三、反向/叠加梯度的制备方法

在同一梯度方向可能存在两种以上性质的同时变化，若这两种性质的变化趋势相同，则为叠加梯度；变化趋势相反，则为反向梯度。如Campagnola等利用多光子激发光化学交联，制备了Fn阵列密度和点阵中Fn浓度同时增加的叠加梯度。Jiang等在铜锥表面制备了从锥顶到底端亲水性逐渐增加的梯度，通过拉普拉斯锥的曲率变化和表面能的同时驱动，加速了水滴募集的过程。

Wang等先在硅片表面利用碳纳米粒子沉积形成的模板得到了树枝状结构的二氧化硅梯度，进一步对二氧化硅进行梯度的化学修饰可以得到化学与物理梯度叠加或反向的梯度，用以研究物理化学性质不同的梯度表面对细胞的捕获能力（图4-10A和图4-10B）。Alsberg等通过具有两个进液口的微流道，改变注入的液体的种类，可以在琼脂糖水凝胶中得到不同的反向梯度，如两种生长因子、多肽、纳米粒子等的反向浓度梯度。当只有一种液体中含有交联剂时，还可以得到水凝胶模量和化学因子的反向梯度。Harley也通过类似的微流道系统制备了两种细胞的反向梯度。Scheibel等通过制备明胶和纤维蛋白原的反向梯度膜，得到了化学组成和力学性能同时变化的梯度。

当反向梯度中两种化学组分含量互补时，可形成互补梯度。如Tan等通过程序化控制双头电纺的两组分流量制备了表面聚己内酯（polycaprolactone，PCL）和聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly（lactic acid-glycolic acid）copolymer，PLGA]组分互补变化的梯度（图4-10C）。Qin等利用这种方法制备了明胶/PLGA、聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）/PLGA等多种双组分互补梯度。表面聚合物刷的互补梯度可以是分子密度的互补，也可以是分子链段长度的互补。Li等通过制备聚（乙二醇）甲基醚丙烯酸甲酯[poly（ethylene glycol）methyl ether methacrylate，P（PEGMA）]和聚（N-异丙基丙烯酰胺）[poly（N-isopropylacrylamide），PNIPAAm]两个嵌段的分子链段长度互补梯度来研究两个互补嵌段的长度关系对细胞黏附和脱附的影响。互补梯度的制备通常是先制备一种物质的梯度，然后回填另一物质。通过同时在材料的两端放置反应分子源进行对向扩散的方法，也可以直接制备出互补梯度。Krebsbach等通过蒸汽双向沉积，在聚合物膜表面直接得到了氨基和醛基的互补梯度。

图4-10　纳米形貌和化学梯度

A.在平行方向上重叠；B.在反平行方向上重叠；C.通过程序化控制双头电纺的两组分流量获得互补梯度的示意图。