
调控干细胞的定向分化是组织工程的主要目标之一。与生物信号和化学信号相比,物理信号安全性高、毒性低并且容易实现局域化刺激。在大多数情况下,外部宏观物理场难以精准调控干细胞命运,因为只有当细胞表面受体感知到局域化的物理信号时,才能影响细胞的命运决定。近年来,用于能量转换的功能材料取得了重要研究进展。构建局域物理场可借助外部物理场的能量,通过功能纳米材料的能量转换实现局域化物理刺激。基于上述概念,提出一种通过纳米结构介导的物理信号调控干细胞命运的方法,有望用于干细胞工程化。根据细胞所感知的信号,本综述把物理信号分为力、电、声、光、热、磁六类,总结其内在联系和作用机制,并为远程操控和无线刺激引导干细胞体外和体内分化提供帮助,推动材料科学、细胞生物学和临床医学等领域的进步。
以上研究得到了国家重点研发计划、济南高校“20条”项目和山东大学晶体材料国家重点实验室的的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1039/D1CS00572C