近年来,由于纳米材料的飞速发展,利用纳米材料模拟干细胞微环境调控干细胞命运的研究应运而生。由于纳米纤维材料具有与天然细胞外基质的相似性,可以提供细胞锚定的位点适宜细胞贴附和增殖,所以是一种模拟细胞微环境的理想材料。相较于其他纤维制造方法,静电纺丝技术可以稳定高效且大面积地制造多种纳米纤维材料。电刺激调控干细胞命运被认为是骨组织工程和神经组织工程中的一种有效手段,一般是利用具有优异电活性的支架和外接电刺激两种方式。很多研究表明,石墨烯和碳纳米管等碳基材料的结构和表面电荷可以有效的调控干细胞分化。基于此,制作一种既能够模拟天然外基质的,工艺又简单便捷的具有优异电活性的碳基支架至关重要。除此之外,组织工程中常使用外接电源的方式来获得较高的电流和电压,但是此种方法容易产生炎症反应。所以,如何制作一种可以产生内部电压刺激的组织支架是目前要解决的关键问题。压电材料是一种在受到压力作用时会在两端产生电压的材料,可以用作支架提供内部电刺激。相较于压电陶瓷等材料,通过静电纺丝制备的高分子压电材料无需极化,纤维柔软且形貌可控,更适合用于神经组织工程。本论文利用静电纺丝的方法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维支架。通过改性处理后的PVDF纤维膜构建干细胞微环境,利用物理化学刺激来调控干细胞分化。使用SEM、XRD、EIS等表征支架性能;使用CCK-8、活死染色、骨架染色等检测细胞活性;通过q-PCR和免疫荧光染色等研究干细胞分化程度。1.利用具有电活性的HAp/CNF支架调控人源脂肪干细胞（h-ADSCs）成骨分化:本文利用静电纺丝和高温热处理,成功制作出了一种电活性碳纤维材料。HAp/CNF具有均匀纳米纤维且可以稳定提供Ca2+,实验结果表明,高温热处理后的支架仍保持连续的,完整的纤维结构,成功掺入HAp并可以稳定释放Ca2+。通过基因和蛋白检测h-ADSCs分化情况,结果显示,碳基纤维材料皆能不同程度的促进h-ADSCs的OPN、OCN以及Runx2的基因表达。相比于其他碳纤维支架,5%HAp/CNF的14天Runx2表达量最高。进一步通过免疫荧光染色和碱性磷酸酶试剂盒对细胞进行蛋白层面的分析,结果显示碳纤维支架能促进碱性磷酸酶、OPN和OCN蛋白的表达。茜素红S染色结果显示h-ADSCs出现了明显的钙结节。所以研究结果表明,碳基纤维膜能促进h-ADSCs的成骨分化,其中,5%HAp/CNF纤维膜促进分化效果最好。2.利用压电FeOOH/PVDF支架加快胎鼠神经干细胞（NSCs）神经分化利用水热反应在PVDF表面合成一层致密的FeOOH,通过PFM测量发现其仍具有良好的压电性。通过CCK-8活力测定选定300 W超声强度。q-PCR实验结果显示,超声处理的FeOOH/PVDF的GFAP基因表达水平高于未超声/超声处理的玻片和PVDF。FeOOH/PVDF上神经干细胞标志物Nestin呈下降趋势,表明神经干细胞向着GFAP方向分化。免疫荧光蛋白结果显示,超声处理后,材料上的NSCs绝大部分分化为GFAP,少部分分化为Tuj1,玻片上除了较少GFAP分化外无其他分化结果。本篇论文主要为在组织工程中利用静电纺丝材料模拟细胞外基质构建体外细胞微环境,并通过支架物理化学性质调控干细胞命运,为日后临床应用提供借鉴。