Films de Polyélectrolyte - Élan Versatile Pour Produire des Environnements Controlés par Bien pour des Applications de Bureau D'études de Tissu

Professeur Lei Zhai, Centre de Technologie de Nanoscience et le Département de Chimie, Université de la Floride Centrale
Auteur Correspondant : lzhai@mail.ucf.edu

Bureau d'études de Tissu, une zone apparaissante dans la zone de la santé humaine, cartels biologie et scientifique et technique de matériaux pour produire des produits avec la performance biochimique et physiochimique adaptée pour réparer ou remonter des parties de ou des tissus entiers (c.-à-d., os, cartilage, vaisseaux sanguins, vessie, Etc.). Un1 des défis dans des applications de bureau d'études de tissu est de préserver des activités matérielles normales de cellules sur les échafaudages synthétiques et de mettre à jour le fonctionnement tissu-particulier.

Puisque les cellules en tissus adhèrent à et agissent l'un sur l'autre avec leur milieu extracellulaire par l'intermédiaire de la cellule-cellule spécialisée et des contacts cellule-extracellulaires (ECM) de modification, 2 le fonctionnement tissu-particulier de mise à jour des tissus artificiels dépend de la cellule/de échafaudage et la cellule/interactions cellulaires.3 in vivo l'accroissement de la formation de tissu et la maturation sont la viabilité, la prolifération, et la propagation des cellules.

La Matrice Extracellulaire, également désignée sous le nom de la CONTRE-MESURE ÉLECTRONIQUE, est la partie extracellulaire du tissu animal qui fournit habituellement le support structurel aux cellules animales en plus de remplir de divers autres rôles importants.

La Cellule est l'ensemble structurel et fonctionnel de base de tous les organismes vivants connus. C'est le plus petit ensemble d'un organisme qui est classifié comme chose vivante, et est souvent appelé le synthon de durée de vie.

Pour améliorer chacun de ces paramètres, des efforts croissants ont été effectués pour développer les couches neuves pour améliorer le biocompatibility d'une surface donnée. L'adsorption (LBL) de niveau moléculaire de couche-par-couche des polymères par différentes interactions est maintenant une méthodologie bien établie pour produire les couches conformées de film mince avec les propriétés matérielles, biochimiques, et chimiques avec précision ajustées.

Cette technique concerne l'adsorption séquentielle des matériaux qui peuvent former des interactions intermoléculaires. Des interactions Intermoléculaires comprenant des interactions électrostatiques, des bondings 4 d'hydrogène et5,6 des interactions opposés d'acidobasique7,8 ont été utilisées en établissant les systèmes multicouche auto-assemblés par LBL, ou se sont référées comme films multicouche de polyélectrolyte. Une Telle technique fournit une plate-forme versatile pour l'assemblage des matériaux et des nanostructures de l'intérêt pour les contextes des surfaces functionalizing pour des applications de bureau d'études de tissu.

Des multilayers de Polyélectrolyte ont été déposés sur les substrats planaires et les fibres polymères d'electrospun pour explorer leur capacité de manipuler les activités de cellules telles que la prolifération et la propagation. Les fibres d'electrospun functionalized avec les films multicouche de polyélectrolyte peuvent imiter la CONTRE-MESURE ÉLECTRONIQUE qui est un réseau hautement hydraté accueillant trois composants importants : éléments fibreux (par exemple collagènes, élastine et reticulin), molécules remplissantes de l'espace (par exemple glycosaminoglycanes en covalence liés aux protéines sous forme de protéoglycanes) et glycoprotéines adhésives (par exemple fibronectine, vitronectin et laminin).

Professeur Lei Zhai et ses collègues au Centre de Technologie de Nanoscience ont exploré les possibilités d'application des multilayers de polyélectrolyte pour la structuration et la manipulation de différentes cellules mammifères utilisant le module De Young des films multicouche. En employant un tel comportement cellulaire différent sur différentes surfaces, nous avons produit des configurations cellulaires stables en produisant les configurations multicouche utilisant le laser enlevant par des masques de photo.

Le Schéma 1. Images de Microscope du jour Hippocampal 20 de cellules de la culture (Commission gauche) et du jour cardiaque néonatal 100 de myocytes de la culture (Commission droite). La barre d'Échelle dépeint le µm 100.

Le Schéma 1 affiche les configurations des cellules cardiaques sur les configurations en verre de PAA/PAAm-bare et des cellules hippocampal sur des configurations en verre de PAA/PAH-bare. Les configurations de cellules sont stables jusqu'à plus que cents jours. En comparaison, la structuration la plus utilisée généralement de cellules matériau-poly (éthylèneglycol) (ANCRAGE) peut réaliser la stabilité seulement pendant quelques semaines.9 Des nanofibers de polymère functionalized par Polyélectrolytes ont été également employés pour introduire la croissance des cellules, et la meilleure compatibilité expliquée de cellules comparée pour découvrir les substrats en verre (le Schéma 2).

Le Schéma 2. (a) une image de microscope électronique (SEM) de lecture des nanofibers de polymère. (b) les cellules du muscle squelettique C2C12 sur le substrat en verre. (c) les cellules du muscle squelettique C2C12 sur des nanofibers de polymère.

Les films de Polyélectrolyte ont offert non seulement un élan versatile pour produire des environnements controlés par bien pour des applications de bureau d'études de tissu, mais fournissent également une plate-forme idéale pour la cellule/matériau vérifiants et la cellule/interactions cellulaires d'un point de vue de recherche fondamentale.

La Future recherche des films de polyélectrolyte exigent de la collaboration avec les scientifiques, le biologiste, et les directeurs de stage de matériaux de vérifier la stabilité de films, et la réaction des systèmes immunitaires et des cellules phagocytaires.


Références

1. JP de Langer, de R et de Vacanti, bureau d'études de Tissu. La Science 260, 920-6 ; 1993.
2. H.K. Kleinman, D. Philp et 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. « Nanoassemblies Brouillé : Science 1997 Vers Multicomposites Polymère Posé la », 277, 1232.
5. Yang, S. ; Rubner, M.F. « Micropatterning des Films Minces de Polymère avec le Polyélectrolyte Hydrogène-Métallisé pH-Sensible et Réticulable Multilayers » J. Am. Chim. Soc. 2002, 124, 2100.
6. Sukhishvili, SA ; Granick, S. « A Posé, Polymère Effaçable Multilayers Constitué par » les Macromolécules En kit Séquentielles Hydrogène-Métallisées 2002, 35, 301.
7. Igname, C. ; Kakkar, En kit Moléculaire d'A.K. « des Molécules Dihydroxy-Mises fin par l'intermédiaire de la Chimie Hydrolytique d'Acidobasique sur des Surfaces de Silice : Construction Multicouche Pas à pas » Langmuir 1999, 15, 3807 de Film Mince.
8. Li, D. ; Jiang, Y. ; Li, C. ; Wu, Z. ; Chen, X. ; Li, Polymère 1999, 40, 7065 par l'intermédiaire d'Acidobasique de Y. « En kit de Polyaniline/de Films Acides polyacryliques de Réaction de Dépôt Induit ».
9. Dhir, V. ; Natarajan, A. ; Stanceescu, M. ; Chunder, A. ; Bhargava, N. ; Système D'appoint À La Décision, M. ; Zhai, L. ; Molnar, P. « Structuration de Diverse Cellule Mammifère Saisit le Support Sans sérum avec Photoablation » Biotechnol. Prog. 2009, 25, 594.

Droit d'auteur AZoNano.com, Professeur Lei Zhai (Université de la Floride Centrale)

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

Last Update: 13. June 2013 23:10

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit