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当前作为治疗心血管疾病而植入的医疗器械均会不同程度的导致血管内膜的损伤,从而诱发血管再狭窄的可能性。因此研究植入性材料表面快速促进内皮恢复的功能化改进成为热点,近年来随着人们对材料定向调控诱导干细胞分化方面研究的深入,发现具备多功能分化潜性的间充质干细胞(MSC)可以经过体外调控诱导分化为血管细胞,因此借用组织工程学的原理和方法,来探讨生物材料是否也具有定向诱导MSC分化为血管内皮细胞就有了一定的研究意义。本论文将综合利用光刻蚀技术和两次阳极氧化技术制备出的拓扑结构微沟槽二氧化钛纳米管(NANO-TOPO)作为实验样品,同时将利用光刻蚀技术和单次阳极氧化制备的沟槽图形化二氧化钛纳米管(NANO-GRO)样品、单纯阳级氧化制备的二氧化钛纳米管(NANO)样品以及未做任何表面修饰的平板钛(Ti)样品作为实验的对照样来研究各组样品对干细胞(MSC)的调控作用。对于制备出的各组样品本文分别采用了扫描电镜(SEM)、红外图谱分析(FTIR)、X射线衍射(XRD)以及接触角测量等多种材料学表征手段进行分析,结果显示制备的样品沟槽图形尺寸为沟20μm,脊10μm,纳米管尺寸70nm左右,样品晶型结构为锐钛矿相,确保了制备出的样品满足实验内容要求。而作为种子细胞的MSC取自不满4周龄SD大鼠,且经过密度梯度离心法获得,为了保证种子细胞的纯度,对提取的MSC分别进行了干细胞表型鉴定,CD44因子检测结果符合实验要求。短期细胞实验表明,拓扑结构微沟槽二氧化钛纳米管(NANO-TOPO)不仅具有调控干细胞生长取向的作用,而且可以使MSC的生长形态发生极化趋势,且细胞多层生长以后这种趋势不会丧失。这可能与纳米管的管径尺寸以及沟槽结构形貌相关。长期诱导实验结果表明,拓扑结构微沟槽二氧化钛纳米管(NANO-TOPO)不仅可以调控MSC的生长形态,而且可以有效的控制其分化方向,本文先后对分化末端的细胞进行多次鉴定,依次排除了诱导成神经突触细胞、成骨细胞、内皮细胞等的可能性,最终经过6周培养后的细胞表达了平滑肌细胞的特有标记物a-SMA和CNN-1,这样初步表明了构建的这种拓扑结构微沟槽二氧化钛纳米管(NANO-TOPO)可以初步实现调控MSC定向分化为类平滑肌细胞的可能性。因为平滑肌细胞作为天然血管的有机构成的一部分,对血管内皮细胞起到很重要的支持作用,因此,本实验的研究成果为血管内皮化的仿生功能的构建提供了一个有效的载体,为下一步研究做好了铺垫。