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本文以化学腐蚀的硅基片和微接触印刷的生物大分子图案作为材料表面修饰设计的界面模型，进行皮层和海马神经元的原代细胞培养；运用原子力显微镜等材料科学表征手段、免疫组织化学荧光染色技术和电生理检测手段观察细胞和材料的界面反应；通过评价多种界面材料对神经细胞的影响，确立适合神经元黏附生长、能在体外建立信息联系的界面材料。
不同神经细胞在模型界面上的培养结果表明，神经细胞与一定纳米粗糙度的硅片之间具有良好的相容性和亲和性(Ra=20～70nm)，在硅片上能够形成成熟致密的神经元网络结构。用原子力显微镜对神经细胞与硅片界面结构研究发现，这个界面具有分级结构组装模式，神经细胞本身也可以通过改变周围微环境来提高存活率，促进生长发育。
使用微接触印刷的生物大分子图案可以实现图案化神经元网络的构建。在羟基化的玻璃片上印刷的层粘连蛋白(laminin)、 laminin/agrin和laminin/anti-agrin蛋白图案后，在有血清的培养条件下，发现其中laminin/agrin图案具有促进神经元细小突起分枝的作用。形态学检测和电生理检测证明laminin/agrin在体外网络中，有促进神经网络形成、形成突触联系的作用。
在无血清的培养条件下，比较laminin，多聚赖氨酸(PLL)和聚乙烯亚胺(PEI)印刷图案对神经元黏附和形成网络的能力，发现PEI能够比较有效地控制神经元的黏附和突起的生长。在免疫组化结果中，PEI图案上布满了密集排列的纤维样神经元突起；原子力显微镜观察到这些纤维结构之间还存在相互联系。进一步的观察还看到了神经元细胞附近的突触结构，这是图案化网络中神经元细胞之间通过轴突和树突建立起相互联系的重要证据。