一、前言

单核细胞/巨噬细胞系统在介导异物反应中的炎症和创面愈合活动中起着关键作用，决定了植入物的最终成败。炎症期，种植体周围的单核细胞分化为巨噬细胞，附着在生物材料种植体上，介导损伤组织和病原体的清除。在创面愈合阶段，黏附的巨噬细胞可能会融合到异物巨细胞（FBGC）中，分泌活性氧、细胞因子、趋化因子和降解酶，这些都可能降解移植物。在异物反应过程中，植入部位周围复杂的生化提示也有助于招募其他细胞，如淋巴细胞、中性粒细胞、成纤维细胞和其他巨噬细胞。

我们对影响巨噬细胞在异物反应过程中的行为参数了解是有限的。迄今为止，大多数研究都集中在材料表面化学的影响和它的调制，以减少不利的异物反应。研究人员提出，拓扑也可能在这一过程中发挥重要作用。我们将研究扩展到亚微米范围的拓扑图，并通过在大鼠体内使用种植系统检测黏附性小鼠巨噬细胞RAW 264.7系早期炎症和创面愈合反应，以及体内晚期巨噬细胞行为。拓扑对巨噬细胞行为的影响与表面化学无关，与纳米拓扑或平面对照相比，巨噬细胞对微米大小的拓扑网格具有更大的敏感性。这一现象似乎反映了巨噬细胞对颗粒吞噬大小的敏感性。

为了加深我们对拓扑对巨噬细胞行为影响的理解，我们的研究从两种不同来源检测了人类巨噬细胞：①THP-1，一种稳定的单核细胞系；②从人类外周血单核细胞（PBMC）中提取的初级巨噬细胞。选择单核细胞THP-1作为人单核细胞向种植体表面黏附巨噬细胞分化的模型，较黏附型巨噬细胞有所改善。未分化THP-1单核细胞与原代单核细胞在细胞因子分泌、细胞表面标记物表达等方面存在差异，但在分化因子的刺激下，与原代单核细胞/巨噬细胞相似。具体来说，加入丙二醇甲醚醋酸酯（PMA）可以诱导THP-1细胞分化为巨噬细胞样细胞。PMA处理的THP-1细胞在形态学、抗原和膜受体表达以及分泌产物表达等方面与单核细胞来源的巨噬细胞相似。从人全血中分离的原代巨噬细胞的选择为体外巨噬细胞行为研究提供了最接近的模型。然而，体外FBGC融合需要加入IL-4或IL-13，供体可变性被认为是一个固有的混杂变量。因此，同时使用THP-1来源和PBMC来源的巨噬细胞是为了更好地理解拓扑在介导巨噬细胞反应中的作用。

在这项研究中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）网格1μm平行线宽度300nm，间距相同，用来研究巨噬细胞应对拓扑对细胞黏附、形态、细胞因子分泌、FBGC融合和吞噬活动。