生物材料植入人体后发生的首要事件是蛋白质的吸附，蛋白层是细胞与材料作用的桥梁。细胞在材料表面粘附后会产生细胞牵拉力（CTF），CTF通过“细胞-蛋白界面→蛋白层→蛋白-材料界面”这种“自上而下”的方式向材料传递，以感知和度量材料的力学性质。另一方面，生物材料在体内广泛承受机械拉伸应变。机械拉伸应变通过“材料→材料-蛋白界面→蛋白层→蛋白-细胞界面”这种“自下而上”的方式向细胞传递，调控细胞行为。在这两种传递方式，蛋白-材料界面是CTF和拉伸应变传递的重要节点。我们认为，蛋白-材料界面作用强度，即蛋白吸附力（Fad）对CTF和机械拉伸应变的传递至关重要。尽管已有研究证明Fad能调控CTF的传递，进而调控细胞对基底力学性质的响应，但有关Fad对基底拉伸应变的传递以及对细胞响应基底拉伸应变的调控作用却鲜有研究。因此，本论文以纤连蛋白（FN）为模型蛋白、大鼠间充质干细胞（rMSCs）为模型细胞，探究了Fad对基底拉伸应变传递的影响，以及对rMSCs响应基底拉伸应变的影响。研究内容及结论如下：
　　（1）Fad的调控与检测：利用自组装单分子层（SAMs）技术在刚性聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性膜表面构建-CH3、-OH和-NH2SAMs。X射线光电子能谱（XPS）和静态水接触角检测结果证明各SAMs已被成功构建。利用平行板流动腔/微球技术定量检测了FN在各SAMs表面上的Fad大小。结果表明，表面化学能有效调控Fad的大小，呈现-NH2（记为Fmax）＞-CH3（记为Fmed）＞＞-OH（记为Fmin）的趋势。采用共价改性技术将FN共价固定到PDMS表面，模拟Fad极大的表面（记为Fmax+）。
　　（2）Fad对CTF和拉伸应变传递的影响：采用免疫荧光技术观察各基底表面吸附FN在单纯CTF（静态组）、单纯机械拉伸（无细胞组，0.2Hz10%24h的循环单轴拉伸）以及CTF与机械拉伸同时存在（细胞+机械拉伸）这三种情况下的重构/脱附情况，以评价Fad对CTF和拉伸应变传递的影响。结果表明：Fmin表面的FN在CTF的牵拉作用下发生明显的脱附，阻碍CTF向基底传递，而Fmax+、Fmax和Fmed表面的FN在CTF作用下发生不同程度的重构，可将CTF传递到基底；在无细胞存在情况下，单纯的机械拉伸不会破坏任何基底-FN界面，能保证拉伸应变向细胞传递；CTF和机械拉伸同时存在时，机械拉伸加重Fmin表面FN的脱附现象，阻碍CTF和拉伸应变的传递，而Fmax+、Fmax和Fmed表面可保证CTF和拉伸应变的有效传递。
　　（3）Fad介导基底拉伸应变对rMSCs取向和成骨分化的影响：在Fmin表面上，细胞不能感受基底拉伸刺激而呈随机取向排列，成骨分化能力弱于高Fad表面；而高Fad表面（Fmax+、Fmax和Fmed表面）的细胞能够感受基底拉伸刺激而随应变的大小与拉伸方向平行（5%应变）或垂直（10%应变）排列，成骨分化能力强于低Fad表面。
　　综上所述，本论文发现Fad在CTF和机械拉伸应变的传递和细胞命运的调控中起着关键作用，Fad通过影响CTF和拉伸应变力的传递来调控rMSCs的生物学效应。本论文研究为更深入地理解机械拉伸刺激调控细胞行为的机制引入了一个新的视角，对生物材料和生化反应器的设计提供了有益的指导。