双光子聚合技术：研究3D打印拓扑结构诱导干细胞命运的工具

摘要： 已知几何拓扑结构会影响细胞向特定表型的分化，但迄今为止，可用于研究这些相互作用的特征范围及易于制备的基底类型仍较为有限。本研究采用新兴的双光子聚合技术，通过打印不同特征尺寸的拓扑图案来探究其对细胞分化的影响。该技术能快速制造出特征分辨率良好（适用于小于3微米的形状）的拓扑表面。人诱导多能干细胞附着于这些基底或无图案对照基底一周后，会表达一系列遗传标记物，表明其正向来自所有三个胚层的多能祖细胞异质群体分化。与拓扑光滑对照相比，小尺寸特征（1.6微米）促进外胚层分化，而大尺寸特征（8微米）则抑制自我更新。本研究表明双光子聚合技术具有通过调控基底相互作用来研究和控制干细胞命运的潜力。通过这种方式定制和战略性设计生物材料，可实现体外和体内更精准高效地生成或维持目标表型。