摘要

在再生医学领域，生物材料与细胞的相互作用是重要研究课题之一。材料的物理化学性质将直接影响细胞行为，进而影响组织再生。其中，控制生物材料表面拓扑形貌以及相关活性离子释放是最典型的两类材料学调控方法。在组织修复及再生领域，应用微纳米拓扑结构独特的形貌效应可调控细胞的黏附、形态、排列等，进一步还会影响干细胞分化及相关组织再生。同样的，生物材料中释放出来的活性离子也能够有效地调控细胞的命运，影响组织特异性细胞以及干细胞的表型，进而影响组织再生。然而无论是拓扑形貌还是活性离子释放，它们与细胞相互作用的具体机制仍不完全清楚。近年来，得益于微纳米技术的快速发展以及组织工程技术的不断成熟，越来越多的科研工作者开始研究生物材料对细胞行为及组织再生的调控作用。本章节也将从生物材料表面微纳米拓扑结构以及材料释放的生物活性离子这两个不同角度综述相关研究进展，着重分析探讨微纳米拓扑结构信号和化学信号在调控细胞行为、影响组织再生方面所扮演的不同角色，以及存在的不同生物学机制，从而为组织工程材料设计以及功能化诱导再生提供理论依据和应用指导。