《三維微環境下神經幹細胞定向分化的精細物理調控研究》是依託吉林大學，由孫允陸擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三維微環境下神經幹細胞定向分化的精細物理調控研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫允陸
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
神經損傷和功能退行等疾病，從根本上得以緩解甚至治癒的可能方法之一為，人為動員相關幹細胞參與神經再生修復。對於調控幹細胞行為、促進神經再生，物理刺激已被證明具有明確的重要作用。而體內細胞處於物理、生化因素複雜的三維微環境中，故若在人工生物微環境下進行綜合、三維、精細干預，可能更有效的動員幹細胞參與再生修復等生理過程。目前，生化成分的微環境三維結構化散布已成為干預幹細胞的重要有效手段；但與之對應的三維微環境中精細物理刺激“場”方案，因其特殊構建技術要求，仍難以較好實現。針對以上問題，本項目擬構建集成有物理刺激微納器件的人工細胞微龕，在三維微環境中靈活、精確操縱光、電等物理刺激，兼顧生化成分三維結構化散布等生化因素，調控神經幹細胞向脊髓神經細胞定向分化等神經再生相關幹細胞行為，為闡明物理刺激對神經幹細胞等的作用和機制、建立幹細胞參與神經再生修復新策略，提供新的思路和技術支撐。
結題摘要
基於生物功能材料體系和“自上而下”微納加工，模擬體內環境或者仿生驅動器，或者定製細胞刺激或者感測的生物界面材料和器件，實現精細構建多類型、多維度生物物理因子刺激和感測，是實現人工生物界面的關鍵之一。本項目面向細胞或者片上組織尺度的特殊跨尺度微納器件化需求，在保證飛秒雷射多光子光刻加工納米解析度的前提下（百納米），最佳化了雷射微納加工系統的有效工作範圍（約所用透鏡平視場範圍1.5倍，例如，用高數值孔徑（1.42）60倍油鏡實現~550-600微米的有效加工範圍）和效率等；實現了利用飛秒雷射直寫等微納加工技術，製備生物材料微納光、電、機械驅動等器件，實現其較好的生物兼容和自身功能，可用於光、電、機械等微納操控、物理介入刺激、生物感測等。取得的主要研究成果包括：（1）面向細胞或者片上組織的特殊跨尺度微納器件化需求，即同時實現亞微米乃至納米級空間解析度和百微米、毫米級總尺寸，在保證飛秒雷射多光子光刻加工納米解析度的前提下，最佳化雷射微納加工系統的有效工作範圍和效率。（2）基於多光子聚合飛秒雷射直寫等微納加工技術，製備生物材料基微納光器件（如微納波導），同時實現其較好的生物兼容和自身功能（導光、感測等），甚至在人工生物微環境中原位實時製備光等物理因子介入或者感測的微納器件終端。（3）作為實現細胞微納尺度誘導操控的關鍵因子之一，實現微納機械驅動器，以及微納尺度調控（例如浸潤性、機械特性）的生物界面。（4）實現微納高靈敏壓力感測器，其可在三維微環境中精確構建和布置，以期用於細胞及亞細胞尺度的（乾）細胞生長、運動實時原位檢測、監控。在可穿戴生醫感測器方面，取得了一些項目預期外的研究成果。
