石墨烯促進骨細胞分化

納微快報

Nano-Micro Letters

本文亮點

1碳納米牆（CNWs）的水平和垂直取向對細胞的分化行為造成影響。

2石墨烯基表面具有無毒性，可作為細胞黏附與生長的載體。

3水平CNWs可增強骨細胞早期分化，垂直CNWs能促進細胞後期分化。

4CNWs與分化培養基的協同作用增強了細胞礦化現象。

內容簡介

調控細胞行為，發展細胞治療是近年來生物醫學工程的研究熱點，納米材料的發展為此提供了有效的途徑。

石墨烯具有豐富的衍射結構且表面易於化學修飾和改性，在生物醫學工程領域具有良好的應用前景。石墨烯表面納米結構和化學基團組分的不同，使得與細胞之間的相互作用也存在很大差異。

歐洲科學院外籍院士、澳大利亞昆士蘭科技大學K. Ostrikov教授等人用等離子增強CVD方法製備了垂直和水平分布的類石墨烯CNWs結構，通過調控CVD工藝參數可以調控CNWs的密度和取向。將此結構作為Saos-2骨細胞分化的培養平台，研究了水平和垂直分布兩種表面形貌對細胞粘附、增殖和分化的影響。

研究表明：1.石墨烯表面無毒性，可作為細胞粘附和生長的基體;2.水平分布的CNWs可增強細胞早期分化行為，垂直分布的CNWs能促進骨細胞礦化和後期分化行為。

這項研究表明石墨烯表面具有生物相容性，其表面拓撲形貌影響細胞行為，在未來組織工程領域具有應用前景。

圖文導讀

1類石墨烯CNWs的形貌

使用等離子增強CVD方法製備了兩種石墨烯表面結構：第一種是稠密、垂直分布的CNWs表面（圖a），第二種由水平分布的薄CNWs和少量垂直分布CNWs構成的雜化石墨烯表面（HGL，圖b）

2石墨烯表面形貌對骨細胞增殖的影響

CNWs和HGLs的表面形貌直接影響細胞的行為響應：HKL表面對細胞具有生物相容性，細胞能迅速增殖，然而其粘著點顯著少於CNWs和空白對比樣表面。

3骨細胞在不同表面的礦化行為

通過監測粘附細胞25天內的鹼性磷酸酶（ALP）和鈣元素含量來分析Saos-2在不同表面的分化/礦化行為。

在分化/成骨條件下，HKL表面細胞產生的ALP量比CNWs和空白對比樣表面高出25%。

作者簡介

K.Ostrikov，澳大利亞昆士蘭科技大學、澳大利亞國家科學機構聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）和悉尼大學等離子體納米科學領域的首席科學家和國際著名教授。歐洲科學院外籍院士。

他將等離子體納米技術應用到醫藥領域並使其發展成為一個獨特的研究領域（Rev.Mod. Phys. 2005, 77, 489，影響因子45.0）。

該領域的誕生被世界公認為物理學上的一大進步（Adv.Phys. 2013, 62, 113,影響因子34.3）

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