Polyelektrolyt Filme - Vielseitiger Anflug, zum von Gut-Kontrollierten Umgebungen für Gewebe-Technik-Anwendungen Zu Erzeugen

Professor Leu Zhai, Nanoscience-Technologiezentrum und die Abteilung von Chemie, Universität von Zentralem Florida
Entsprechender Autor: lzhai@mail.ucf.edu

Gewebetechnik, ein auftauchender Bereich im Bereich des menschlichen Gesundheitswesens, Mähdrescher Biologie und Materialwissenschaft und Technik, um Produkte mit geeigneter biochemischer und physiochemischer Leistung zu erzeugen, um Teile von oder ganze Gewebe (d.h., Knochen, Knorpel, Blutgefäße, Blase, Usw.) zu reparieren oder auszutauschen. Eine1 der Herausforderungen in den Gewebetechnikanwendungen ist, Zellnormale körperliche Tätigkeiten auf synthetischen Gestellen zu konservieren und Gewebe-spezifische Funktion beizubehalten.

Da Zellen in den Geweben an befolgen und auf ihre extrazellulare Umgebung über fachkundige Zellezelle und Zelle-extrazellulare Grundmassekontakte (ECM) einwirken, 2 hängt wartende Gewebe-spezifische Funktion von künstlichen Geweben von der Zelle/vom Gestell und Zelle/Zellinteraktionen ab.3 in vivo Wachstum der Gewebeentstehung und Reifung sind die Entwicklungsfähigkeit, die starke Verbreitung und das Ausbreiten von Zellen.

Die Extrazelluläre Matrix, auch gekennzeichnet als ELEKTR. STEUERMODUL, ist das extrazellulare Teil des tierischen Gewebes, das normalerweise strukturelle Halterung den Tierzellen zusätzlich zur Wahrnehmung von vielen anderen wichtigen Aufgaben gewährt.

Zelle ist die grundlegende strukturelle und Funktionseinheit aller bekannten lebenden Organismen. Es ist das kleinste Gerät eines Organismus, der als Lebewesen tarifiert wird, und wird häufig den Baustein des Lebens gerufen.

Um jeden dieser Parameter zu verbessern, sind zunehmende Anstrengungen neue Beschichtungen zu entwickeln um das biocompatibility einer gegebenen Oberfläche zu verbessern unternommen worden. Die Schicht-durchschicht (LBL) molekular-stufige Aufnahme von Polymeren durch verschiedene Interaktionen ist jetzt ein gut eingerichtetes Verfahren für das Herstellen von konformen Dünnfilmbeschichtungen mit genau justierten körperlichen, biochemischen und chemischen Eigenschaften.

Diese Technik bezieht sequenzielle Aufnahme von Materialien mit ein, die intermolekulare Interaktionen bilden können. Intermolekulare Interaktionen einschließlich gegenüberliegende elektrostatische Interaktionen, 4 Wasserstoff bondings5,6 und Säure-basis Interaktionen7,8 sind verwendet worden, wenn man LBL selbst-zusammengebaute mehrschichtige Anlagen aufbaute, oder verwiesen als mehrschichtige Filme des Polyelektrolyts. Solche Technik stellt eine vielseitige Plattform für die Montage von Materialien und von nanostructures von Zinsen an den Zusammenhängen von functionalizing Oberflächen für Gewebetechnikanwendungen zur Verfügung.

Polyelektrolyt multilayers sind auf planaren Substratflächen und polymerischen electrospun Fasern abgegeben worden, um ihre Fähigkeit der Manipulierung der Zellaktivitäten wie starke Verbreitung und Ausbreiten zu erforschen. Die electrospun Fasern, die mit mehrschichtigen Filmen des Polyelektrolyts functionalized sind, können den ELEKTR. STEUERMODUL nachahmen, der ein in hohem Grade hydratisiertes Netz ist, das drei Hauptteile bewirtet: faserartige Elemente (z.B. collagens, Elastin und reticulin), füllende Moleküle des Platzes (z.B. glycosaminoglycans kovalent verbunden mit Proteinen in Form von Proteoglykanen) und klebende Glucoproteide (z.B. fibronectin, vitronectin und laminin).

Professor Leu Zhai und seine Kollegen in dem Nanoscience-Technologiezentrum haben die Anwendbarkeit von Polyelektrolyt multilayers für das Kopieren und die Manipulation von verschiedenen Säugetier- Zellen unter Verwendung des Elastizitätsmoduls von mehrschichtigen Filmen erforscht. Indem wir solches unterschiedliche zelluläre Verhalten auf verschiedenen Oberflächen verwendeten, haben wir stabile zelluläre Muster erzeugt, indem wir mehrschichtige Muster unter Verwendung Lasers entfernend durch Fotomasken erstellten.

Abbildung 1. Mikroskop-Bilder Hippocampal Zelltages 20 der Kultur (linkes Panel) und des neugeborenen Herzmuskelzellentages 100 der Kultur (rechtes Panel). Maßstabsbalken stellt µm 100 dar.

Abbildung 1 zeigt die Muster von Herzzellen auf PAA/PAAm-bare Glasmustern und von hippocampal Zellen auf PAA/PAH-bare Glasmustern. Die Zellmuster sind- bis zu mehr als hundert Tage stabil. Im Vergleich kann das allgemein verwendetste Zellkopieren Material-Poly (Ethylenglycol) (KLAMMER) die Stabilität nur für ein paar Wochen erzielen.9 Polyelektrolyte functionalized Polymer nanofibers sind auch verwendet worden, um das Zellwachstum und die demonstrierte bessere Zellkompatibilität zu fördern, die mit blank Glassubstratflächen verglichen wird (Abbildung 2).

Abbildung 2. (a) ein Rasterelektronenmikroskop (SEM)bild von Polymer nanofibers. (b) die Zellen des Skelettmuskels C2C12 auf Glassubstratfläche. (c) die Zellen des Skelettmuskels C2C12 auf Polymer nanofibers.

Polyelektrolytfilme haben nicht nur einen vielseitigen Anflug angeboten, um gut-kontrollierte Umgebungen für Gewebetechnikanwendungen zu erzeugen, aber auch eine ideale Plattform für Untersuchungszelle/Material und Zelle/Zellinteraktionen von einem Grundlagenforschungsgesichtspunkt zur Verfügung stellen.

Zukünftige Forschung von Polyelektrolytfilmen benötigen Zusammenarbeit mit Materialwissenschaftlern, -biologen und -klinikern, die Filmstabilität und die Antwort der Immunsysteme und der phagozytischen Zellen nachzuforschen.


Bezüge

1. Langer, R u. Vacanti JP, Gewebetechnik. Wissenschaft 260, 920-6; 1993.
2. H.K. Kleinman, D. Philp und M.P. Hoffman, Curr. Opin. Biotechnol., 2003, 14, 526.
3. Li, M.; Mondrinos, M.J.; Gandhi, M.R.; Ko, F.K.; Weiss, A.S.; Lelkes, P. Biomaterials 2005, 26, 5999.
4. Decher, G. „Flockiges Nanoassemblies: In Richtung Zu Überlagertem Polymerischem Multicomposites“ Wissenschaft 1997, 277, 1232.
5. Yang, S.; Rubner, M.F. „Micropatterning von Polymer-Dünnfilmen mit pH-Empfindlichem und Verknüpfbarem Wasserstoff-Geklebtem Polyelektrolyt Multilayers“ J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2100.
6. Sukhishvili, S.A.; Granick, Wasserstoff-Geklebten Sequenziellen Selbstbau S. „Überlagerte, Löschbares Polymer Multilayers, das durch“ Makromoleküle 2002, 35, 301 Gebildet wurde.
7. Jamswurzel, C.; Kakkar, Molekularer Selbstbau A.K. „von Dihydroxy-Abgebrochenen Molekülen über Säure-Basis Hydrolytische Chemie auf Silikon-Oberflächen: Im Schrittmodus Mehrschichtiger Dünnfilm-Bau“ Langmuir 1999, 15, 3807.
8. Li, D.; Jiang, Y.; Li, C.; Wu, Z.; Chen, X.; Li, Y.-„Selbstbau von Polyaniline/von Polyacrylsäure Filmen über Säure-Basis Reaktion Verursachte Absetzungs-“ Polymer 1999, 40, 7065.
9. Dhir, V.; Natarajan, A.; Stanceescu, M.; Chunder, A.; Bhargava, N.; DAS, M.; Zhai, L.; Molnar, P. „Kopieren der Verschiedenen Säugetier- Zelle Tippt Serum Freien Medium mit Photoablation“ Biotechnol ein. Prog. 2009, 25, 594.

Copyright AZoNano.com, Professor Lei Zhai (Universität von Zentralem Florida)

Date Added: Nov 4, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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