细胞外基质(extracellular matrix，ECM)是由细胞合成并分泌到细胞外空间的多糖和蛋白所构成的复杂网架结构，可支持并连接组织结构、调节组织的发生和细胞的生理活动。支架材料作为组织工程研究的人工细胞外基质，为细胞的停泊、生长、繁殖、新陈代谢、形成新组织等提供支持。我们通过对细胞外基质的体外模拟，设计具有一定纳米结构的高分子聚合材料，研究细胞与支架材料的相互作用，特别是支架材料的纳米结构形貌对细胞黏附、增殖、分化等一系列行为的影响，以期为组织工程仿生支架的设计提供新思路。　　骨髓间充质干细胞在一定条件下，可向成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞、脂肪细胞、神经细胞等方向分化，正是这种多向分化潜能可被广泛应用于组织修复和再生，其与支架材料复合构建的再生组织已有临床应用的个案报道，显示了在组织修复方面的良好应用前景。因此本文选择该种细胞作为研究对象，采用材料表面图案化技术，构造出纳米级多孔结构以及拉伸结构，研究了如何有效地引导和控制细胞在材料表面黏附、增殖、分化等一系列行为。　　本研究中采用胶体晶体模板法，制备出多种高分子聚合材料下的纳米多孔结构薄膜及其拉伸结构薄膜，且随着作为模板的纳米颗粒直径的改变，反蛋白石结构纳米坑直径也相应变化，在一定范围内实现了纳米坑孔径的可调节性。　　在此基础上，本研究在高分子材料的纳米级结构薄膜上培养骨髓间充质干细胞，在不添加任何化学以及生物诱导剂的条件下，研究干细胞在不同纳米拓扑结构表面向神经细胞和成骨细胞的分化情况。结果表明，单纯依靠纳米拓扑结构可诱导干细胞向神经细胞或成骨细胞分化，说明了纳米拓扑结构在一定程度上具备了类似于诱导剂的诱导效应。在神经分化方面，纳米多孔拉伸结构更有利于干细胞向神经细胞分化；而在成骨分化方面，纳米多孔结构在分化早期有助于干细胞向成骨细胞分化，而当分化进行到后阶段时，拉伸结构更有助于成骨分化。相关研究成果将为未来可植入生物材料的设计及组织修复提供理论参考。