摘要：目的 本研究拟制备一种具有微孔结构的聚氨酯(polyurethane, PU)薄膜的医用补片表层材料,并对PU微孔薄膜的材料学特性和生物学性能进行评价,以期提升盆底修复补片材料的临床适用性。方法 采用PU预聚体发泡技术制备表面具有微孔结构的PU薄膜,通过调节最佳PU预聚体异氰酸根指数(R值)和发泡环境相对湿度(relative humidity, RH),制备PU微孔薄膜。采用扫描电子显微镜观察PU微孔薄膜表面形貌,利用红外光谱、拉曼光谱和水接触角分析PU微孔薄膜的化学结构亲水性;体外评价PU微孔薄膜浸提液对L929小鼠成纤维细胞增殖的影响,并观察PU微孔薄膜对L929小鼠成纤维细胞黏附和形态的影响和对RAW264.7小鼠单核巨噬细胞的影响;使用Sprague Dawley(SD)大鼠评价PU微孔薄膜的体内免疫反应和组织再生。结果 PU预聚体R值=1.5,发泡环境RH=70%时PU薄膜形成明显的微孔,且均匀致密;与PU薄膜相比较,PU微孔薄膜的化学结构无明显改变,其水接触角[(55.7±1.5)°]低于PU薄膜[(69.5±1.7)°]和聚丙烯(polypropylene, PP)的水接触角[(104.3±2.2)°](P<0.05),显示出较强的亲水性;PU微孔薄膜浸提液具有良好体外生物相容性,可促进L929小鼠成纤维细胞增殖,同时PU微孔薄膜表面形态有利于L929小鼠成纤维细胞的黏附,细胞呈铺展生长,其表面形貌可以抑制RAW264.7小鼠单核巨噬细胞肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白细胞介素(interleukin, IL)-1β分泌,促进IL-10、IL-4分泌,与24 h相比较,培养72 h时PU薄膜组和PU微孔薄膜组TNF-α、IL-1β表达水平降低,且低于PP薄膜组(P<0.05);其中,PU微孔薄膜组TNF-α和IL-10表达水平降低最明显;而IL-10、IL-4表达水平增加,且高于PP薄膜组(P<0.01),其中,PU微孔薄膜组IL-4表达水平增加最显著。PU微孔薄膜植入体内后植入微环境炎症较轻,未见明显的纤维囊形成,植入后60 d, PU微孔薄膜部分降解,膜中央出现大量的胶原纤维生长和肌肉形成。结论 PU微孔薄膜具有良好的亲水性和生物相容性,其表面形貌可调节增加细胞的黏附、调控RAW264.7小鼠单核巨噬细胞的功能以及促进组织修复,为女性盆底修复重建补片材料的设计提供了新思路。

摘要：近年来,随着细胞力学行为相关研究的深入发展,细胞与微环境的物理力学联系不断被揭示.细胞力学刺激与响应已被充分证明在微观的细胞铺展、迁移、增殖、分化等行为,以及宏观的胚胎发育、组织形成、疾病发展等至关重要的生物过程中扮演决定性角色.与细胞力刺激相关的刚度、形貌、配体分布等物理性能也因此成为生物材料设计的重要参数.然而,这些静态的物理参数怎样给予细胞力学刺激,细胞又是怎样感受微环境中的机械力学性能,这是一个有趣的话题.本文详细介绍了细胞的力学响应机制,突出了细胞内作用力在细胞力学响应过程中的决定性作用;从分子生物学角度阐述了细胞内力的传递与力学信号转导过程;借此助力生物材料领域学者对细胞与生物材料相互作用的理解,推动细胞与分子生物力学的发展以及新型生物材料的研究与开发.