可编程细胞芯片设计制备与浸润性调控取得进展

生物材料表面的微观形态特征对细胞增殖、黏附和分化有重要影响。然而，表面特性调控细胞行为的具体机制仍不明确。目前，用于细胞调控的表面设计过于单一，难以同时满足高精度制造与结构多功能性的双重要求。飞秒激光无掩模光学投影光刻技术，采用数字微镜器件作为掩模板，能够快速制备高精度大面积的可编程细胞芯片，并有效调控细胞浸润性。

近期，中国科学院理化技术研究所团队，在可编程细胞芯片设计、制备与浸润性调控方面取得进展。该工作提出了基于飞秒激光无掩模光学投影光刻技术，制备可编程细胞培养芯片，并将其应用于细胞行为研究。

团队采用飞秒激光无掩模光学投影光刻技术，制备了具有不同形貌的可编程细胞培养芯片，实现对细胞形态和细胞行为的调控。该细胞培养芯片结构可调控细胞在不同线间距、柱直径及孔径的支架结构上的迁移、黏附及形态变化。

研究人员利用飞秒激光无掩模光学投影光刻AZ P4620光刻胶制备的芯片结构，展现出高结构保真度和均匀性。通过O₂等离子体和PDL涂覆等表面处理工艺，增强了材料的亲水性，促进细胞黏附与增殖。免疫荧光染色和共聚焦显微镜观察结果表明，可编程细胞培养芯片结构，对786-O细胞的迁移、黏附及形态变化，具有定向调控能力。细胞对线间距、柱直径和孔径等结构参数的变化表现出差异性响应。在线阵列结构上培养的细胞，呈现拉长形态并形成排列整齐的肌动蛋白应力纤维，而柱阵列和孔阵列对黏着斑分布有影响。生物相容性验证结果证实，该可编程细胞培养芯片适用于细胞培养和组织工程应用。

该研究通过高精度可控模块化结构设计，制备了可精准调控表面形貌特征的可编程细胞培养芯片，以调节细胞形态和行为，同时满足高精度制造与结构多功能性的双重要求，展现了可编程细胞培养平台模拟复杂体内微环境的潜力，为细胞行为研究及推进生物医学应用提供了多功能工具。

相关研究成果发表在《芯片实验室》 (Lab on a Chip）上。

论文链接

可编程细胞培养芯片的Fs-MOPL制备及细胞培养

可编程细胞培养芯片上786-O细胞形态和细胞行为