專利名稱：：用于細胞培養(yǎng)的材料和方法用于細胞培養(yǎng)的材料和方法相關申請本申請要求⑴以優(yōu)利弗事業(yè)有限公司(ULiveEnterprisesLimited)為申請人在2008年7月12日提交的申請?zhí)枮?812789.6、名稱為“用于細胞培養(yǎng)的材料和方法”的英國臨時專利申請，和(ii)2008年9月22日提交的美國臨時申請61/099，182的優(yōu)先權，這些臨時申請通過引用使包括附圖、實施例和工作實施例、權利要求書和其它支持實施方式在內(nèi)的整體并入本文。
背景技術：
：生物細胞的研究和使用引起許多臨床和研究應用的極大興趣。在這些應用中，一些應用期望能夠以可選擇的方式影響細胞行為。這可包括影響細胞粘附、細胞生長、細胞結構(包括影響細胞內(nèi)部結構和細胞外部結構的形成)和影響細胞分化?，F(xiàn)有技術已經(jīng)描述了可以影響細胞行為的多種手段，可以根據(jù)所要實現(xiàn)的目的從這些手段中選擇合適的手段。最常使用的方法之一是向細胞培養(yǎng)物中補充生長因子或其它可溶的生物活性試劑。這些方法可以有效地影響細胞行為，但也存在許多已知的缺點。許多細胞培養(yǎng)補充物，尤其是生長因子需要復雜的純化和/或表達過程以產(chǎn)生生物活性劑，因此價格昂貴。此外，許多生長因子和補充物都具有多效性，并因此可能產(chǎn)生許多不清楚的影響，而這取決于所使用的濃度和提供這些生長因子的細胞。最近已經(jīng)證明，細胞培養(yǎng)基材(substrate)上提供的官能團可用于影響細胞行為。然而，該方法還具有顯著的缺點。具體而言，已經(jīng)證明以這種方式使用的官能團對細胞產(chǎn)生的生物學影響難以控制。因此，與甚至一種生物活性官能團接觸培養(yǎng)的細胞群都易于形成相當大水平的異質(zhì)性。這是期望產(chǎn)生基本上純的細胞群的情況(不論是用于臨床目的還是研究目的)下的難題。參見，Curran等，Biomaterials,27(2006)，4783-4793；Curran等，Biomaterials26(2005),7057-7067ο發(fā)明概述本發(fā)明某些方面和實施方式的目的是至少消除或減輕與現(xiàn)有技術相關的一些問題。本發(fā)明涉及細胞培養(yǎng)材料(cellgrowthmaterial)。本發(fā)明還涉及影響細胞的生物活性的方法；產(chǎn)生細胞培養(yǎng)材料的方法；和此材料的醫(yī)學應用。本發(fā)明第一方面提供了細胞培養(yǎng)材料，其包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)(field)的基材，所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)(region)彼此分隔，其中場區(qū)和區(qū)限定了域(domain)，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)間間距基本是恒定的。本發(fā)明第二方面提供了影響生物細胞活性的方法，所述方法包括使生物細胞與本發(fā)明第一方面的材料接觸。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明第一方面的材料能夠影響與該材料接觸的生物細胞。雖然生物活性官能團影響生物細胞活性的能力之前已有文獻報道，但該能力傾向于具有相當大的可變性，這可能與可重復性水平低有關。這與在現(xiàn)有技術的材料上培養(yǎng)的細胞產(chǎn)生多為異質(zhì)性的細胞群的缺點有關。在許多研究和臨床應用中都期望使用基本同質(zhì)的(homogeneous)細胞群。與異質(zhì)細胞群相比，這種同質(zhì)細胞群可以被更全面地表征，并且可以提供可重復性更高的生物學響應。這對于去除異質(zhì)性則科學結果的可重復性更高的科學應用是非常重要的，并且對于臨床應用，例如基于細胞的治療尤其重要。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包含能夠影響生物細胞分化的生物活性官能團的現(xiàn)有技術材料產(chǎn)生的細胞群的異質(zhì)性(heterogeneity)水平可高達40%(即所產(chǎn)生的主要細胞群僅占總細胞群的60%之少)。本發(fā)明的發(fā)明人認為，本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料和利用該材料的方法能夠產(chǎn)生異質(zhì)性水平大幅降低的細胞群。因此，本發(fā)明的材料和方法非常有益于臨床應用和科研應用。基于細胞的治療代表了目前在臨床上具有顯著意義的領域。這種治療通常利用離體培養(yǎng)的生物細胞在向患者施用時的增大或替代患病或受損組織的能力。細胞治療可以使用基本分化的細胞(終末分化的細胞或接近終末分化的細胞)替代損失的或受損的組織，在這種情況下所施用的細胞通常與期望替代的細胞為同一類型。或者，細胞治療可以使用能夠分化產(chǎn)生所需類型的細胞的基本不分化的細胞(例如干細胞和祖細胞)。在這種情況下，所使用的細胞應當能夠分化產(chǎn)生獲得所需臨床結果所需要的一種或多種細胞類型。干細胞或祖細胞代表用于基于細胞的治療的特別有用的候選物。全能干細胞或多能干細胞或多能祖細胞可都能夠產(chǎn)生治療有用的細胞群。干細胞在響應向離體或體內(nèi)干細胞提供的外部信號中可被誘導分化并產(chǎn)生治療有用的細胞。由于這種類型的干細胞能夠產(chǎn)生體內(nèi)的所有或幾乎所有的細胞類型，因此只要能夠在提供合適的分化信號之前將該類型的干細胞維持在基本不分化的狀態(tài)就可有望提供合適的替代細胞。分化信號可以以離體的方式提供以產(chǎn)生隨后可施用于患者的細胞群，或者可能以體內(nèi)方式提供，在這種情況下天然存在的或外因增加的干細胞可被局部環(huán)境或合成試劑(例如本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料)誘導分化。在祖細胞的情況下，這些細胞已經(jīng)經(jīng)歷了某種量的分化，并且這將限制祖細胞可以形成的潛在細胞譜系。因此，能夠產(chǎn)生和選擇能夠產(chǎn)生所需類型的替代細胞的祖細胞至關重要。本發(fā)明的材料和方法可用于形成基本同質(zhì)的合適祖細胞群，并且還可以確保祖細胞沿著感興趣的通路(例如當本發(fā)明的材料植入受損或患病組織部位時)繼續(xù)分化。由以上可以看出，由于異質(zhì)性限制了細胞的治療潛能，因此可引起整個細胞群中的某些亞群部分或完全分化的細胞群異質(zhì)性是非常不利的。確實，細胞群內(nèi)的異質(zhì)性可導致易于產(chǎn)生沒有任何治療益處的無用或者甚至有害細胞類型的細胞的產(chǎn)生。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料可以克服現(xiàn)有技術中的這些諸多不足。所述生物材料使用了在被無官能團區(qū)分隔的離散場區(qū)中提供的生物活性官能團。為了幫助讀者可視化，在具體的實施方式(圖1和圖Ia所示)中，這可以表示為在未覆蓋的基材(未覆蓋的面積(area)產(chǎn)生場區(qū)間的“區(qū)”)上的官能團“點”(“場區(qū)”)。這些材料能夠以產(chǎn)生與現(xiàn)有技術相比可重復性更高的結果和更同質(zhì)的細胞群的方式影響細胞的生物活性，這是一個非常令人驚奇的發(fā)現(xiàn)。這似乎與通過官能團在細胞可能與之接觸的表面上的不均勻分布可以使生物活性官能團對細胞群的作用更均勻地發(fā)揮這一直覺相違背。如上所述，本發(fā)明的材料離體或在體內(nèi)產(chǎn)生治療有用的細胞類型的能力也具有顯著的益處。因此，本發(fā)明還提供了本發(fā)明第一方面的細胞培養(yǎng)材料和本發(fā)明隨后方面的細胞培養(yǎng)材料用作藥物的應用。這種藥物可以為可植入材料的形式。本發(fā)明的可植入的細胞培養(yǎng)材料可用于產(chǎn)生通過其可誘導治療有益的細胞類型生長和遷移的“導管”。本發(fā)明的可植入細胞培養(yǎng)材料還可通過提供可在其上或其中誘導形成治療有用的細胞類型的材料而用于“引導”受損組織的替代或再生。本發(fā)明的醫(yī)藥用途、材料和方法將在本說明書的其它部分作更詳細的描述。本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料通常用于控制特定表型定義的細胞與所述材料的結合。正面影響細胞粘附的材料可用于促進細胞結合，還可用于進一步影響所粘附的細胞的行為，包括此類細胞的分化、表型或功能。細胞粘附的不同性質(zhì)，例如促進細胞團粘附的能力或者促進單細胞粘附的能力可能對于確定生物細胞的分化通路至關重要。例如，細胞團可被看作是具有軟骨原細胞分化的潛能的標志，而高粘附的長細胞(尤其是包含諸如應力纖維的多種細胞骨架成分的細胞)可被看作是具有神經(jīng)原細胞或肌原細胞分化的潛能的標志。灶性接觸(focalcontact)的存在與否是可促進細胞成團的性質(zhì)之一。影響細胞分化的能力代表了本發(fā)明材料和方法的尤其有益的性質(zhì)。應該理解，期望影響細胞分化的方式可以根據(jù)情況而不同。在一些情況下，可能期望通過降低粘附至本發(fā)明材料上的細胞群發(fā)生的分化水平而影響細胞分化。這將有效地維持或擴增細胞群而不改變其分化狀態(tài)。在希望維持或擴增未分化或基本未分化的細胞(例如全能干細胞或多能干細胞)群的情況下，這可能尤其有利。由于干細胞在成人組織中相對缺乏，因此產(chǎn)生大量干細胞是有益的。擴增干細胞數(shù)量以產(chǎn)生更大的未分化或基本未分化細胞群的能力將是干細胞的治療性應用的顯著優(yōu)點。由于人干細胞或源自人干細胞的細胞群的潛在治療效用，因此本發(fā)明的材料或方法在人干細胞培養(yǎng)中的應用通常代表了本發(fā)明此方面的優(yōu)選實施方式。然而，根據(jù)這些優(yōu)選的實施方式，可以優(yōu)選使用除人胚胎干細胞外的人干細胞。在其它情況下，可能期望通過促進產(chǎn)生感興趣的細胞譜系的分化來影響細胞分化。以這種方式影響細胞分化還有益于多種臨床應用和研究應用。影響細胞分化產(chǎn)生期望細胞類型的能力的特別益處在于產(chǎn)生了可用于治療其中的細胞類型(一種或多種)由于損傷或疾病而缺乏的組織或器官的替代細胞。本發(fā)明的發(fā)明人認為，本發(fā)明的材料和方法可用于誘導沿包括以下的多種細胞譜系的分化骨原細胞譜系(osteogeniclineage)、軟骨原細胞譜系(chondrogeniclineage)、神經(jīng)原細胞譜系(neurogeniclineage)、脂肪原細胞譜系(adipogeniclineage)和肌原細胞譜系(myogeniclineage).本發(fā)明的材料和方法可用于由基本未分化的細胞誘導所述細胞譜系，或者用于進一步促進由已傾向于一種或多種目標譜系的細胞產(chǎn)生這些細胞譜系。應該理解，骨原細胞譜系的產(chǎn)生對于骨疾病或骨損傷的治療至關重要。因此，能夠產(chǎn)生骨原細胞譜系的本發(fā)明材料或方法將在骨損傷或骨疾病的治療中具有特別的應用。軟骨原細胞譜系的產(chǎn)生將對于基于細胞的軟骨疾病或軟骨損傷治療的開發(fā)具有特別的益處。因此，能夠產(chǎn)生軟骨原細胞譜系的本發(fā)明材料和方法將特別有益于這種類型的疾病或損傷的治療性應用。在期望產(chǎn)生細胞以增加或替代神經(jīng)細胞的情況下，促進產(chǎn)生神經(jīng)原細胞譜系的分化將是有益的。因此，能夠產(chǎn)生神經(jīng)原細胞譜系的本發(fā)明材料和方法可有益于神經(jīng)組織受損的損傷或疾病的治療。當期望生成能夠產(chǎn)生肌肉細胞(肌細胞)的細胞時，利用本發(fā)明的材料或方法產(chǎn)生肌原細胞譜系是有益的。因此，能夠產(chǎn)生肌原細胞譜系的本發(fā)明材料或方法將特別用于影響肌肉的損傷或疾病的治療中。利用本發(fā)明的材料或方法產(chǎn)生脂肪原細胞譜系可以產(chǎn)生可具有多種治療性應用的脂肪細胞。例如，可以在外傷或疾病引起的結構缺失的重建中使用脂肪細胞?？梢允芤嬗诖说那闆r包括在乳房增大或重建中使用的組織替代，和與皮膚移植方法(例如燒傷或類似損傷)聯(lián)合使用的皮下脂肪層的產(chǎn)生。利用本發(fā)明材料或方法產(chǎn)生的脂肪細胞還可以用于先天性缺陷，例如不能產(chǎn)生天然脂肪組織的Poland綜合征的治療。以下將參考附圖對本發(fā)明作進一步描述，其中圖1是本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料的示意圖；圖2是本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料的橫截面的高度放大的示意圖；圖3是本發(fā)明的試驗材料的側向力顯微圖像；圖4例示了在包含生物活性官能團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞群中多種細胞組分的熒光標記結果；和圖5例示了在本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞群中多種細胞組分的熒光標記結果。發(fā)明詳述介紹以下將對本申請中用于描述本發(fā)明的各術語進行解釋。適當?shù)匾约吧舷挛男枰獣r，以下提供的定義和指導可擴展到本說明書的其它部分。本文所弓I用的所有文獻都通過弓I用并入。細胞、細胞培養(yǎng)、細胞分化和干細胞是本領域通常已知的。參見，例如hsentialsofStemCellBiology,(Ed.R.Lanza),2006；CellBiology,2ndEd.,PollardandEarnshaw,2008；Gilbert,DevelopmentalBiology,5thed.,1997；CellLineageSpecificationandPatterningoftheEmbryo,(ed.Etkin，Jeon)，2001?！凹毎囵B(yǎng)材料”出于本發(fā)明的目的，細胞培養(yǎng)材料可以包含可在其上或其中培養(yǎng)生物細胞的任何材料。細胞培養(yǎng)材料可以經(jīng)改造從而能夠支持此類培養(yǎng)。細胞培養(yǎng)材料可用于細胞的體外培養(yǎng)，例如與細胞或組織培養(yǎng)有關；或者用于體內(nèi)細胞培養(yǎng)，例如在將本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料植入至患者體內(nèi)的治療性應用中。細胞培養(yǎng)材料能夠支持細胞培養(yǎng)。在這種情況下，細胞培養(yǎng)應包括細胞個體的生長(細胞個體通過分化、擴展或擴張過程而生長)和/或細胞數(shù)量的擴增(細胞群通過細胞復制而增加)。優(yōu)選的細胞培養(yǎng)材料可能能夠同時促進細胞群的擴增和此群內(nèi)細胞個體的生長。通?？梢詢?yōu)選不向細胞培養(yǎng)材料中引入細胞毒性試劑或?qū)毎婊町a(chǎn)生不利影響的任何其它試劑，原因是認為這些試劑可能破壞與其接觸的細胞的生長。本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料可以包含，例如組織培養(yǎng)皿或組織培養(yǎng)珠。細胞培養(yǎng)材料可以是無菌的，以避免細胞培養(yǎng)被污染的風險，或者避免植入所述材料的部位被感染。在一些情況下，可以優(yōu)選本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料是“可濕的(wettable)”，即經(jīng)過改造使其具有對細胞或組織培養(yǎng)基的易接受性。本發(fā)明的材料或方法中使用的官能團可影響可濕性。根據(jù)多個現(xiàn)有文獻的公開，細胞培養(yǎng)材料的可濕性可影響細胞粘附和功能性。應該理解，可濕性對細胞粘附和功能性的影響可用于提高本發(fā)明材料的固有性質(zhì)，或者通過允許固有性質(zhì)的受控減小而用于“調(diào)節(jié)(temper)”固有性質(zhì)?！盎摹被氖墙Y合有官能團的本發(fā)明材料的組件。在本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料的情況下，基材可提供細胞可生長于其上的表面，和/或細胞可經(jīng)由其或在其上生長的基質(zhì)或骨架(例如固體或膠樣基質(zhì))。為便于說明，這些實施方式可被分別稱為“二維”基材，或者“三維基材”。在所述基材提供了細胞可在其上生長的表面的情況下，僅需要在與細胞接觸的表面上提供官能團場區(qū)和互補區(qū)。在細胞可經(jīng)由其或在其內(nèi)生長的基材的情況下，場區(qū)和區(qū)必須限定在基材基質(zhì)內(nèi)，并任選在所述基質(zhì)表面上。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)鑒定了可用于本發(fā)明材料中的一些基材，包括(但不限于)選自由以下組成的組的基材金；娃石(silica)；玻璃；硝化纖維素；聚己己酸內(nèi)酯(PCL)；聚乳酸(PLLA)；聚乙醇酸(PGA)；聚氨酯(Poly(Urethane))；羥基磷灰石；磷酸三鈣；鈦及其合金；形狀記憶合金和不銹鋼?？蓞⒖妓霾牧系念A期目的選擇合適的基材。計劃用于細胞或組織培養(yǎng)的本發(fā)明材料通?？梢岳眠@些領域中的常規(guī)二維基材。此類基材可以是相對不可彎曲的，并且可以包括金、硅石、玻璃或塑料。計劃用于這些應用的本發(fā)明材料可以采取適合用于分散培養(yǎng)的培養(yǎng)皿(例如燒瓶、板、盤)或者珠子的形式。計劃用于醫(yī)療應用的本發(fā)明材料(例如可植入藥物等)可以使用以上所列的種類的二維基材或三維基材。通常，優(yōu)選計劃用于醫(yī)療目的本發(fā)明材料(并且尤其是計劃被植入的本發(fā)明材料)利用在體內(nèi)具有良好耐受性，且不產(chǎn)生慢性炎癥反應的基材。適合用于這種類型的材料中的基材可以為可生物再吸收的(即所述基材和/或材料經(jīng)過一段時間可被身體分解)，并且最終被身體自身的組織代替。通?？梢詢?yōu)選使用包含在再生醫(yī)學中使用的三維基材的材料。這種基材可作為用于產(chǎn)生替代組織(例如骨、軟骨、脂肪、肌肉和神經(jīng)組織)的骨架。在用于產(chǎn)生替代骨的本發(fā)明材料或方法(例如，用于產(chǎn)生骨原細胞的材料或方法)的情況下，可以優(yōu)選使用具有糙化表面的基材。已經(jīng)證明糙化表面對于骨接觸應用以及由功能性成骨細胞、祖細胞和干細胞對骨原細胞分化標記物的表達更有效?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)有技術已經(jīng)證明的影響細胞粘附和功能的多個參數(shù)選擇二維或三維基材。這些參數(shù)包括多孔性和孔徑；表面化學和表面能量；相容性；楊氏系數(shù)；孔徑；和在含纖維基材的情況下纖維的方向、纖維尺寸和內(nèi)部連接?！皥鰠^(qū)”出于本發(fā)明的目的，官能團“場區(qū)”應該包括提供有一種或多種生物活性官能團的材料的任何面積或體積，所述面積或體積被基本不含所述官能團的至少一個區(qū)隔開。本發(fā)明材料的邊緣可提供場區(qū)的一個或多個邊界。場區(qū)可以包含僅一種生物活性官能團或可以包含多種官能團。在場區(qū)包含多種官能團的情況下，可以根據(jù)說明書其它部分的討論控制所述場區(qū)的尺寸和形狀以及場區(qū)內(nèi)官能團的密度。令人驚奇地，包含僅一種官能團的場區(qū)能夠比場區(qū)本身大得多地影響細胞的粘附、分化和其它生物性質(zhì)?？梢灶A期，包含一種官能團的場區(qū)可代表太低而沒有生物學意義的濃度。然而，不期望受任何假說的束縛，本發(fā)明的發(fā)明人認為包含單個生物活性官能團的場區(qū)足以影響整合素的模式，其又僅能進一步對細胞產(chǎn)生進一步的影響。通常可以優(yōu)選根據(jù)該定義的任何給定場區(qū)基本僅包含一個種類的官能團。例如，可以優(yōu)選生物活性官能團場區(qū)由至少95%的單個種類官能團構成，優(yōu)選至少96%的單個種類官能團構成，更優(yōu)選至少97%的單個種類官能團構成，甚至更優(yōu)選至少98%的單個種類官能團構成，或者最優(yōu)選至少99%-100%的單個種類官能團構成?？梢云谕诒景l(fā)明的場區(qū)中使用兩組或更多組場區(qū)，每組場區(qū)包含不同的官能團種類或者官能團種類的混合物。因此，本發(fā)明的材料可以包含由第一種官能團(或官能團種類的第一混合物)構成的第一組場區(qū)和由第二種官能團(或官能團種類的第二混合物)構成的第二組場區(qū)。如果需要，本發(fā)明的材料或方法可以利用第三組場區(qū)或其它組場區(qū)。應該理解，官能團場區(qū)可以包含兩種或更多種不同的官能團。在這種情況下，可以根據(jù)說明書其它部分各單個種類官能團所屬的性質(zhì)選擇官能團種類的組合?？梢詢?yōu)選沉積組合在同一場區(qū)內(nèi)的不同種類的生物活性官能團作為能夠自組裝的墨組分(inkconstituent)(如其它部分的描述)的一部分，由此促進形成引入不同種類官能團的一致性場區(qū)。本發(fā)明的場區(qū)可以為任何形狀，包括(但不限于)選自由以下組成的組的形狀點狀、逗點狀、線狀、三角狀、正方形、月牙形和星形。本發(fā)明的發(fā)明人認為，不同形狀的場區(qū)可以為本發(fā)明材料或方法的多個潛在應用提供益處。例如，本發(fā)明的發(fā)明人認為圓形場區(qū)可有益于控制細胞骨架的成分，并由此影響與提供有此場區(qū)的材料接觸的細胞的分化。本發(fā)明的發(fā)明人認為，成列或成排形狀的的場區(qū)將能夠影響單個細胞的形狀，還可以影響細胞群。采用成列或成排形狀的場區(qū)的材料或方法的使用對于神經(jīng)和肌原細胞譜系的產(chǎn)生可能是有用的。在說明書的其它部分討論了可在此細胞譜系的生產(chǎn)中使用的有利官能團，并且可以尤其優(yōu)選使用包含證明促進神經(jīng)或肌原細胞譜系發(fā)育的官能團的這些形狀的場區(qū)。成列或成排形狀的場區(qū)還可以影響細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，并由此可能有益于能夠產(chǎn)生腱或韌帶的細胞的產(chǎn)生。本發(fā)明的材料或方法可以使用僅具有單個形狀的場區(qū)，或者可以采用具有多個形狀的混合的場區(qū)。生物活性官能團的場區(qū)通常經(jīng)過制作從而使其的至少一個維度(在基本為平面材料上的場區(qū)的情況下，所述維度為寬或長；在其中或其上細胞可以生長的材料的場區(qū)的情況下，所述維度為寬、長或深)小于本發(fā)明的材料可與之接觸的細胞的尺寸。通?？梢詢?yōu)選任何給定場區(qū)的至少一個維度小于lOOnm。例如，任何給定場區(qū)的至少一個維度可小于90nm，小于80nm，小于70nm，小于60nm或者甚至小于50nm。在一些實施方式中，所述場區(qū)的至少一個維度可以小于40nm、30nm、20nm或lOnm。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用直徑為約65nm-75nm(最優(yōu)選)，約70nm的點形場區(qū)的本發(fā)明材料或方法非常適合獲得說明書其它部分描述的生物作用結果。平均維度(包括點的平均直徑)還可以為，例如小于lOOnm，或小于90nm，或小于80nm，或小于70nm，或小于60nm，或小于50nm，或小于40nm,或小于30nm，或小于20nm，或小于10nm，或者例如65nm_75nm，或者約70nm。本發(fā)明的發(fā)明人認為，使用維度小于IOOnm的場區(qū)有利于由細胞產(chǎn)生的生物作用，并且這樣可以縮短本發(fā)明材料的制造時間?？s短制造時間是有利的，不僅是因為這樣可以在給定時間內(nèi)產(chǎn)生更多的材料，而且還因為這樣可減少否則可導致生物活性官能團沉積在場區(qū)間面積的失控性擴散的發(fā)生。在成列或成排形狀的場區(qū)的情況下，應該理解這些場區(qū)可以包括比IOOnm長得多且可比與所述材料接觸的細胞長的至少一個維度?！盎静缓倌軋F的基材區(qū)”出于本發(fā)明的目的，“基本不含官能團的基材區(qū)”(出于簡潔的目的，還被稱為“區(qū)”)可以是基本不含構成本發(fā)明材料中存在的一個或多個場區(qū)的官能團的任意區(qū)。在優(yōu)選實施方式中，此區(qū)可以基本不含任何官能團或生物活性官能團?；蛘?，所述區(qū)可以包含一種或多種官能團，只要這些官能團不是所述材料的場區(qū)中存在的官能團(即，只要所述區(qū)基本不含構成以上定義的各個場區(qū)的任何官能團)。如果至少95%的區(qū)不含給定官能團，優(yōu)選至少96%的區(qū)不含所述官能團，更優(yōu)選至少97%的區(qū)不含所述官能團，甚至更優(yōu)選至少98%的區(qū)不含所述官能團，最優(yōu)選至少99%和高至100%的區(qū)不含所述官能團，則可以認為此區(qū)基本不含所述官能團?？梢愿鶕?jù)期望建立的官能團場區(qū)之間的“間距”選擇本發(fā)明材料或方法中可以使用的根據(jù)該定義的區(qū)的合適尺寸。下文進一步描述計算場區(qū)間間距的方法以及本發(fā)明材料或方法中使用的優(yōu)選間距?！吧锘钚怨倌軋F”出于本發(fā)明公開的目的，可以認為“官能團”包含賦予含有所述官能團的化合物或分子可重復的化學功能性的任何原子或原子團。本發(fā)明的生物活性官能團是能夠影響與之接觸的生物細胞的活性的官能團。生物活性官能團可能能夠通過提高或降低細胞粘附水平而影響生物細胞的粘附。生物活性官能團可能能夠通過提高或降低發(fā)生的分化水平而影響生物細胞的分化。不期望受任何假說的束縛，本發(fā)明的發(fā)明人認為在本發(fā)明材料中發(fā)現(xiàn)的生物活性官能團影響細胞分化的能力可以作為這些官能團影響諸如粘附、灶性粘附的形成、細胞分布和細胞骨架特征的排列、數(shù)量和分布的因素的能力的結果而發(fā)生?？梢詤⒖妓紤]的活性在對照細胞群(例如在不存在所考慮的官能團的情況下，并且尤其是在不存在包含所考慮的官能團的本發(fā)明材料下生長的細胞群)中存在的程度評價本發(fā)明的材料或生物活性官能團提高或降低活性(例如生物細胞的分化)的能力。本發(fā)明的發(fā)明人鑒定的適合用在本發(fā)明材料或方法中的生物活性官能團的實例包括選自由以下組成的組的官能團甲基基團；異丙基基團；環(huán)己基基團；芳基基團；烯丙基基團；炔基基團；輕基(醇)基團；醚基團；嗎啉代基團(morpholinogroup)；亞乙基糖基(ethyleneglycosylatedgroup)；聚亞乙基糖基(polyethyleneglycosylatedgroup)；單糖，例如葡萄糖、核糖、h印arose或甘露糖；羧酸酯基團(carboxylategroup)；硫酸酯基團(sulphategroup)；憐酸酉旨基團(phosphategroup)；苯氧基(phenoxidegroup)；氛基基團；二烷基氨基基團；烷基氨基基團；膦基團(phosphinegroup)；和氨基酸。分離的適合用在本發(fā)明材料或方法中的生物活性官能團可選自由以下基團組成的組甲基基團、異丙基基團、環(huán)己基基團、芳基基團、烯丙基基團、炔基基團、羥基(醇)基團、醚基團、嗎啉代基團、亞乙基糖基、聚亞乙基糖基、羧酸酯基團、硫酸酯基團、磷酸酯基團、苯氧基基團、氨基基團、二烷基氨基基團、烷基氨基基團和膦基團。在本發(fā)明的材料或方法中可以優(yōu)選使用疏水性官能團。合適的生物活性疏水性官能團的實例可選自由以下組成的組的基團甲基基團、異丙基基團、環(huán)己基基團、芳基基團、烯丙基基團和炔基基團。在本發(fā)明的某些實施方式中，可以優(yōu)選使用親水性官能團。適合用在本發(fā)明材料或方法中的合適的生物活性親水性官能團的實例可選自由以下基團組成的組羥基(醇)基團；醚基團；嗎啉代基團；亞乙基糖基；聚亞乙基糖基；和單糖，例如葡萄糖、核糖、h印arose或甘露糖。在本發(fā)明的材料或方法中可以優(yōu)選使用帶負電荷的官能團?？梢杂糜诒景l(fā)明材料或方法中的帶負電荷的生物活性官能團的實例包括選自由以下基團組成的組的基團羧酸酯基團、硫酸酯基團、磷酸酯基團和苯氧基?？蛇x擇地，或者額外地，可優(yōu)選使用帶正電荷的官能團?？梢杂糜诒景l(fā)明材料或方法中的帶正電荷的生物活性官能團的實例包括選自由以下基團組成的組的基團氨基基團、二烷基氨基基團、烷基氨基基團、膦基團和氨基酸?？梢岳檬古c材料接觸的細胞能夠獲取合適的官能團的任何合適的化學化合物將生物活性官能團沉積在本發(fā)明材料中的基材上。僅作為實例，可以通過使基材接觸巰基棕櫚酸(MHA)而沉積羧基基團，可以通過使基材接觸十六烷硫醇(HDT)而沉積甲基基團，可以使基材接觸11-氨基-1-十一烷硫醇(AUT)而沉積氨基基團，可以使基材接觸11-巰基-Ι-i^一醇(MUOH)而沉積羥基基團。“分離的生物活性官能團”通?？梢詢?yōu)選在本發(fā)明的材料或方法中使用的生物活性官能團是分離的生物活性官能團。出于本發(fā)明公開的目的，“分離的生物活性官能團”是以從其它官能團“分離”的形式提供的生物活性官能團。這使細胞不受“相沖突”的刺激從而產(chǎn)生了顯著的益處，否則當提供多種不同種類的生物活性官能團時可能產(chǎn)生“相沖突”的刺激。因此，使用分離的生物活性官能團的本發(fā)明材料或方法在產(chǎn)生同質(zhì)細胞群中特別有用。使用這種分離的生物活性官能團提供的額外益處將在下文闡述。根據(jù)該定義，分離的生物活性官能團可以是包含由原子、原子團、分子或化合物提供的僅一種生物活性官能團的任何生物活性官能團。因此，分離的生物活性官能團可以是以其自身提供的生物活性官能團(即，不作為較大分子或化合物的一部分)?；蛘?，也可以將作為較大分子或化合物的一部分的生物活性官能團考慮作分離的生物活性官能團，如果該生物活性官能團是較大分子或化合物提供給細胞的唯一官能團(應該理解，該定義還可以包括作為分子或化合物上的多種生物活性官能團之一提供的生物活性官能團，只要所有官能團都是同一種類)。出于本發(fā)明的目的，作為存在于分子(例如氨基酸)或高分子(例如肽或核酸)上的生物活性官能團混合物的一部分的生物活性官能團不應被認為是“分離的”。在這些情況下，所述分子、高分子或化合物提供的生物活性官能團混合物向細胞提供了多種可能沖突的生物學刺激，并且這可能導致產(chǎn)生包含高水平異質(zhì)性的細胞群。本發(fā)明的發(fā)明人認為，在本發(fā)明的材料或方法中使用分離的官能團除以上所述的那些之外還帶來了多種益處。使用分離的官能團的益處之一是，與氨基酸或肽等上提供的生物活性官能團相比，由于這種分離的基團可能小于諸如氨基酸和蛋白的分子或高分子，所以這種官能團在場區(qū)內(nèi)的密度和場區(qū)間間距可更易于控制且控制更精確。這種尺寸差異可能提供進一步的益處，即與分離的官能團相比，結合于基材的氨基酸或肽中存在的官能團可能從基材進一步伸出，因此，與非分離對應物相比，分離的官能團可更好地促進細胞結I=IO由于可用的官能團范圍不限于氨基酸或肽等中天然存在的官能團，因此分離的官能團的使用還可以增加所使用的官能團種類的范圍。由于可以以與所發(fā)現(xiàn)的作為較大生物分子的一部分的官能團相比更不易于降解的形式提供分離的官能團，因此使用分離的官能團的另一個益處是提高了引入這些基團的材料的壽命。這些分離的官能團可以包括穩(wěn)定性高于生物分子或高分子的自身提供的分離的官能團(即不作為較大分子的一部分)或者作為較大分子的一部分提供的分離的官能團。與在較大分子(例如氨基酸、肽或核酸鏈)中存在的官能團相反，在本發(fā)明的材料中使用的分離官能團還具有進一步的益處，即分離官能團較不易于與細胞培養(yǎng)基的組分非特異結合。典型地，可以包含官能團的氨基酸或肽常常與諸如在胎牛血清(經(jīng)常使用的培養(yǎng)添加物)中發(fā)現(xiàn)的組分的培養(yǎng)基組分結合。這種非特異結合可顯著降低諸如氨基酸或肽的分子的功效，因為生物活性官能團對于其期望影響的細胞變得“隱蔽”了。發(fā)生非特異結合的程度是不可預測的，因此在這些情況下可能發(fā)生的官能團隱蔽程度也可大幅變化。這意味著難以準確控制細胞可用的氨基酸量或肽量，并且這可能導致與所述官能團接觸的細胞群的不同應答。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，分離的官能團的非特異結合較少，并因此能夠更好地以可控且可預測的方式影響生物細胞，由此產(chǎn)生異質(zhì)性較低的細胞群。與在天然存在的分子或高分子中存在的官能團相反，使用分離的官能團還可以帶來進一步的益處，即分離的官能團可更好地粘附至結合有分離官能團的基材上。能夠促進官能團與本發(fā)明材料的基材結合的官能團或具有官能團的分子或化合物的修飾將在本說明書其它部分討論?！伴g距”用于本發(fā)明材料上的官能團場區(qū)的排列的參數(shù)之一是所述場區(qū)的間距，即描述材料上的場區(qū)間距離或者材料上同一官能團的場區(qū)間距離的計算值。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，利用多種間距可以獲得本發(fā)明材料產(chǎn)生的令人驚奇的益處。通常，用在本發(fā)明材料或方法中的間距可以小于生物細胞的尺寸。用于本發(fā)明材料或方法的生物活性官能團場區(qū)之間的優(yōu)選間距可以為75nm-2000nm。優(yōu)選場區(qū)間間距可以為約100nm-1500nm，最優(yōu)選HOnm-lOOOnm。如本說明書其它部分所詳細描述的，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明材料中使用諸如140nm、280nm或IOOOnm的間距產(chǎn)生了優(yōu)于現(xiàn)有技術的多種顯著的益處。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料或方法中使用280nm的場區(qū)間間距尤其有用。這種間距似乎與目前所研究的所有生物活性官能團中有利的細胞粘附活性有關。不期望受任何假說的束縛，本發(fā)明的發(fā)明人認為由于所獲得的官能團分布的“不均衡性”在與此材料接觸的細胞群中產(chǎn)生了非常均一的應答，使用間距為^Onm范圍內(nèi)(例如約250nm-350nm)的場區(qū)間間距可能尤其有效。相反，較小的間距或較大的間距所產(chǎn)生的來自生物細胞的應答可能降低(為產(chǎn)生相當強的應答，場區(qū)被太緊或太稀地堆積在一起)?？梢杂删哂邢嗤锘钚怨倌軋F組成的相鄰場區(qū)的中心點間的距離計算間距。在包含兩組或更多組場區(qū)的材料的情況下(其中每組場區(qū)具有不同的生物活性官能團組成)，不同組的場區(qū)間間距可以彼此相同，或者可以彼此不同?？梢岳弥T如原子力顯微鏡(AFM)和X-射線光電子顯微鏡(XPS)的技術測定間距?！坝颉北景l(fā)明的材料包含其中的生物活性官能團場區(qū)的間距基本恒定的一個或多個域。各個所述域?qū)鄠€場區(qū)，優(yōu)選4、5、10或更多個場區(qū)。域可以基本延伸穿過本發(fā)明的整個材料，或者給定材料可以包含多個不同的域。在后一種情況下，各個域內(nèi)的間距可以基本恒定，而不同域可以具有相同的間距或者具有不同的間距。出于本發(fā)明公開的目的，如果所述面積內(nèi)的場區(qū)彼此的區(qū)別不超過15%，則可以認為細胞培養(yǎng)材料的面積(例如域)包含具有恒定間距的場區(qū)。優(yōu)選地，此面積內(nèi)的間距的彼此區(qū)別將不高于10%，更優(yōu)選不高于5%，更優(yōu)選不高于4%，更優(yōu)選不高于3%，更優(yōu)選不高于2%，最優(yōu)選不高于或更低。制備方法上文描述了在本發(fā)明材料的制造中可能考慮的多個因素的詳細內(nèi)容。本發(fā)明第三方面提供了制造細胞培養(yǎng)材料的方法，所述方法包括在基材上沉積多種生物活性官能團以產(chǎn)生多個生物活性官能團場區(qū)，其中排列所述生物活性官能團場區(qū)使其被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔?？梢岳萌魏魏线m的技術(例如通過以上本發(fā)明第三方面的方法)生產(chǎn)本發(fā)明的材料，所述技術能夠?qū)⒐倌軋F沉積在基材上，足以準確地產(chǎn)生所需場區(qū)和區(qū)。由于官能團場區(qū)間的優(yōu)選間距通常為75nm-2000nm，并且所述場區(qū)通常具有IOOnm以下的最小尺寸，因此可以優(yōu)選使用納米級技術用于生產(chǎn)本發(fā)明的材料?？梢杂糜谏a(chǎn)本發(fā)明材料的優(yōu)選方法是蘸筆納米光刻術(DPN)。DPN是其中使用原子力顯微鏡的針尖(tip)將分子(例如本發(fā)明的生物活性官能團)轉(zhuǎn)移至基材的掃描探針光刻技術。原子力顯微鏡的針尖的功能是有效地作為“筆”將“墨”(例如所選的官能團)沉積在“紙”(在這種情況下為細胞培養(yǎng)基材)上。該技術的主要益處是可以在DPN裝置中引入大量“筆”頭(在ID或2D陣列中)，由此可以進行基材的相對大面積的納米級圖案化。在優(yōu)選的實施方式中，所述墨可以包含作為較大分子(“墨組分”)的一部分的官能團，該較大分子用于將所述官能團結合于基材，從而使與本發(fā)明材料接觸的生物細胞可以獲取該官能團?？梢詫⑦@種類型的墨稱為“官能團提供墨”?？梢愿鶕?jù)向生物細胞有效提供官能團的能力以及用作可準確、受控且可重復的將官能團沉積在基材上的墨的能力選擇官能團提供墨。促成墨被準確且可重復地沉積的能力的性質(zhì)包括粘度、揮發(fā)性和蒸汽壓。這些性質(zhì)對于將墨施于DPN筆的能力和筆將墨準確沉積至基材上的能力都至關重要。通常利用蒸發(fā)或類似技術將墨組分涂層施用于DPN筆，以提供合適的均一覆蓋層。這樣產(chǎn)生了可以在本發(fā)明材料的生產(chǎn)過程中沉積至基材上的墨儲庫(和由此包含生物活性官能團的墨組分)。通過在兩個組件的接觸點處形成的水彎月面使墨由筆沉積至基材上。重要的是，這種沉積以可控的方式發(fā)生，并且將來自彎月面的不利擴散保持至最小。這可以通過選擇具有合適性質(zhì)的墨和墨組分而實現(xiàn)。下文更詳細地討論不利的性質(zhì)和能夠賦予此性質(zhì)的墨組分的特點?？梢赃x擇優(yōu)選的墨，從而可以在相對低的溫度(大約22°C的室溫附近)和相對低的濕度下進行沉積。低溫和低濕度通?？梢栽诠P-基材界面處產(chǎn)生小的水彎月面，并且這促進了墨組分(和由此的生物活性官能團)在清楚確定的小的受控場區(qū)中的沉積。這些條件，并且尤其是低溫還降低了不受控制的空氣傳播發(fā)生的擴散，否則可從筆擴散至基材。當在參考以上的低溫和濕度條件下利用巰基棕櫚酸墨組分進行DPN時，發(fā)現(xiàn)墨擴散系數(shù)為0.041ym2/s。本發(fā)明的發(fā)明人認為，擴散系數(shù)在該范圍內(nèi)的墨是有益的，原因是其允許生物活性官能團場區(qū)的準確且可重復的沉積，并且降低了不受控制的擴散的趨勢(其否則可能降低準確性)。應該理解，這些益處是期望的，其與所沉積的生物活性官能團無關。還可以根據(jù)在相對短的“停留時間(dwelltime)”(該時間是筆與基材面積接觸以使所需量的墨沉積所花費的時間)內(nèi)墨沉積在基材上的能力，選擇適合用在本發(fā)明材料的生產(chǎn)中的優(yōu)選墨。由于短的停留時間降低了發(fā)生不利擴散的機會，并且還可以更快速地制造本發(fā)明的材料，因此使用短的停留時間是有益的。短的停留時間的這種益處可適用于以間斷接觸模式進行的DPN和以接觸模式進行的DPN。可以通過向墨組分中引入聚乙二醇基團而提高墨組分與筆和基材間形成的彎月面的相互作用。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，這有利于此墨組分從筆高效且持續(xù)地沉積至基材(尤其對于否則將從針尖緩慢轉(zhuǎn)移的墨)。這還可以有利地提高墨組分的揮發(fā)性。這可有益于筆涂層在DPN中的應用和墨(和由此的官能團)以受控且可重復的方式向基材上的沉積。還可以通過改變墨組分中存在的碳-碳鍵數(shù)量(例如官能團由此被綁在基材上的碳鏈)影響本發(fā)明材料的制造中使用的墨組分的揮發(fā)性。通常，增加碳-碳鍵的數(shù)量使揮發(fā)性降低，而降低碳-碳鍵的數(shù)量使揮發(fā)性提高。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包含10-20個碳-碳鍵的碳鏈的墨組分通常非常適合利用DPN生產(chǎn)本發(fā)明的材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，包含16-18個碳-碳鍵的碳鏈的墨組分非常有益于烷基官能團的沉積，而優(yōu)選在用于沉積氨基或羥基官能團的墨中具有約12個碳-碳鍵的組分(原因是這些基團本身可以降低它們所加入的墨組分的揮發(fā)性)。在各個場區(qū)包含多種官能團的情況下，在本發(fā)明材料的制造中使用的優(yōu)選墨可能能夠自組裝，以產(chǎn)生結合至基材上的穩(wěn)定的墨組分(和由此的生物活性官能團)單層。以這種方式自組裝促進了生物活性官能團和由此引入其的材料的穩(wěn)定性。墨組分中存在的鏈和基團間的相互作用(例如烷基鏈的相互作用并且酸性基團可能在酸性墨中相互作用)有利于自組裝。酸性墨和包含羥基基團的墨間的混合物還可以通過氫鍵相互作用，雖然這僅在烷基鏈的長度相似時才發(fā)生。因此，在期望產(chǎn)生包含高度穩(wěn)定的場區(qū)的本發(fā)明材料的情況下，可以優(yōu)選使用具有碳-碳鍵數(shù)量在上述范圍上限的碳鏈的墨組分。由以上應該認識到，制造本發(fā)明材料中使用的墨成分的選擇是在有利于產(chǎn)生能夠自組裝的墨成分的因素和以有助于以明確確定且可重復的方式來沉積的方式調(diào)節(jié)墨的揮發(fā)性和粘性的因素之間所進行的平衡。應該理解，以上討論的在DPN中使用的組分的上下文中的許多標準還可能與可制造本發(fā)明的材料的其它方法有關。雖然DPN代表了用于制造本發(fā)明材料的優(yōu)選技術，但也可以采用能夠以產(chǎn)生合適的場區(qū)和區(qū)所需的方式沉積官能團的任何納米光刻方法。僅作為實例，可采用的其它合適的技術包括納米壓印光刻、電子束直寫光刻和直接的原子力顯微鏡(AFM)。其它實施方式雖然本發(fā)明的材料和方法可在多種臨床應用、治療性應用或研究應用中使用，但作為其以比采用現(xiàn)有技術所獲得的可重復性和控制性更高的方式影響細胞活性(例如分化)的能力的結果，本發(fā)明的發(fā)明人確定了本發(fā)明材料和方法的多個尤其優(yōu)選的應用，并且這些應用將在下文進行更詳細的討論。在尤其優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料和方法可能能夠允許干細胞或祖細胞的擴增，并且可以基本僅擴增而不誘導細胞分化(或者在祖細胞的情況下的進一步分化)。擴增干細胞或祖細胞而不誘導分化是非常有益的，原因是這樣可以由少量初始細胞產(chǎn)生大量的治療有用的細胞。然而，雖然有益，但現(xiàn)在已經(jīng)證明利用現(xiàn)有技術的方法難以實現(xiàn)該目的。向干細胞培養(yǎng)物提供的維持細胞生存的許多生長因子或補充物也都使細胞經(jīng)受譜系定型(lineagecommitment)和分化。目前已經(jīng)鑒定的允許細胞群擴增而不引起分化的那些細胞培養(yǎng)條件通常使用非常昂貴的細胞因子(例如FG^)或者甚至是細胞因子“混合物”(由此進一步提高了相關費用)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以約^Onm的間距使用甲基(-CH3)官能團場區(qū)的本發(fā)明材料對于維持干細胞或祖細胞的未分化狀態(tài)尤其有用。還可以擴增以該方式維持的細胞群以增加細胞數(shù)。該實施方式的本發(fā)明材料的生產(chǎn)(由于這些條件不涉及相關生長因子的復雜表達和重折疊或純化)遠遠比之前公開的條件廉價，并且由于基材和分離的官能團比復雜的生物分子(例如細胞因子)對降解的抗性更高而具有延長的“壽命”。本發(fā)明的發(fā)明人在該方面的發(fā)現(xiàn)是如此有利，其產(chǎn)生了本發(fā)明的其它方面。本發(fā)明第四方面提供了用于擴增干細胞群或祖細胞群的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有多個包含甲基官能團的場區(qū)的基材，其中，所述甲基官能團場區(qū)被基本不含甲基官能團的基材區(qū)彼此分隔，并且其中場區(qū)間間距為約200nm-750nm。所述間距可以優(yōu)選為約^Onm。本發(fā)明第五方面提供了擴增干細胞群或祖細胞群的方法，該方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第四方面的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群。由于本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)表明這些基材對干細胞群或祖細胞群的擴增具有有益作用，因此本發(fā)明的發(fā)明人認為本發(fā)明第四或第五方面的材料或方法可以有利地使用PCL基材。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料可以用來影響生物細胞的分化，從而產(chǎn)生軟骨原細胞(chondrogeniccell)?？梢岳镁哂挟a(chǎn)生軟骨原細胞譜系潛能的干細胞或祖細胞實現(xiàn)該目的。應該理解，產(chǎn)生軟骨原細胞的能力可用于多種研究性應用或治療性應用(例如，用于與軟骨受損相關的損傷或疾病的研究和治療)，而該能力也產(chǎn)生了本發(fā)明的其它方面。本發(fā)明第六方面提供了用于產(chǎn)生軟骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有選自由羧基基團、甲基基團和羥基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。在此材料的優(yōu)選實施方式中，各個單個場區(qū)可以基本由或者完全由僅一種所述官能團組成。然而，在這些材料的有用實施方式中還可以采用包含兩種或更多種所述官能團的場區(qū)。在使用完全由或基本由羧基基團組成的場區(qū)的這些材料的實施方式中，可以優(yōu)選場區(qū)間間距為約^Onm。在使用完全由或基本由羥基基團組成的場區(qū)的這些材料的實施方式中，可以優(yōu)選場區(qū)間間距為約140nm-約lOOOnm。本發(fā)明第七方面還提供了產(chǎn)生軟骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第六方面的細胞培養(yǎng)材料接觸。所述方法可任選包括培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生軟骨原細胞。本發(fā)明材料和方法可用于影響生物細胞(尤其是干細胞或祖細胞)分化產(chǎn)生骨原細胞(osteogeniccell)。該能力還具有顯著的臨床和研究效用(例如與骨受損相關的損傷或疾病的研究或治療)，并且影響細胞分化以產(chǎn)生骨原細胞的能力產(chǎn)生了本發(fā)明的其它方面。本發(fā)明第八方面提供了用于產(chǎn)生骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有選自由氨基基團和羧基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。在本發(fā)明第八方面的材料的優(yōu)選實施方式中，各個單個場區(qū)可以基本由或者完全由僅一種所指官能團組成。然而，在這些材料的有用實施方式中還可以采用包含兩種或更多種所指官能團的場區(qū)?？梢詢?yōu)選本發(fā)明第八方面的材料使用的生物活性官能團場區(qū)間的間距為約140nm-約lOOOnm。本發(fā)明第九方面提供了產(chǎn)生骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第八方面的細胞培養(yǎng)材料接觸。所述方法可任選包括培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生骨原細胞。還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明材料或方法能夠影響生物細胞的分化從而產(chǎn)生神經(jīng)原細胞(neurogeniccell)?？梢岳镁哂挟a(chǎn)生神經(jīng)原細胞譜系潛能的干細胞或祖細胞實現(xiàn)該目的。應該理解，產(chǎn)生神經(jīng)原細胞的能力可用于多種研究性應用或治療性應用(例如，用于與神經(jīng)受損相關的損傷或疾病的研究和治療)，而該能力也產(chǎn)生了本發(fā)明的其它方面。本發(fā)明第十方面提供了用于產(chǎn)生神經(jīng)原細胞的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有選自由氨基基團和羥基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。在本發(fā)明第十方面的材料的優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明可以與上述第八方面描述的優(yōu)選實施方式一致。本發(fā)明第十一方面提供了產(chǎn)生神經(jīng)原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第十方面的細胞培養(yǎng)材料接觸。所述方法可任選包括培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生神經(jīng)原細胞。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的材料和方法能夠以產(chǎn)生肌原細胞(myogeniccell)的方式影響生物細胞的分化。在使用所述材料或方法培養(yǎng)能夠產(chǎn)生肌原細胞譜系的干細胞或祖細胞時，可實現(xiàn)該作用。產(chǎn)生肌原細胞的能力將有益于肌細胞受損的多種研究性應用或治療性應用。本發(fā)明的材料和方法產(chǎn)生肌原細胞的能力也產(chǎn)生了本發(fā)明的如下其它方面。本發(fā)明第十二方面提供了用于產(chǎn)生肌原細胞的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有多個氨基基團場區(qū)的基材，其中所述氨基基團場區(qū)被基本不含氨基基團的基材區(qū)彼此分隔。在第十二方面的優(yōu)選實施方式中，氨基基團場區(qū)僅由或基本僅由氨基基團組成。然而，本發(fā)明該方面的其它實施方式可以使用包含氨基基團和其它官能團的場區(qū)?？梢詢?yōu)選本發(fā)明第十二方面的材料使用的氨基基團場區(qū)間的間距為約140nm-約IOOOnm0本發(fā)明還提供了第十三方面，即產(chǎn)生肌原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第十二方面的細胞培養(yǎng)材料接觸。所述方法可任選包括培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生肌原細胞。本發(fā)明第十五方面提供了用于產(chǎn)生脂肪原細胞(adipogeniccell)的細胞培養(yǎng)材料，所述材料包括結合有多個羥基基團場區(qū)的基材，其中所述羥基基團場區(qū)被基本不含羥基基團的基材區(qū)彼此分隔。可以優(yōu)選本發(fā)明第十五方面的材料使用的羥基基團場區(qū)間的間距為約140nm-約IOOOnm0本發(fā)明還提供了第十六方面，即產(chǎn)生脂肪原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與本發(fā)明第十五方面的細胞培養(yǎng)材料接觸。所述方法可任選包括培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生脂肪原細胞。利用本發(fā)明第十五或十六方面的材料或方法產(chǎn)生脂肪原細胞譜系的能力本身產(chǎn)生了多種治療性應用。利用這些材料或方法產(chǎn)生的脂肪細胞可用于重建由于損傷或疾病而損失的結構，或者用于治療用于不能生產(chǎn)天然脂肪組織的先天性缺陷的治療。這種應用的進一步實例可見于本說明書的其它部分。本發(fā)明的發(fā)明人認為，包含聚乙二醇(PEG)基團的本發(fā)明材料還可有益于多種應用?？梢岳枚喾N墨組分，例如6-PEG-酸、3-PEG-酸或6-PEG-0H沉積PEG基團。本發(fā)明的發(fā)明人認為，各“PEG”上的“末端”官能團(例如羥基或酸)在影響細胞行為中發(fā)揮作用。PEG基團的存在還可以促進產(chǎn)生局部更水合區(qū)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當某些生物活性官能團在官能團場區(qū)以特定間距排列的材料中提供時，其能夠抑制生物細胞粘附至材料上。這些發(fā)現(xiàn)可用于開發(fā)可用于抑制細胞粘附以及細胞生長和定殖的材料。確實，該發(fā)現(xiàn)如此有用從而產(chǎn)生了本發(fā)明的第十六方面，在該方面提供了用于抑制生物細胞粘附的材料，所述材料包括結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。本發(fā)明第十六方面的材料可用于“掩蔽”期望防止細胞粘附和生長的場區(qū)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可以利用間距為約200nm或以下或者間距為約350nm或以上的羧基或甲基基團場區(qū)產(chǎn)生本發(fā)明第十六方面的材料。本發(fā)明還提供了第十七方面，即提供了抑制生物細胞粘附的方法，所述方法包括使生物細胞與本發(fā)明第十六方面的材料接觸?？梢岳靡陨厦枋龅呐c細胞培養(yǎng)材料的制造相關的技術(例如蘸筆納米光亥IJ、納米壓印光刻或電子束直寫光刻)生產(chǎn)本發(fā)明第十六方面的材料和/或適合用在本發(fā)明第十七方面的應用的材料。如以上其它部分的描述，本發(fā)明第十六方面的材料還可以包括場區(qū)和區(qū)限定的域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)的間距基本是恒定的。圖1顯示了細胞培養(yǎng)皿形式的細胞培養(yǎng)材料1。所述細胞培養(yǎng)材料1包含四個域2。這些域中之一的一部分放大視圖顯示于圖Ia中。在此可以看出，域2由多個生物活性官能團場區(qū)3組成。這些場區(qū)3被基本不包含所述生物活性官能團的基材區(qū)4彼此分隔。域2內(nèi)場區(qū)3的間距基本恒定。圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實施方式的培養(yǎng)材料1的橫截面的高度放大的示意圖。所述材料包括結合有多個墨組分6的基材5。各墨組分6包含官能團7和使官能團7結合至基材5的碳鏈8。相鄰墨組分6的碳鏈8彼此相互作用(點劃線9表示的相互作用)，并因此自組裝為單層。所述單層自組裝從而使官能團7提供至引入至細胞培養(yǎng)材料1上的面積10的生物細胞。圖3顯示了本發(fā)明的三種材料，其包括利用墨組分MHA沉積的羧基官能團場區(qū)。各部分顯示了本發(fā)明材料的5μmX5μm區(qū)。場區(qū)的平均直徑為約65nm-70nm，并且間距為140nm、280nm和IOOOnm(分別為圖3a、3b和3c)。所述圖是利用側向力顯微鏡(LFM)獲得的。以下提供了97個另外的實施方式實施方式1包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔，其中場區(qū)和區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)的間距基本是恒定的。實施方式2根據(jù)實施方式1所述的材料，其中所述生物活性官能團選自由以下組成的組的基團甲基基團；異丙基基團；環(huán)己基基團；芳基基團；烯丙基基團；炔基基團；羥基(醇)基團；醚基團；嗎啉代基團；亞乙基糖基；聚亞乙基糖基；單糖，例如葡萄糖、核糖、heparose或甘露糖；羧酸酯基團；硫酸酯基團；磷酸酯基團；苯氧基基團；氨基基團；二烷基氨基基團；烷基氨基基團；膦基團；和氨基酸。實施方式3如實施方式1所述的材料，其中，所述生物活性官能團場區(qū)間的間距為約75nm-2000nm。實施方式4如實施方式3所述的材料，其中，所述生物活性官能團場區(qū)間的間距為約140nm-lOOOnm。實施方式5根據(jù)實施方式1所述的材料，其中所述基材選自由以下組成的組娃石、玻璃、硝化纖維素、聚己酸內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚氨酯、羥基磷灰石、磷酸三鈣、鈦、鈦合金、形狀記憶合金和不銹鋼。實施方式6用于抑制生物細胞粘附的材料，其中，所述材料包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式7如實施方式1-6中任一實施方式所述的材料，其用作藥物。實施方式8用于擴增干細胞群或祖細胞群的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有多個包含甲基官能團的場區(qū)的基材，其中所述甲基官能團場區(qū)被基本不含甲基官能團的基材區(qū)彼此分隔，并且其中場區(qū)間間距為約200nm-750nm。實施方式9如實施方式8所述的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述場區(qū)間間距為約280nmo實施方式10用于生產(chǎn)軟骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有選自由羧基基團、甲基基團和羥基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式11用于生產(chǎn)骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有選自由氨基基團和羧基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式12用于生產(chǎn)神經(jīng)原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有選自由氨基基團和羥基基團組成的組的多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式13用于生產(chǎn)肌原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有多個氨基基團場區(qū)的基材，其中所述氨基基團場區(qū)被基本不含氨基基團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式14用于生產(chǎn)脂肪原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述材料包含結合有多個羥基基團場區(qū)的基材，其中所述羥基基團場區(qū)被基本不含羥基基團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式15如實施方式6-14中任一實施方式所述的材料，其中，場區(qū)和區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)間間距基本是恒定的。實施方式16如實施方式1-15中任一實施方式所述的細胞培養(yǎng)材料，其中，所述生物活性官能團是分離的官能團。實施方式17實施方式1-16中任一實施方式所述的材料的制造方法，其中，所述方法包括在基材上沉積多個生物活性官能團以產(chǎn)生多個所述生物活性官能團場區(qū)，其中所述生物活性官能團場區(qū)經(jīng)排列使其被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式18如實施方式17所述的方法，其中，所沉積的場區(qū)和區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)間間距基本是恒定的。實施方式19如實施方式17或18所述的方法，其中，利用納米光刻技術沉積所述生物活性官能團。實施方式20如實施方式19所述的方法，其中，所述納米光刻技術選自由以下技術組成的組蘸筆納米光刻、納米壓印光刻、直接的原子力顯微鏡(AFM)、蝕刻掠射角沉積(etchingglancingangled印osition)、激光切除、激光沉積、χ-射線光刻母板的再鑄模、微接觸印刷和蝕刻電子束直寫光刻。實施方式21如實施方式20所述的方法，其中，所述納米光刻技術包括蘸筆納米光刻。實施方式22如實施方式21所述的方法，所述生物活性官能團以墨組分的形式沉積。實施方式23擴增干細胞群或祖細胞群的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式8所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群。實施方式M產(chǎn)生軟骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式10所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生軟骨原細胞。實施方式25產(chǎn)生骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式11所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生骨原細胞。實施方式沈產(chǎn)生神經(jīng)原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式12所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生神經(jīng)原細胞。實施方式27產(chǎn)生肌原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式13所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生肌原細胞。實施方式觀產(chǎn)生脂肪原細胞的方法，其中，所述方法包括使干細胞或祖細胞與實施方式14所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生脂肪原細胞。實施方式四方法，所述方法包括蘸筆納米光刻印刷基材，然后提高所述基材上的至少一種細胞的生長。實施方式30如實施方式四所述的方法，其中，所述細胞是干細胞，所述提高是提高了干細胞分化或提高了干細胞群或祖細胞群的擴增。實施方式31方法，所述方法包括利用針尖將至少一種生物活性化合物沉積在基材上以在所述基材上形成多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含多個離散場區(qū)的基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性(homogeneity)或增殖性(r印roducibility)。實施方式32如實施方式31所述的方法，其中，沒有所述離散場區(qū)的所述基材包含含有至少一種生物活性化合物的基本同質(zhì)的表面。實施方式33如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性。實施方式34如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)是體內(nèi)培養(yǎng)。實施方式35如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)是體外培養(yǎng)。實施方式36如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)誘導所述細胞的分化。實施方式37如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)不誘導所述細胞的分化。實施方式38如實施方式31所述的方法，其中，所述細胞是干細胞或祖細胞。實施方式39如實施方式31所述的方法，其中，所述細胞是干細胞。實施方式40如實施方式31所述的方法，其中，所述細胞是間充質(zhì)干細胞。實施方式41如實施方式31所述的方法，其中，包含所述多個離散場區(qū)的基材包括75nm-2000nm的場區(qū)間間距。實施方式42如實施方式31所述的方法，其中，包含所述多個離散場區(qū)的基材包括140nm-IOOOnm的間距。實施方式43如實施方式31所述的方法，其中，包含所述多個離散場區(qū)的基材包括250nm-;350nm的間距。實施方式44如實施方式31所述的方法，其中，所述基材包含形成域的多個離散場區(qū)，并且所述域包括基本恒定的間距。實施方式45如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)的至少一個維度小于lOOnm。實施方式46如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)的至少一個維度小于75nm。實施方式47如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)是平均直徑小于IOOnm的點。實施方式48如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)是平均直徑為65nm-75nm的點。實施方式49如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)是平均直徑至少為65nm的點。實施方式50如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)包括單細胞的培養(yǎng)。實施方式51如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)包括細胞數(shù)量的擴增。實施方式52如實施方式31所述的方法，其中，所述基材是二維或三維基材。實施方式53如實施方式31所述的方法，其中，所述基材是三維基材。實施方式M如實施方式31所述的方法，其中，所述基材是硅石、玻璃、硝化纖維素、聚己酸內(nèi)酯(PCL)、聚乳酸(PLLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚氨酯、羥基磷灰石、磷酸三鈣、鈦、鈦合金、形狀記憶合金或不銹鋼基材。實施方式55如實施方式31所述的方法，其中，所述基材包含糙化的表面。實施方式56如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)的至少95%包含單個生物活性化合物。實施方式57如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)是點形狀。實施方式58如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)被基本不含所述生物活性化合物的基材區(qū)彼此分隔。實施方式59如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)被基本不含任何官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式60如實施方式31所述的方法，其中，所述離散場區(qū)被基本不含于所述生物活性化合物中存在的任何官能團的基材區(qū)彼此分隔。實施方式61如實施方式31所述的方法，其中，所述生物活性化合物包含至少一種疏水性基團、親水性基團、帶負電荷的基團或帶正電荷的基團。實施方式62如實施方式31所述的方法，其中，所述生物活性化合物包含至少一種以下官能團甲基基團；異丙基基團；環(huán)己基基團；芳基基團；烯丙基基團；炔基基團；羥基(醇)基團；醚基團；嗎啉代基團；亞乙基糖基；聚亞乙基糖基；單糖，葡萄糖、核糖、heparose或甘露糖；羧酸酯基團；硫酸酯基團；磷酸酯基團；苯氧基基團；氨基基團；二烷基氨基基團；烷基氨基基團；膦基團；或氨基酸。實施方式63如實施方式31所述的方法，其中，所述生物活性化合物包含至少一種分離的生物活性基團。實施方式64如實施方式31所述的方法，其中，所述針尖是掃描探針針尖。實施方式65如實施方式31所述的方法，其中，所述針尖是原子力顯微鏡針尖。實施方式66如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生至少一種軟骨原細胞。實施方式67如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生至少一種骨原細胞。實施方式68如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生至少一種神經(jīng)原細胞。實施方式69如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生至少一種肌原細胞。實施方式70如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生至少一種脂肪原細胞。實施方式71如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生基本同質(zhì)的骨原細胞群。實施方式72如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生基本同質(zhì)的神經(jīng)原細胞群。實施方式73如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生基本同質(zhì)的肌原細胞群。實施方式74如實施方式31所述的方法，其中，所述培養(yǎng)產(chǎn)生基本同質(zhì)的脂肪原細胞群。實施方式75如實施方式31所述的方法，其中，所述基材的至少部分包含抑制細胞粘附的物質(zhì)。實施方式76如實施方式31所述的方法，其中，利用納米光刻進行所述沉積步驟。實施方式77如實施方式31所述的方法，其中，利用蘸筆納米光刻進行沉積步驟。實施方式78如實施方式31所述的方法，其中，同質(zhì)性被提高從而使所擴增的細胞群的異質(zhì)性水平為40%或更小。實施方式79如實施方式31所述的方法，其中，在至少M小時的培養(yǎng)測試中測定同質(zhì)性或增殖性。實施方式80如實施方式31所述的方法，其中，在至少觀天的培養(yǎng)測試中測定同質(zhì)性或增殖性。實施方式81方法，所述方法包括在基材上提供多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含多個離散場區(qū)的所述基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性或增殖性。實施方式82如實施方式81所述的方法，其中利用納米光刻進行所述提供步驟。實施方式83如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括蘸筆納米光刻。實施方式84:如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括納米壓印光刻。實施方式85如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括微接觸印刷。實施方式86如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括電子束光刻。實施方式87如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括掃描探針設備的使用。實施方式88如實施方式81所述的方法，其中，所述提供步驟包括原子力顯微鏡的使用。實施方式89如實施方式81所述的方法，其中，所述離散場區(qū)以基本恒定的間距分隔。實施方式實施方式90如實施方式81所述的方法，其中，利用包含所述生物活性化合物的墨組合物進行所述提供步驟。實施方式91方法，所述方法包括利用針尖將至少一種生物活性化合物沉積在基材上以在所述基材上形成多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含多個離散場區(qū)的基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生分化的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性或增殖性。實施方式92用于培養(yǎng)細胞的器件，其包括基材，在所述基材上的多個生物活性分子場區(qū)，所述場區(qū)間的不含所述生物活性分子的區(qū)，其中，與在沒有場區(qū)生物活性分子的表面上培養(yǎng)的細胞群相比，在所述器件上培養(yǎng)的細胞群更同質(zhì)或增殖性更高。實施方式93如實施方式92所述的器件，其中，與生物活性分子場區(qū)的接觸誘導了所述細胞群的分化。實施方式94如實施方式92所述的器件，其中，與生物活性分子場區(qū)的接觸不誘導所述細胞群的分化。實施方式95如實施方式92所述的器件，其中，與所述場區(qū)的接觸誘導分化成終末分化的骨原細胞、神經(jīng)原細胞、脂肪原細胞、軟骨原細胞或肌原細胞。實施方式96包含實施方式92的器件的試劑盒。實施方式97如實施方式96的試劑盒，其中所述試劑盒包含所述器件的使用說明。本申請的該部分包含97個實施方式。在以下實驗方案和結果部分將對本發(fā)明材料的制造和使用作進一步描述。實驗方案和結果1.研究1以下研究比較了本發(fā)明材料對生物細胞的影響和現(xiàn)有技術材料對生物細胞的影響。結果表明，在本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞群的同質(zhì)性水平遠大于在現(xiàn)有技術的材料上培養(yǎng)的細胞群的同質(zhì)性(并由此具有較小的異質(zhì)性)。方案制備現(xiàn)有技術的細胞培養(yǎng)材料利用之前公開的方法制備了包含羧基、氨基或羥基官能團的現(xiàn)有技術材料。簡而言之，將蓋玻片浸漬在5%NaOH溶液中1小時，然后浸漬在濃HNO3中1小時。然后在超純水和100%乙醇中洗滌蓋玻片，干燥并在結合所需的生物活性官能團之前在真空下儲存。通過將清潔的蓋玻片浸漬在二甲基二氯硅烷中15秒后用甲苯和隨后的乙醇洗滌來制備包含甲基基團的現(xiàn)有技術材料。然后干燥所洗滌的蓋玻片并在真空下儲存直至使用。通過將清潔的蓋玻片浸漬在0.5%3-氨基丙基三甲氧基硅烷異丙基醇溶液中，然后浸漬在水中并回流30分鐘制備包含氨基基團的現(xiàn)有技術材料。然后利用水洗滌蓋玻片，隨后用乙醇洗滌，干燥并在真空下儲存直至使用。通過首先利用上文描述的方法用乙烯基三甲氧基-乙烯基硅烷涂覆蓋玻片而制備包含羥基基團的現(xiàn)有技術材料。然后用IM硼烷-四氫呋喃溶液在氮氣中處理乙烯基表面2小時。然后在用0.4%Na0H/30%H2O2溶液處理3分鐘前在無水四氫呋喃中洗滌蓋玻片。然后用超純水洗滌蓋玻片，隨后用乙醇洗滌，干燥并在真空下儲存直至使用。制備本發(fā)明的材料使用金基材和以下所述的官能團制備本發(fā)明的材料，即實驗性細胞培養(yǎng)材料和能夠抑制細胞生長的材料(所用試劑的詳情列于附件1中)。實驗性細胞培養(yǎng)材料通過羧基基團場區(qū)在間距為280nm的場區(qū)中的沉積，制備能夠誘導軟骨原細胞生長的實驗性細胞培養(yǎng)材料。使羧基基團作為通過使用停留時間為0.1秒的蘸筆納米光刻(DPN)技術施用的墨組分巰基棕櫚酸(MHA)的一部分而沉積。各個場區(qū)均包含提供末端羧基基團的分子的直徑為約65nm的“點”形的自組裝面積。通過甲基官能團在間距為^Onm的場區(qū)內(nèi)的沉積，制備能夠支持干細胞和祖細胞生長而不誘導分化的本發(fā)明實驗性細胞培養(yǎng)材料。使甲基官能團作為通過使用停留時間為0.1秒的DPN技術施用的墨組分十六烷硫醇(HDT)的一部分而沉積。各個場區(qū)均包含提供甲基(烷基鏈)基團的自組裝分子的直徑為約75nm的“點”形面積。制備了包含以三種不同間距提供的氨基基團場區(qū)的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料。這樣產(chǎn)生了間距分別為1000nm、280nm和140nm的三種材料。使氨基基團作為通過使用停留時間為0.2秒的DPN技術施用的墨組分11-氨基-1-十一烷基硫醇(AUT)的一部分而沉積。各個場區(qū)均包含提供末端氨基基團的自組裝分子的直徑為約65nm的“點”形面積。還產(chǎn)生了不同間距的場區(qū)中包含羥基基團的細胞培養(yǎng)材料。制備了間距分別為1000nm、280nm和140nm的三種材料。使氨基基團作為通過使用停留時間為0.2秒的DPN技術施用的墨組分11-巰基-1-十一醇(MUOH)的一部分而沉積。各個場區(qū)均包含提供末端羥基基團的自組裝分子的直徑為約65nm的“點”形面積通過使用停留時間為0.2秒的DPN技術沉積1_(巰基i^一-11-基)六甘醇(6-PEG-0H)而產(chǎn)生間距不同的場區(qū)內(nèi)包含聚亞乙基糖基的細胞培養(yǎng)材料。制備了間距分別為1000nm、280nm和140nm的三種材料。各個場區(qū)均包含提供羥基末端化的聚乙二醇基團分子的直徑為約65nm的“點”形自組裝面積。用于抑制細胞生長的實驗性材料通過將羧基基團(作為通過DPN施用的墨組分MHA的一部分提供)沉積在間距為IOOOnm或140nm的場區(qū)內(nèi)制備能夠抑制細胞生長的材料。各個場區(qū)均包含提供羧基基團的分子的直徑為約65nm的“點”形自組裝面積。通過將甲基官能團沉積在間距為IOOOnm或140nm的場區(qū)內(nèi)制備能夠抑制細胞生長的其它實驗性材料。通過利用DPN施用墨組分HDT沉積甲基基團。各個場區(qū)均包含提供甲基為末端的烷基鏈分子的直徑為約75nm的“點”形自組裝面積。細胞培養(yǎng)利用FACS分析來表征可商購的源自骨髓的成人間充質(zhì)干細胞。該表征表明，所述干細胞是CD90、CD173、CD29、CD44、STR0-1和CD105陽性的，CD34、CD24、CD14、CD19和CD3陰性的。然后以切104細胞/ml(總)的接種密度將所表征的干細胞群接種在上述的本發(fā)明實驗性材料上。在商業(yè)性確定的基礎培養(yǎng)基存在下將所述細胞在所述材料上培養(yǎng)M小時。然后分析所培養(yǎng)細胞的細胞粘附、灶性接觸形成、細胞骨架組分的形成和整體形態(tài)學。細胞組分的可視化通過熒光顯微鏡使在以上列出的方案中的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞組分可視化。利用綠色熒光團標記細胞骨架的主要組分F-肌動蛋白，利用藍色的細胞核染料赫斯特(Hoechst)使細胞核可視化，利用紅色熒光團標記與表型相關的蛋白。對于所選擇的用于研究的與表型相關的蛋白，在包含甲基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中是STROl(干細胞標記物)或者核干細胞因子(干細胞增殖的標記物)，在包含氨基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中是CBFAl(骨原細胞分化的標記物)，在包含羥基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中是II型膠原(軟骨原細胞分化或活性軟骨細胞的標記物)。還通過熒光顯微鏡使在以上列出的方案中的本發(fā)明材料上培養(yǎng)的細胞組分可視化。對于在各實驗性細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞使用相同的標記物和熒光標記，即利用紅色熒光團標記粘著斑蛋白(灶性粘附的主要成分)，利用綠色熒光團標記F-肌動蛋白(細胞骨架的主要成分)，利用藍色細胞核染料赫斯特使細胞核可視化。結果這些研究的結果示于圖4和5中，這些圖為例示以上列出的各種細胞成分的共定位的代表圖，并且在下文將對其作更詳細的描述。圖4例示了在現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞，而圖5例示了在本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞。在包括羧基基團的本發(fā)明培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞中的標記粘附在包含羧基基團的細胞培養(yǎng)材料表面的細胞為小的細胞團的形式。這些細胞團包含明確確定的單個細胞，具有在單個細胞內(nèi)排列的單個應力纖維的證據(jù)。所粘附的細胞在所述材料表面上鋪開，并顯示細胞至細胞的排列。灶性接觸在整個細胞體都是明顯的。這些灶性接觸與應力纖維和應力纖維末端一致排列，其中細胞體的最遠突出與所述細胞培養(yǎng)材料的表面接觸。單細胞內(nèi)的肌動蛋白具有“環(huán)/暈輪”形成，并且細胞間具有肌動蛋白排列的證據(jù)。這些結果表明，包含羧基基團的細胞培養(yǎng)材料將促進干細胞的軟骨原細胞分化，而不需要外源的生物刺激。在包含甲基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中的標記在包含甲基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞群的干細胞標記物STROl或干細胞增殖標記物核干細胞因子(nucleostemmin)均為異質(zhì)的。這些結果表明，在這些材料上培養(yǎng)的一部分干細胞分化(并由此丟失了其干細胞狀態(tài))和/或喪失了增殖能力。在包含甲基基團的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞中的標記粘附于包含甲基基團的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上的細胞為細胞團的形式，其中的單個細胞顯示完整的細胞骨架網(wǎng)絡和良好的灶性接觸形成。細胞團內(nèi)的每個細胞都是有核的，并且在細胞團與本發(fā)明材料相互作用的各個點，灶性接觸存在于整個細胞團。這些灶性接觸看起來負責細胞團與材料表面的結合。細胞團內(nèi)單個細胞的形狀表明各個細胞與下面的表面很好的結合。纖維性細胞骨架網(wǎng)絡遍及整個細胞，并且單個應力纖維在各個單個細胞中被清楚確定。在包含氨基的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中的染色發(fā)現(xiàn)在包含氨基的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞顯示的骨原細胞標記物CBFAl的表達不一致?？偧毎麛?shù)的10%-20%對于該標記物是陰性的。這說明在現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的干細胞被不完全地誘導沿著骨原細胞譜系分化，并且這種培養(yǎng)后形成的細胞群異質(zhì)性程度高。在包含氨基基團的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞中的標記與所產(chǎn)生的各個實驗性細胞培養(yǎng)材料(包含以140nm、180nm或IOOOnm的間距提供的氨基基團)結合的細胞顯示形成的灶性接觸大量增加，并且存在排布非常好的遍及細胞體的應力纖維。粘附至這些材料上的細胞不成團，并且細胞核的分布證明單獨的細胞被很好的分布并結合在所述材料表面。這些材料顯示了影響細胞定向并由此影響骨原細胞、神經(jīng)原細胞和肌原細胞分化的潛能。為了有利于這些通路之一并增強總分化反應的動力學，可以對場區(qū)的間距進行控制。對于所有間距，細胞都作為與下面表面直接接觸的單個細胞而被結合。對于所結合的每個細胞，一個細胞核是明顯的，并且鋪展的細胞具有清楚確定的遍及細胞體的單應力纖維。與單應力纖維緊密結合的全部細胞體和在細胞的最遠突出與表面的相互作用點的細胞體的外圍，灶性接觸很豐富。間距為^Onm的細胞顯示向優(yōu)先方向排列的跡象，但整體形態(tài)學仍與所有NH2修飾的描述相同。在包含羥基基團的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的細胞中的標記在包含羥基的現(xiàn)有技術材料上培養(yǎng)的干細胞產(chǎn)生的細胞群中多數(shù)細胞都為軟骨原細胞標記物II型膠原陽性，但高達40%的細胞不顯示該標記物。因此，可以看出包含羥基基團的現(xiàn)有技術材料在促進軟骨原細胞分化中的功效非常低，并且產(chǎn)生了高度異質(zhì)的細胞群。在包含羥基基團的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞中的標記對以所有間距結合至包含羥基基團的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料的細胞進行了研究。所粘附的細胞顯示的灶性接觸形成的證據(jù)最少，但在整個細胞體具有形成良好細胞骨架的證據(jù)。這些結果表明，具有形成的灶性接觸最少的細胞結合可能主要由本發(fā)明材料中存在的羥基基團介導，并且場區(qū)的間距的變化進一步控制了細胞的整體形態(tài)學/定向。包含羥基基團的本發(fā)明材料將支持細胞粘附，將影響分化并在沒有外源性生物刺激的情況下誘導軟骨原細胞、脂肪原細胞、骨原細胞或神經(jīng)原細胞分化。這些反應的效率可以由場區(qū)的間距控制。在所有間距形成灶性接觸的證據(jù)都最少，但在所有間距全部細胞體都很好地形成了F-肌動蛋白細胞骨架組分。粘附至140nm或IOOOnm間距的材料上的細胞顯示細胞體的某些部分內(nèi)F-肌動蛋白組分的濃度和“出芽(budding)”清楚證據(jù)。出芽表示為在細胞外圍形成了暈環(huán)樣結構的應力纖維和在整個細胞體內(nèi)平行分布的清楚確定的應力纖維的喪失。所述細胞是單個的、被結合的且沒有形成之前在HDT表面上所描述的團狀形態(tài)學。在間距為^Onm的包含該官能團的材料上的細胞數(shù)最多。在這些表面上培養(yǎng)的細胞沒有顯示之前所述的“出芽，，現(xiàn)象的任何跡象。在包含PEG的本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞中的標記在這些表面形成灶性接觸的證據(jù)非常小，但多于OH表面。良好平行的肌動蛋白應力纖維在^Onm和Ιμπι間距上是明顯的。形成的應力纖維主要定位于140nm間距的細胞體的外圍，但應力纖維在這些區(qū)仍然是纖維。在所有間距上，細胞都不成團但都粘附。在280nm和1μm間距上(在某點結合的2個單個細胞)利用單個應力纖維的灶性接觸更明Mo抑制細胞生長的本發(fā)明材料在本發(fā)明的用于抑制細胞生長的實驗性材料上沒有細胞粘附或生長(結果未顯示)°2.研究2將商購的源自骨髓的人間充質(zhì)干細胞和主要源自人血液和牙髓的干細胞培養(yǎng)在本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料上。所述細胞培養(yǎng)材料以不同的間距包含多種不同的生物活性官能團。將細胞在基礎培養(yǎng)基中體外培養(yǎng)最高達觀天的不同時間，并分析多種標記物的表達。所研究的標記物選自以下組1型膠原、II型膠原、X型膠原、骨鈣素CBFA1、STR0-1、核干細胞因子(nucleostemin)、微管蛋白β-III、MAP-2、神經(jīng)絲蛋白CD90、突觸素和平滑肌肌動蛋白。除了這些標記物外，研究了用來自以下組的色澤染色劑(tincturalstain)染色的細胞群VOn-KOSSa(鈣化的細胞外基質(zhì))、油紅0(脂肪組織)和氨基聚糖(glycosammino-glycan)(GAG軟骨源性細胞外基質(zhì))。所選擇的標記物和染色劑可以評價和分析在所述多種細胞培養(yǎng)材料上培養(yǎng)的細胞的分化能力。利用蛋白印記、ELISA和實時PCR進一步證明和量化了與干細胞的分化能力直接相關的蛋白的產(chǎn)生?？梢詮囊陨狭谐龅臉擞浳镏羞x擇用于實時PCR的標記物組，還包括骨橋蛋白、Sox-9、骨連接蛋白、CH0P(同源蛋白)、脂聯(lián)素和PPAR-Y。此外，通過培養(yǎng)源自牙髓的干細胞和商購的源自骨髓的人間充質(zhì)干細胞并用0CT4、S0X2(與胚胎干細胞的可塑性相關但與成人無關的標記物，牙髓源表達)和STR0-1(由成人和胚胎干細胞表達)進行橫切片，而進一步驗證基礎條件下經(jīng)過觀天的體外測試期本發(fā)明細胞培養(yǎng)材料誘導/維持干細胞表型的能力。對本發(fā)明的細胞培養(yǎng)材料對這些標記物的表達的影響進行監(jiān)測，這將提供關于不同組合的官能團和間距誘導干細胞表型、維持所選擇可塑性水平的能力的信息，還提供關于任何分化反應發(fā)生的效率和同質(zhì)性質(zhì)的信息。轉(zhuǎn)染的細胞可以是GFP標記，從而使其被給定時間點的蛋白產(chǎn)物的特異標記物復染色。附件1DPN材料的技術數(shù)據(jù)烷基功能性HDT1-十六烷硫醇674514-500MG口917-26-2](0DT的更易揮發(fā)的變體)CH3(CH2)15SH折射指標n20/D1.462(lit.)bp184-191°C/7mmHg(lit.)mp18-20°C(lit.)，20_24°C密度0.84g/mL,25°C(lit.)ODT1-十八硫醇01858-100ML口885-00-9]CH3(CH2)17SH試驗98%bp204-210°C/llmmHg(lit.)mp30-33°C(lit.)密度0.847g/mL，25°C(lit.)OH功能性OH1-巰基-1-i^一醇674249-250MG[73768-94-2]HS(CH2)11OH試驗99%mp33-37°C(lit.)氨基功能性:11-氨基-1-^^一烷硫醇HCl鹽674367[143339_58-6]性質(zhì)試驗99%mp120-170°C酸性功能性MHA16-巰基棕櫚酸6744；35[69839-68-5]試驗99%mp65-69"CPEG功能性PEG-P(PEGpassifier)1_(巰基i^一-11-基)六甘醇675105[130727-44-5折射指標n20/D1.47權利要求1.細胞培養(yǎng)材料，其包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔，其中所述場區(qū)和所述基材區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)的間距基本是恒定的。2.如權利要求1所述的材料，其中所述生物活性官能團選自由以下組成的組甲基基團；異丙基基團；環(huán)己基基團；芳基基團；烯丙基基團；炔基基團；羥基(醇)基團；醚基團；嗎啉代基團；亞乙基糖基；聚亞乙基糖基；單糖，例如葡萄糖、核糖、heparose或甘露糖；羧酸酯基團；硫酸酯基團；磷酸酯基團；苯氧基基團；氨基基團；二烷基氨基基團；烷基氨基基團；膦基團；和氨基酸。3.如權利要求1所述的材料，其中所述生物活性官能團場區(qū)間的間距為約75nm-2000nm。4.如權利要求3所述的材料，其中所述生物活性官能團場區(qū)間的間距為約HOnm-IOOOnm05.如權利要求1所述的材料，其中所述基材選自由以下組成的組硅石；玻璃；硝化纖維素；聚己酸內(nèi)酯(PCL)；聚乳酸(PLLA)；聚乙醇酸(PGA)；聚氨酯；羥基磷灰石；磷酸三鈣；鈦；鈦合金；形狀記憶合金和不銹鋼。6.用于抑制生物細胞粘附的材料，其中所述材料包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。7.如權利要求1-6中任一項所述的材料，其用作藥物。8.用于擴增干細胞群或祖細胞群的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個包含甲基官能團的場區(qū)的基材，其中所述甲基官能團場區(qū)被基本不含甲基官能團的基材區(qū)彼此分隔，并且其中場區(qū)間的間距為約200nm-750nm。9.如權利要求8所述的細胞培養(yǎng)材料，其中所述場區(qū)間間距為約^Onm。10.用于生產(chǎn)軟骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，所述生物活性官能團選自由羧基基團、甲基基團和羥基基團組成的組，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。11.用于生產(chǎn)骨原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，所述生物活性官能團選自由氨基基團和羧基基團組成的組，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。12.用于生產(chǎn)神經(jīng)原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個生物活性官能團場區(qū)的基材，所述生物活性官能團選自由氨基基團和羥基基團組成的組，其中所述生物活性官能團場區(qū)被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。13.用于生產(chǎn)肌原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個氨基基團場區(qū)的基材，其中所述氨基基團場區(qū)被基本不含氨基基團的基材區(qū)彼此分隔。14.用于生產(chǎn)脂肪原細胞的細胞培養(yǎng)材料，其中所述材料包含結合有多個羥基基團場區(qū)的基材，其中所述羥基基團場區(qū)被基本不含羥基基團的基材區(qū)彼此分隔。15.如權利要求6-14中任一項所述的材料，其中場區(qū)和基材區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)的間距基本是恒定的。16.如權利要求1-15中任一項所述的細胞培養(yǎng)材料，其中所述生物活性官能團是分離的官能團。17.權利要求1-16中任一項所述的材料的制造方法，所述方法包括在基材上沉積多個生物活性官能團以產(chǎn)生多個生物活性官能團場區(qū)，其中所述生物活性官能團場區(qū)經(jīng)排列使其被基本不含所述生物活性官能團的基材區(qū)彼此分隔。18.如權利要求17所述的方法，其中所沉積的場區(qū)和基材區(qū)限定了域，在所述域中所述生物活性官能團場區(qū)的間距基本是恒定的。19.如權利要求17或18所述的方法，其中利用納米光刻技術沉積所述生物活性官能團。20.如權利要求19所述的方法，其中所述納米光刻技術選自由以下組成的組蘸筆納米光刻、納米壓印光刻、直接的原子力顯微鏡、蝕刻掠射角沉積、激光切除、激光沉積、χ-射線光刻母板的再鑄模、微接觸印刷和蝕刻電子束直寫光刻。21.如權利要求20所述的方法，其中所述納米光刻技術包括蘸筆納米光刻。22.如權利要求21所述的方法，其中所述生物活性官能團以墨組分的形式被沉積。23.擴增干細胞群或祖細胞群的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求8所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群。24.產(chǎn)生軟骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求10所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生軟骨原細胞。25.產(chǎn)生骨原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求11所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生骨原細胞。26.產(chǎn)生神經(jīng)原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求12所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生神經(jīng)原細胞。27.產(chǎn)生肌原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求13所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生肌原細胞。28.產(chǎn)生脂肪原細胞的方法，所述方法包括使干細胞或祖細胞與權利要求14所述的細胞培養(yǎng)材料接觸，并培養(yǎng)所述細胞直至產(chǎn)生脂肪原細胞。29.方法，包括蘸筆納米光刻印刷基材，然后提高所述基材上的至少一種細胞的生長。30.如權利要求四所述的方法，其中所述細胞是干細胞，所述提高是提高干細胞分化或提高干細胞群或祖細胞群的擴增。31.方法，包括利用針尖將至少一種生物活性化合物沉積在基材上以在所述基材上形成多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含所述多個離散場區(qū)的基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性或增殖性。32.如權利要求31所述的方法，其中沒有所述離散場區(qū)的所述基材包含含有至少一種所述生物活性化合物的基本同質(zhì)的表面。33.如權利要求31所述的方法，其中所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性。34.如權利要求31所述的方法，其中所述培養(yǎng)是體內(nèi)或體外培養(yǎng)。35.如權利要求31所述的方法，其中所述培養(yǎng)誘導所述細胞的分化。36.如權利要求31所述的方法，其中所述培養(yǎng)不誘導所述細胞的分化。37.如權利要求31所述的方法，其中所述細胞是干細胞或祖細胞。38.如權利要求31所述的方法，其中包含所述多個離散場區(qū)的基材包括75nm-2000nm的場區(qū)間間距。39.如權利要求31所述的方法，其中包含所述多個離散場區(qū)的基材包括HOnm-IOOOnm的間距。40.如權利要求31所述的方法，其中所述基材包含形成域的多個離散場區(qū)，并且所述域包含基本恒定的間距。41.如權利要求31所述的方法，其中所述離散場區(qū)的至少一個維度小于lOOnm，并且其中所述離散場區(qū)是平均直徑小于IOOnm的點。42.如權利要求31所述的方法，其中所述基材是二維或三維基材。43.如權利要求31所述的方法，其中所述離散場區(qū)具有點的形狀。44.如權利要求31所述的方法，其中所述生物活性化合物包含至少一個分離的生物活性基團。45.如權利要求31所述的方法，其中所述針尖是掃描探針針尖。46.如權利要求31所述的方法，其中所述沉積步驟是利用納米光刻進行的。47.如權利要求31所述的方法，其中所述沉積步驟利用蘸筆納米光刻進行。48.如權利要求31所述的方法，其中提高同質(zhì)性，使得所擴增的細胞群的異質(zhì)性水平為40%或更小。49.如權利要求31所述的方法，其中在至少M小時的培養(yǎng)測試中測定同質(zhì)性或增殖性，或者其中在至少觀天的培養(yǎng)測試中測定同質(zhì)性或增殖性。50.方法，包括在基材上提供多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含所述多個離散場區(qū)的所述基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生擴增的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性或增殖性。51.方法，包括利用針尖在基材上沉積至少一種生物活性化合物，以在所述基材上形成多個離散的生物活性化合物場區(qū)，在包含所述多個離散場區(qū)的所述基材上培養(yǎng)至少一種細胞直至產(chǎn)生分化的細胞群，其中與在沒有所述離散場區(qū)的基材上的培養(yǎng)相比，所述離散場區(qū)提高了所述細胞群的同質(zhì)性或增殖性。52.用于培養(yǎng)細胞的器件，其包括基材，在所述基材上的多個生物活性分子場區(qū)，在所述場區(qū)間不含所述生物活性分子的區(qū)，其中與在沒有場區(qū)生物活性分子的表面上培養(yǎng)的細胞群相比，在所述器件上培養(yǎng)的細胞群更同質(zhì)或增殖性更高。53.試劑盒，其包含權利要求52所述的器件。全文摘要本發(fā)明提供了用于提高細胞生長包括提高干細胞分化的納米圖案化表面。所述圖案化表面可以包含生物活性基團場區(qū)的陣列，并且可以通過包括場區(qū)間間距和場區(qū)尺寸在內(nèi)的參數(shù)控制所述圖案化表面?？梢岳谜汗P納米光刻印刷、微接觸印刷和納米壓印光刻進行納米圖案化。文檔編號C12M1/26GK102149811SQ200980135334公開日2011年8月10日申請日期2009年7月10日優(yōu)先權日2008年7月12日發(fā)明者朱迪思·M·柯倫,約翰·A·亨特,羅伯特·斯托克斯,鄧肯·格拉漢姆申請人:優(yōu)利弗事業(yè)有限公司