CN108025112A - 用于增强细胞形成的纹理化物品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本文公开了一种物品，其包含具有至少一个具有纹理和第一种类型生长细胞的表面的基质，其中形成所述纹理的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。本文还公开了一种方法，该方法包括：在一个基质的至少一个表面上形成一种聚合物材料的第一层；纹理化所述第一层以形成一个纹理化第一层；以及在所述纹理化第一层上形成第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理化第一层的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
Description
技术领域
本公开涉及用于增强细胞形成的纹理化物品。
背景技术
诸如脊柱融合之类的医疗治疗提供了利用自体骨移植技术来治疗和修复患者的骨损伤的矫正手术。每年在美国进行超过400,000例脊柱融合手术。自体骨移植是一种从患者身上取下骨并移转到同一位患者的脊柱融合部位的过程。然而，这种方法有局限性，因为正规的脊柱融合手术导致多达50％的患者并发症和高达35％的不愈合率。
来自干细胞的骨组织生长工程提供了该方法的替代方案。人骨髓间充质干细胞(hMSC)是能够作为未分化细胞而复制或分化成组织特异性细胞的细胞。更具体而言，人骨髓间充质干细胞(hMSC)能够分化成骨髓、骨、软骨、肌腱、肌肉或脂肪细胞。然而，包括使用化学添加剂来诱导分化的标准过程，在充分控制变异性方面存在缺陷，这导致异质细胞群体，即导致包括但不限于那些具有期望细胞功能的细胞或组织特异性细胞)例如骨的混合细胞。这些人工化学疗法不能始终诱导分化，这可能对实验和临床结果都是有害的。
因此，需要一种通过更精确地控制人类干细胞分化成期望的组织特异性细胞例如骨来增强细胞形成的物品和方法，并且其还能够减少脊柱融合过程中的不连几率，而不需添加化学添加剂。
发明内容
本文公开了一种物品，其包含具有至少一个具有纹理的表面的基质；和第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
本文还公开了一种方法，包括：在一个基质的至少一个表面上形成一种聚合物材料的第一层，该基质纹理化所述第一层以形成一个纹理化第一层；并且包括在所述纹理化第一层上形成第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理化第一层的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
附图说明
图1是放置在一个SharkletTM(SK)表面上的一个细胞的细胞长宽比和定向的图示；
图2(A)显示了在SM(光滑)表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像；
图2(B)显示了在-1.7SK2×2Sharklet纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像；
图2(C)显示了在+1.7SK2×2Sharklet纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像；
图2(D)显示了在-1.5SK10x5SK表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像；
图2(E)显示了+1.5SK10×5SK纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像；
图3是在图2的所述光滑且图形化的SK表面上形成的所述细胞的平均细胞长宽比的照片；
图4(A)是一张显示在一个SM(光滑)表面上的生长培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的照片；
图4(B)是一张显示在一个SK(Sharklet)纹理化表面上的生长培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的照片；
图4(C)是一张显示在生长培养基中在一个SK(Sharklet)纹理化表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)照片，用碱性磷酸酶(ALP)染色，作为骨生成的早期标记；
图5是分别在图4(A)、4(B)和4(C)的所述光滑且图形化的SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的碱性磷酸酶(ALP)分值图；
图6(A)是一张显示在一个SM(光滑)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的照片；
图6(B)是一张显示在一个SK(Sharklet)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的照片；
图6(C)是一张显示在一个SK(Sharklet)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的照片，用碱性磷酸酶(ALP)染色，作为骨生成的早期标记；
图7是分别在图6(A)、6(B)和6(C)的所述光滑且图形化的SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的所述碱性磷酸酶(ALP)分值图。
图8(A)显示在一个SM(光滑)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)；
图8(B)显示了在一个Sharklet(SK)纹理化表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)，用茜素红染色，以检测作为骨细胞功能性输出的钙产量；
图9是一张在SM和SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的茜素红染色的浓度图，基于茜素红提取和定量(通过吸光度)(其中茜素红选择性标记由所述细胞产生的钙)；
图10(A)是一张显示Sharklet纹理化微图形在具有+1.7SK2x2Sharklet纹理的Sharklet图形上对人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的影响的照片；
图10(B)是一张显示Sharklet纹理化微图形在具有+1.5SK10x5Sharklet纹理的Sharklet图形上对人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的影响的照片；
图10(C)是一张显示在光滑(SM)表面上的人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的照片；
图10(D)是一个反映在具有所述+1.7SK2x2和+1.5SK10x5纹理的光滑(SM)表面和纹理化表面上的归一化覆盖的条形图；
图11(A)显示了显示在光滑和纹理化表面上生长细胞的显微照片。这些数字表明，与SM表面相比，Sharklet微图形显着增强骨髓间充质干细胞(MSC)，并且表明可以优化微图形以促进骨髓间充质干细胞(MSC)迁移到脊柱融合装置上；
图11(B)是一个条形图，显示所述碱性磷酸酶(ALP)分值在光滑和纹理化表面上随时间变化；以及
图11(C)是一个条形图，显示了茜素红浓度随时间变化。
具体实施方式
本文公开了增强细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化的一种图形化物品。该物品包括具有至少一个具有纹理的表面和第一种类型生长细胞的基质。所述纹理化表面包括多个特征。形成所述纹理的所述特征的平均长度影响细胞形态和定向，并因此影响所产生的组织特异性细胞功能，例如骨组织。
所述基质可以由适于促进细胞生长的任何材料形成。非限制性实例包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯或聚有机硅氧烷。所述基质具有设置在至少一个表面上的一个纹理。在一个实施方案中，所述基质是一个组织培养皿。纹理化促进细胞沿着由所述纹理的取向确定的特定方向生长。纹理化也促进干细胞的细胞分化。
在一个实施方案中，所述物品是用于生长细胞培养物的容器。在另一个实施方案中，所述物品是用于从细胞培养物产生移植物的移植支架，例如用于以产生骨移植物的一个骨移植支架。
在一个实施例中，所述纹理化表面和/或所述基质包含一种热塑性聚合物。在另一个实施例中，所述纹理化表面和/或基质包括适用于骨移植物的任何材料。作为非限制性的例子，包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮(PEEK)、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料与聚合物的复合物、生物活性玻璃与聚合物的复合物等，或其组合。
在一个示例性实施例中，聚二甲基硅氧烷是用于所述纹理表面的一个优选聚合物。所述纹理可以在所述基质的至少一个表面上形成，所述基质可以使用任何合适的技术，包括(但不限于)注射成型、热压花、铸造、激光蚀刻、化学蚀刻等。
所述基质的表面可以具有任何种类的纹理。表面纹理的实例详见Spath的US2005/0003146A1、Brennan等人的US7,143,709B2和Brennan等人的美国专利申请系列号：12/550,870，其全部内容通过引用完整并入本文。
在一个实施例中，所述纹理化表面包括多个间隔开的特征；所述特征设置在多个分组中；所述特征分组相对于彼此的设置，在第一方向上观察时形成一个曲折路径。当沿第二方向观察时，所述特征分组被设置为形成一个线性路径。也可以使用径向图形。在径向图形中，图形从焦点发出并沿径向向外扩散。
在另一个实施例中，当沿着第二方向观察时，所述特征之间的路径可以是非线性的和非正弦的。换句话说，该途径可以是非线性的和非周期性的。在另一个实施例中，特征之间的路径可以是线性的，但是具有变化的厚度。所述多个间隔开的特征可以从一个基质表面向外突出或投影到所述基质表面中。在一个实施例中，所述多个间隔开的特征具有与所述基质相同的化学组成。在另一个实施例中，所述多个间隔开的特征具有与所述基质的化学组成不同的化学组成。
所述多个间隔开的特征各自具有至少一个微量(微米或纳米尺寸)尺寸并且具有至少一个相邻特征(该相邻特征具有基本上不同的几何形状)。在所述纹理化表面的至少一部分中，所述相邻特征之间的平均第一特征间隔在约10纳米至约100微米之间，其中所述多个间隔特征由一个周期函数表示。在一个实施例中，在所述纹理化表面的至少一部分中，所述第一特征间隔在大约0.5微米(μm)和大约5μm之间。在另一个实施例中，在所述纹理化表面的至少一部分中，所述第一特征间隔在大约15和大约60μm之间。如上所述，所述周期函数包括两个不同的正弦波。在一个实施例中，形貌类似于Sharklet皮(例如Sharklet皮)的形貌。在另一个实施例中，所述图形包括设置在所述基质的一部分上的至少一个多元件平台层，其中所述平台层的元件之间的一个间隔距离提供一个第二特征间隔；当与所述第一特征间隔相比时，所述第二特征间隔基本上不同。要注意的是，所述多个特征中的每个特征彼此分开并且彼此不接触。
所述纹理的图形通过一条曲折路径与一个相邻图形分离。所述曲折路径可以用一个周期性函数表示。每个曲折路径的周期函数可能不同。在一个实施例中，所述图形可以通过可由两个或更多的周期性函数表示的曲折路径彼此分开。所述周期函数可以包括一个正弦波。在一个示例性实施例中，所述周期函数可以包括两个或更多正弦波。
在另一个实施例中，当多个不同曲折路径分别由多个周期函数表示时，各个周期函数可以由一个固定相位差分开。在另一个实施例中，当多个不同曲折路径分别由多个周期函数表示时，各个周期函数可以由一个可变相位差分开。
在一个实施例中，所述多个间隔开的特征具有一个基本上平坦的顶表面。在另一个实施例中，一个多元件平台层可以设置在所述表面的一部分上，其中所述平台层的元件之间的间隔距离提供一个第二特征间隔；当与所述第一特征间隔相比时，所述第二特征间隔基本上不同。
在一个实施例中，由两个相邻分组共享的多个特征之和等于一个奇数。在另一个实施例中，由两个相邻分组共享的多个特征之和等于一个偶数。纹理详情见于Brennan等人的美国专利申请序列号：12/550,870(以图的形式)，其全部内容通过引用整体并入本文。
第一种类型生长细胞被放置在所述纹理表面上。在一个实施方案中，所述第一种类型生长细胞选自由胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞组成的群组。在一个示例性实施方案中，所述第一种类型生长细胞是人骨髓间充质干细胞(hhMSC)。
在人骨髓间充质干细胞的增殖、定型、谱系进展、分化和成熟的间质形成过程中，在经过骨髓基质、骨形成、软骨形成、肌腱形成、肌肉形成或脂肪形成途径增殖为骨髓、骨、软骨、肌腱、肌肉和脂肪组织后，间充质干细胞的细胞形态发生相应变化。在所述间质形成过程中的细胞生长过程中，细胞的细胞形态(或形状)决定了最终的细胞功能。纹理化表面影响细胞形状，并指引细胞分化成特定类型的功能细胞，例如骨组织。
参见附图1，示出了放置在一个SharkletTM(SK)表面上的一个细胞的细胞长宽比和定向的图示。如附图1所示，通过使用公式AR＝a/b计算平均细胞长宽比(AR)来定量细胞伸长，其中a是细胞长轴的长度，b是细胞短轴的长度。通过测量细胞的长轴和纹理特征的方向之间的角度来确定细胞的定向(θ)。
在一个实施方案中，形成纹理的特征的平均长度，可用于促进第一种类型生长细胞的细胞分化成特别选择的组织特异性细胞，如骨组织。在一个示例性实施例中，随着纹理特征的平均长度的增加，平均细胞长宽比也将增加。在另一个实施方案中，与不具有纹理的基质相比，第一种类型生长细胞的平均细胞长宽比增加。
细胞通过粘着斑与基质表面相互作用，粘着斑是机械敏感的信号复合物，其响应形貌上修饰的基质而生长及适应，导致细胞内张力和细胞各向异性。在Sharklet微形貌中的不连续特征诱导高水平的细胞各向异性，并且能够精确地引导粘着斑以更大程度地控制细胞群的形态，并由此更大程度地控制细胞分化。在一个实施方案中，SK表面表现出比一个光滑表面或一个包括一个细长通道或柱状图形的表面更高水平的细胞各向异性。
本文还公开了一种方法，包括：在一个基质的至少一个表面上形成聚合物材料的第一层；对所述第一层进行纹理化，以形成纹理化第一层；以及在所述纹理化第一层上形成第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理化第一层的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
通过使用所述纹理化图形来控制细胞的细胞形态和定向，所述纹理化表面增强组织细胞形成，从而靶向干细胞(例如骨组织)的组织特异性细胞功能。在一个示例性的实施方案中，与并非使用纹理化表面而产生的骨组织相比，所得到的骨组织显示了不连接率的降低。
实施例
实施例1
通过将聚二甲基硅氧烷弹性体(Xiameter RTV-4232-T2，道康宁；聚二甲基硅氧烷)浇铸到负硅晶片模上，来制造光滑(SM)和微图形化SK样品。将人骨髓间充质干细胞(hMSC)在这些晶片模上在生长培养基中培养三天，然后染色、固定并测量。
获取每个样品的荧光显微镜图像，并计算每个样品的平均细胞长宽比。附图2显示了在SM(平滑)和-1.7SK2x2、+1.7SK2x2、-1.5SK10x5和+1.5SK10x5SK表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。附图2(A)显示了在SM(光滑)表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。附图2(B)显示了在-1.7SK2×2Sharklet纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。附图2(C)显示了在+1.7SK2×2Sharklet纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。附图2(D)显示了在-1.5SK10x5SK表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。附图2(E)显示了在+1.5SK10x5SK纹理化表面上的人骨髓间充质干细胞的荧光显微镜图像。
插图显示底层SM和SK图形的共焦显微照片。SK表面的矩形特征的平均长度从4到80微米不等。
这里采用的术语(例如，+1.7SK2x2)应当作如下解译：+1.7表示在底表面上方的纹理的高度，而SK是指在Brennan等人的US7143709B2中以及Brennan等人的专利申请具有序列号：US12/550,870中所描绘和描述的Sharklet图形。1.7之前的负号(-)表示纹理在底表面之下。SK2x2中的第一个2表示图形中每个特征的宽度，而第二个2表示图形中特征之间的间距。
使用公式AR＝a/b计算平均细胞长宽比(AR)，其中a是细胞长轴长度，b是细胞短轴长度，如附图1所示。在平滑的和图形化的SK上形成的细胞的平均细胞长宽比在附图3中的图中绘制。这些结果显示，与SM表面相比，使用SK表面获得显着更高的平均细胞长宽比。这些结果还表明，SK微图形随着平均特征长度的增加，平均细胞长宽比也增加。因此，可以调整SK表面，以调节细胞形态，从而控制细胞分化。
实施例2
附图4(A)、4(B)和4(C)显示了在一个SM(平滑)和SK(Sharklet)表面上的生长培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)，用碱性磷酸酶(ALP)染色，作为骨生成的早期标记(在7、14和21天后)。附图5是用于在附图4(A)、4(B)和4(C)的光滑且图形化的SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的碱性磷酸酶(ALP)分值图，其中y轴上的比例尺以50μm增量出现。染色显示，当使用SK表面时，与SM表面相比，碱性磷酸酶(ALP)产量显着增加。这些结果表明SK表面诱导人骨髓间充质干细胞(hMSC)中的成骨和骨细胞分化。
实施例3
附图6(A)、6(B)和6(C)显示了在一个SM(平滑)和SK(Sharklet)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)，用碱性磷酸酶(ALP)染色，作为骨生成的早期标记。附图7是用于分别在6(A)、6(B)和6(C)的光滑和图形化的SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的碱性磷酸酶(ALP)分值图。从附图7中可以看出，与+1.5SK2x2和SM表面相比，+1.7SK2x2SK表面观察到碱性磷酸酶(ALP)产量增加。
实施例4
附图8(A)和8(B)显示了在SM(平滑)和SK(Sharklet)表面上的成骨培养基中培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)，用茜素红染色，以检测作为骨细胞的功能性输出的钙产生。附图9是一张在SM组织培养聚苯乙烯(TCPS)和SK表面上培养的人骨髓间充质干细胞(hMSC)的茜素红染色的浓度图，其基于茜素红提取和定量(通过吸光度)(其中茜素红选择性标记由所述细胞产生的钙)。从附图9的图可以看出，与+1.5SK2x2和SM表面相比，+1.7SK2x2SK表面观察到增加的钙产量。
实施例5
附图10A-10D显示了Sharklet微图形对人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的影响；与光滑(SM)对照相比，在聚二甲基硅氧烷弹性体(PDMSe)中复制两个微图形(+1.7SK2x2和+1.5SK10x5)，并在一个修改的划伤伤口测定中进行测试。附图10A是一张显示Sharklet纹理化微图形在具有+1.7SK2x2Sharklet纹理的Sharklet图形上对人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的影响的照片。附图10B是一张显示Sharklet纹理化微图形在具有+1.5SK10x5Sharklet纹理的Sharklet图形上对人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的影响的照片。附图10C是一张显示在光滑(SM)表面上的人骨髓间充质干细胞(hMSC)迁移的照片。附图10D是一个反映在具有所述+1.7SK2x2和+1.5SK10x5纹理的光滑(SM)表面和纹理化表面上的归一化覆盖的条形图。
这里描绘了SM和Sharklet微图形上的骨髓间充质干细胞(MSCs)的代表性荧光显微镜图像，其中白色虚线代表受伤区域。将骨髓间充质干细胞(MSCs)以迁移测定形式在生长培养基中在这些样品上培养7天、固定、用细胞示踪剂(CellTracker)膜染料染色，测量并比较在人造伤口内的细胞覆盖的区域。
附图11中的结果表明，与SM表面相比，Sharklet微图形显着增强骨髓间充质干细胞(MSC)，并且表明可以优化微图形以促进骨髓间充质干细胞(MSC)迁移到脊柱融合装置上。比例尺，1毫米。
附图11(A)显示了在光滑和纹理化表面上显示生长细胞的显微照片。这些图形表明，与SM表面相比，Sharklet微图形显着增强骨髓间充质干细胞(MSC)，并且表明可以优化微图形以促进骨髓间充质干细胞(MSC)迁移到脊柱融合装置上。附图11(B)是一个条形图，其显示了碱性磷酸酶(ALP)分值在光滑和纹理表面上随时间变化，附图11(C)是一个条形图，其显示了茜素红浓度随时间变化。
综上，一个纹理化物品可以用于生长细胞。生长的细胞被放置在纹理上。形成纹理的平均长度特征有助于细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。纹理包括多个间隔的特征；其中每个特征具有与相邻特征基本不同的几何形状；所述多个间隔特征设置成多个分组，每个分组内的间隔特征以大约10纳米至大约200微米的平均距离间隔开；相邻特征分组彼此间隔开以形成一条中间曲折路径。
在一个实施方案中，与生长在不具有至少一个具有纹理的表面的基质上的细胞相比，生长细胞的平均细胞长宽比增加。
生长细胞选自胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞组成的群组。在一个实施方案中，生长细胞是人骨髓间充质干细胞。
在一个实施方案中，形成纹理的特征的平均尺寸和设置可用于促进第一种类型生长细胞向人骨细胞的细胞分化。在另一个实施例中，与没有纹理的表面相比，形成纹理的特征的平均尺寸和设置有效地增加了细胞迁移。
如上所详述，其上设置有生长细胞的基质被纹理化。在一个实施例中，纹理包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料和聚合物的复合物、生物活性玻璃和聚合物的复合物或其组合。在另一个实施方案中，基质包含聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料和聚合物的复合材料、生物活性玻璃和聚合物的复合材料或其组合。
在又一个实施例中，纹理包含可生物降解的聚合物。可生物降解的聚合物是聚乳酸-乙醇酸、聚氨酯和聚乳酸-乙醇酸的共聚物、聚己内酯、聚乳酸-乙醇酸和聚己内酯的共聚物、聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)、聚原酸酯(POE)、苯二甲酸丁二醇酯(PEO-PBTP)、聚-D、L-乳酸-p-二氧杂环己酮-聚乙二醇嵌段共聚物(PLA-DX-PEG)或包含至少一种前述生物可降解聚合物的组合。
应该理解的是，虽然本发明已经结合其优选的具体实施方式进行描述，但是前面的描述以及实施例旨在说明而不是限制本发明的范围。本发明范围内的其他方面、优点和修改对于本发明所属领域的技术人员是显而易见的。
Claims (20)
1.一种物品，包括：
具有至少一个具有一个纹理的表面的一种基质；和
第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
2.根据权利要求1的所述物品，其中所述第一种类型生长细胞放置在所述纹理上。
3.根据权利要求1的所述物品，其中所述纹理包括多个间隔特征；其中每个特征具有与一个相邻特征基本不同的几何形状；所述多个间隔特征被设置成多个分组，每个所述分组内的间隔特征以大约10纳米至大约200微米的平均距离间隔开；所述相邻特征分组彼此间隔开以形成一个中间曲折路径。
4.根据权利要求1的所述物品，其中相比在一个非纹理化基质上生长的细胞，所述第一种类型生长细胞的平均细胞长宽比要增加。
5.根据权利要求1的所述物品，其中所述第一种类型生长细胞选自由胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞构成的群组。
6.根据权利要求1的所述物品，其中第一种类型生长细胞是人骨髓间充质干细胞。
7.根据权利要求1的所述物品，其中形成所述纹理的特征的平均尺寸和设置可用于促进所述第一种类型生长细胞向人骨细胞的细胞分化。
8.根据权利要求1的所述物品，其中形成所述纹理的特征的平均尺寸和设置，与没有所述纹理的表面相比，可用于增加细胞迁移。
9.根据权利要求1的所述物品，其中所述纹理包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料和聚合物的复合物、生物活性玻璃和聚合物的复合物或者它们的组合。
10.根据权利要求1的所述物品，其中所述纹理包括一种生物可降解聚合物。
11.根据权利要求10的所述物品，其中所述生物可降解聚合物是聚乳酸-乙醇酸、聚氨酯和聚乳酸-乙醇酸的共聚物、聚己内酯、聚乳酸-乙醇酸和聚己内酯的共聚物、聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)、聚原酸酯(POE)、苯二甲酸丁二醇酯(PEO-PBTP)、聚-D、L-乳酸-p-二氧杂环己酮-聚乙二醇嵌段共聚物(PLA-DX-PEG)或包含至少一种前述生物可降解聚合物的组合。
12.根据权利要求1的所述物品，其中所述基质包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料和聚合物的复合材料、生物活性玻璃和聚合物的复合材料，或者它们的组合。
13.一种方法，包括：
在一个基质的至少一个表面上形成一种聚合物材料的第一层；
纹理化所述第一层以形成一个纹理化第一层；以及
在所述纹理化第一层上形成第一种类型生长细胞，其中形成所述纹理化第一层的平均长度特征可用于促进细胞生长、细胞定向、细胞形态和细胞分化。
14.根据权利要求13的所述方法，其中所述第一种类型生长细胞被放置在所述纹理化第一层上。
15.根据权利要求13的所述方法，其中所述纹理化第一层包括多个间隔特征；其中每个特征具有与相邻特征基本不同的几何形状；所述多个间隔特征设置成多个分组，所述每个分组内的间隔特征以大约10纳米至大约200微米的平均距离间隔开；所述相邻特征分组彼此间隔开以形成中间曲折路径。
16.根据权利要求13的所述方法，其中与不具有至少一个具有所述纹理的表面的基质相比，所述第一种类型生长细胞的平均细胞长宽比增加。
17.根据权利要求13的所述方法，其中所述第一种类型生长细胞选自由胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞构成的群组。
18.根据权利要求13的所述方法，其中所述第一种类型生长细胞是人类骨髓间充质干细胞。
19.根据权利要求13的所述方法，其中形成所述纹理化第一层的平均长度特征可用于促进所述第一种类型生长细胞向人骨细胞、肌肉和神经元细胞的细胞分化。
20.根据权利要求13的所述方法，其中所述第一层包括聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚有机硅氧烷、磷酸钙、聚醚醚酮、生物活性玻璃、陶瓷材料、陶瓷材料与聚合物的复合材料、生物活性玻璃与聚合物的复合材料或其组合。
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