理想的三维细胞培养基质应模拟细胞外基质的结构与功能,具有合适的孔隙结构与孔隙率,并具有良好的生物相容性以及良好的力学性能。以模拟细胞外基质(ECM)为目标,选择合适的材料构建兼具微米尺度和纳米尺度的三维微纳多孔结构的支架材料是构建三维细胞培养基质的关键,也是新型细胞培养基质未来发展的趋势。细菌纤维素(BC)具有与天然的细胞外基质相似的三维纳米纤维网络结构以及优异的力学性能与良好的生物可降解性,因此被认为是最具发展潜力的三维细胞培养基质材料之一。然而,BC纳米纤维构成的三维网状结构孔径一般为0.05~5μm,而理想的细胞培养基质不仅需要纳米尺度的孔隙,更需要孔径为数十到数百微米的大孔。因此,根据三维细胞培养支架的实际应用要求,需要在BC三维网络结构中构建微米级孔隙。因此,本文的研究重点是以模拟细胞外基质为目标,解决细菌纤维素由于缺少微米级多孔在细胞培养基质应用方面的限制性,采用模板合成法,构建兼具微米级多孔与纳米纤维的三维细胞培养基质。本文分别以两种具有代表性的生物弹性体材料,聚氨酯(pu)多孔海绵以及聚癸二酸丙三醇酯弹性材料(pgs)作为多孔模板,在模板上静态培养g.xylinus制备兼具微纳结构的三维细胞培养基质。具体工作如下:(1)以热塑性生物弹性体聚氨酯多孔海绵为模板,在其上静态培养g.xylinus制备兼具微纳结构的三维细胞培养基质。结果表明,pu/bc微米级孔壁上表面存在分布均匀的细菌纤维素(纳米纤维直径为42±13nm),复合前后两种支架孔径与孔隙率均无明显差异,复合支架具有更好的吸水性和保液率。通过激光共聚焦显微镜对蛋白在支架的吸附进行表征,复合纳米纤维后的支架材料对牛血清白蛋白有明显吸附;pu/bc支架湿态断裂强度是152.8±15.1kpa,是pu架的2.4倍(64.5±4.4kpa);弹性模量是1.923±0.152mpa,是pu支架的5.5倍,力学性能得到了很大提高。通过mtt测试与fe-sem对脂肪干细胞的增殖及形态进行了评估,结果显示pu/bc支架具有良好的生物相容性,能够促进细胞的粘附。这些结果证明,以聚氨酯多孔海绵为模板,通过模板合成法能够构建微米级多孔和纳米纤维的的三维bc微纳支架,其在细胞培养方面具有良好的应用前景。(2)通过盐析法成功制备了孔径为81±35μm,孔隙率为85.9±6.5%的pgs多孔支架。以此热固性生物弹性体pgs的多孔支架为模板,在其上静态培养g.xylinus制备兼具微纳结构的三维细胞培养基质。结果表明,pgs/bc具有相互连通的多孔结构,平均孔径为76±23μm,两种支架的孔径与孔隙率均无明显差异。通过FE-SEM观察到在微米级孔壁上修饰着类似天然细胞外基质的纳米纤维(纳米纤维直径为50±17μm)。激光共聚焦的表征结果显示,BC纳米纤维提高了PGS支架对牛血清白蛋白的吸附能力。PGS/BC复合支架湿态断裂强度是12.5±2.1 KPa,是PGS支架的4.0倍(3.1±0.5 KPa);弹性模量是28.3±3.1KPa,是PGS支架的8.8倍(3.21±0.3 KPa)。PGS/BC降解28天后质量损失为3.8%。结果证明,以PGS多孔支架为模板,通过模板合成法能够构建微米级多孔和纳米纤维的的三维BC微纳支架,其在细胞培养、医用植入、组织工程等方面具有良好的应用前景。