2006年，Engler等证明了在软的基质上MSCs向神经分化，而在硬的基质上向骨分化，这是物理微环境调控干细胞分化能力的重要依据。随着相关研究的展开，研究者发现不仅是基质硬度，基质形貌和机械力刺激等因素也能够调控干细胞的分化。随后，通过模仿自然组织的生物物理特性制备人工物理微环境的相关研究得到了广泛开展。基质硬度代表了细胞黏附的载体抵抗形变的能力。生物体内不同组织硬度差异较大，不同的硬度对于干细胞向特定谱系分化有重要影响。Kim等制备了硬度梯度从脂肪到肌肉的生理组织范围（5～15 kPa）的甲基丙烯酰化明胶水凝胶，用于调控脂肪干细胞的分化。结果表明，在硬基质上的ADSCs表达较高水平的肌肉相关蛋白，细胞伸展并变硬，表现出向肌肉细胞分化的特征。基质硬度还被证明能够与其他物理因素协同调节干细胞的分化，Oh等利用不同硬度的石墨烯支架结合电刺激促使iPSCs向神经细胞分化，结果表明较软硬度支架上培养的iPSCs生成的神经元具有更加成熟的电生理特性。
 

出自《物理微环境调控干细胞定向分化》作者李驰宇，樊瑜波.