近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所秦建華研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)（1807組）利用微流控技術(shù)建立了一種新型 “微流控氣動(dòng)模板法”，用于可控實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜形貌特點(diǎn)的膠原模塊制備與釋放，并利用細(xì)胞-細(xì)胞，細(xì)胞-膠原基質(zhì)間的相互作用，研究了包含有多細(xì)胞類(lèi)型的微組織形成與功能自組裝，相關(guān)結(jié)果作為Frontispiece發(fā)表在Small雜志（DOI: 10.1002/smll.201500556），并被Materials View China進(jìn)行亮點(diǎn)報(bào)道。
支架材料是組織工程的三大要素之一，其中生物相容性材料的設(shè)計(jì)與制備備受關(guān)注。隨著生物材料領(lǐng)域的快速發(fā)展，研究者可以根據(jù)可塑性支架材料特性和細(xì)胞類(lèi)型，制備出形態(tài)各異的“細(xì)胞-支架”模塊，并將其作為基本單元用于復(fù)雜組織構(gòu)建和組織工程應(yīng)用。膠原是一種天然的細(xì)胞外基質(zhì)成分，也是組織工程應(yīng)用的理想支架材料。但是，由于膠原機(jī)械強(qiáng)度差、易于破碎等特點(diǎn)，通常難以實(shí)現(xiàn)膠原模塊的形成與操控，也大大限制了其在體外組織形成和細(xì)胞-支架模塊組裝等方面的研究。
該團(tuán)隊(duì)巧妙地設(shè)計(jì)了一種具有可控夾膜結(jié)構(gòu)的微流控芯片，通過(guò)正負(fù)氣壓的轉(zhuǎn)變來(lái)控制微模具內(nèi)夾膜的形變特征，這種方式不僅可實(shí)現(xiàn)高黏度膠原溶液的完整灌注，還可實(shí)現(xiàn)固化膠原模塊的主動(dòng)釋放，從而可控完成對(duì)大小尺寸、形態(tài)各異的“膠原模塊”的靈活操控。此外，利用微尺度流體特性，這種方法還可對(duì)膠原模塊內(nèi)的不同種類(lèi)細(xì)胞進(jìn)行可控性空間排布。該工作進(jìn)一步研究了細(xì)胞-細(xì)胞/細(xì)胞-基質(zhì)間相互作用所引起的膠原模塊形變現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)膠原內(nèi)細(xì)胞密度和細(xì)胞類(lèi)型均可對(duì)模塊形變產(chǎn)生影響。利用這一特性，研究者通過(guò)調(diào)節(jié)膠原模塊內(nèi)細(xì)胞種類(lèi)及密度分布，實(shí)現(xiàn)了主要由細(xì)胞作用力所介導(dǎo)的“血管樣”組織自組裝。這一研究工作為組織工程、細(xì)胞自組裝和器官芯片等研究提供了一種全新的思路，在組織損傷修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等研究領(lǐng)域具有重要應(yīng)用潛力。
上述工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金國(guó)際地區(qū)合作項(xiàng)目的支持。
大連化物所微流控技術(shù)膠原自組裝組織工程材料研究作為封面文章發(fā)表
