(xù)性。 生物材料表面的親水疏水平衡：

5、疏水性表面對蛋白質(zhì)的吸附能力較強。生物材料表面的拓撲圖案構(gòu)造：細胞根據(jù)材料表面的拓撲形貌而取向生長。生物材料表面的生物活性：生物材料表面具有整連蛋白認同的配體是細胞識別并接受生物材料為“自體ECM的關(guān)鍵。 細胞對物理環(huán)境的響應歸根結(jié)底還是對力學刺激的響應，細胞對基底硬度的影響過程涉及到細胞內(nèi)部的integrin和RPTP-( 受體型酪氨酸磷酸酶-)等聚集構(gòu)成,并與細胞骨架和胞外配基相連,因此它可以隨細胞骨架移動。 基質(zhì)硬度可以調(diào)節(jié)細胞骨架張力,并藉此通過整合素調(diào)節(jié)胞內(nèi)信號分子的活性?？缒な荏w整合素及粘附復合物使細胞、細胞骨架和胞外基質(zhì)形成一個相互連結(jié)的大骨架系統(tǒng)。黏著斑黏著斑focal adh

6、esionfocal adhesion的結(jié)構(gòu)和功能的結(jié)構(gòu)和功能黏著斑是肌動蛋白纖維與細胞外基質(zhì)之間的連接方式黏著斑是肌動蛋白纖維與細胞外基質(zhì)之間的連接方式感受細胞張力Schematic of cell adhesion(FA橋連橋連ECM和肌動蛋白細胞骨架和肌動蛋白細胞骨架)1、在細胞與基質(zhì)連接的早期，懸浮的細胞物理接觸基底2、細胞被動接觸基底，開始感受基底的硬度3、黏著斑的不成熟形式4、細胞外基質(zhì)連接細胞骨架的高分子聚合物 很多錨定蛋白和穿梭蛋白參與這個過程分化實驗分化實驗細胞粘附分析實驗細胞粘附分析實驗人工基底膜實驗人工基底膜實驗hMSCshMSCs和和NHDFsNHDFs兩種細胞的培養(yǎng)兩

7、種細胞的培養(yǎng)不同硬度的不同硬度的PCLPCL薄膜的制備薄膜的制備材料和方法材料和方法免疫熒光染色和顯微鏡觀察免疫熒光染色和顯微鏡觀察0.9、1.5、50、133MPa Structure of mature focal adhesions Cell adhesion rates of (a) hMSCs and (b) NHDFs assessed by AlamarBlue assayhMSCsNHDFs 在在PCL和和TCPs上生長上生長hMSCs和和NHDFs，在，在3和和8h時用時用AlamarBlue檢測粘附的細胞檢測粘附的細胞結(jié)果表明：結(jié)果表明：hMSCs比比NHDFs對基底硬度有

8、更對基底硬度有更 高的敏感性。高的敏感性。分析原因：可能歸因與兩種細胞彈性的不分析原因：可能歸因與兩種細胞彈性的不 同同,hMSCs是未分化的細胞，是未分化的細胞， 表現(xiàn)出多能性；表現(xiàn)出多能性；NHDFs是分化是分化 的細胞的細胞,已經(jīng)失去了彈性。已經(jīng)失去了彈性。實驗結(jié)果實驗結(jié)果Human mesenchymal stem cells do not express vinculin protein when grown on a very compliant substratehMSCs在MATRIGELTM上生長8h和24h后染色結(jié)論：FA的蛋白黏著斑蛋白、樁蛋白、踝蛋白更易在較硬的基質(zhì)上形

9、成。Localization and maturation of focal adhesions, actin cytoskeleton in hMSCs and NHDFs cultured on PCLhMSCsNHDFshMSCsHuman mesenchymal stem cell multipotency on PCL films with different stiffnesses成脂分化生骨分化軟骨分化結(jié)論結(jié)論軟的生物材料增強軟的生物材料增強hMSCshMSCs和和NHDFsNHDFs的粘附的粘附在不同的基底硬度上兩種細胞的黏著斑成熟的調(diào)節(jié)不同在不同的基底硬度上兩種細胞的黏著斑成熟的調(diào)節(jié)不同高的基底硬度不影響高的基底硬度