Characterization of topographical effects on macrophage behavior in a foreign body response model.
Characterization of topographical effects on macrophage behavior in a foreign body response model.
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DOI：
10.1016/j.biomaterials.2010.01.074
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发表时间：
2010-05
期刊：
影响因子：
14
通讯作者：
Leong, Kam W.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen, Sulin;Jones, Jacqueline A.;Xu, Yongan;Low, Hong-Yee;Anderson, James M.;Leong, Kam W.
关键词：
目前限制巨噬细胞在异物反应中粘附、融合和纤维囊形成的策略主要集中在调节材料表面特性。我们假设接近生物尺度的微米和纳米范围的形貌提供了一种无需生物活性剂的被动方法来调节巨噬细胞的行为。在我们的研究中，使用印在聚（s-己内酯）（PCL）、聚（乳酸）（PLA）和聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）上的平行光栅（250 nm-2 μm线宽）检查了地形诱导的巨噬细胞行为变化。与平面对照相比，在 48 小时内，RAW 264.7 细胞粘附和伸长在 500 nm 光栅上最大程度地发生。 RAW 264.7 细胞的 TNF-α 和 VEGF 分泌水平对地形效应表现出最大的敏感性，在 48 小时时在较大的光栅尺寸上观察到水平降低。 21 天的体内研究表明，与平面对照相比，2 μm 光栅上的巨噬细胞粘附密度和高细胞融合程度降低。结论是，在所有检查的聚合物表面上，形貌影响异物反应中巨噬细胞的行为。地形诱导的变化，与表面化学无关，没有揭示独特的模式，但确实影响体外细胞形态和细胞因子分泌，以及体内细胞粘附，特别是与平面对照相比，在较大尺寸的地形上。
Current strategies to limit macrophage adhesion, fusion and fibrous capsule formation in the foreign body response have focused on modulating material surface properties. We hypothesize that topography close to biological scale, in the micron and nanometric range, provides a passive approach without bioactive agents to modulate macrophage behavior. In our study, topography-induced changes in macrophage behavior was examined using parallel gratings (250 nm-2 μm line width) imprinted on poly(s-caprolactone) (PCL), poly(lactic acid) (PLA) and poly(dimethyl siloxane) (PDMS). RAW 264.7 cell adhesion and elongation occurred maximally on 500 nm gratings compared to planar controls over 48 hr. TNF-α and VEGF secretion levels by RAW 264.7 cells showed greatest sensitivity to topographical effects, with reduced levels observed on larger grating sizes at 48 hr. In vivo studies at 21 days showed reduced macrophage adhesion density and degree of high cell fusion on 2 μm gratings compared to planar controls. It was concluded that topography affects macrophage behavior in the foreign body response on all polymer surfaces examined. Topography-induced changes, independent of surface chemistry, did not reveal distinctive patterns but do affect cell morphology and cytokine secretion in vitro, and cell adhesion in vivo particularly on larger size topography compared to planar controls.
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