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Pellicole del Polielettrolito - Approccio Versatile Per Generare agli gli Ambienti Controllati Ben per le Applicazioni di Assistenza Tecnica del Tessuto

Il Professor Lei Zhai, Centro di Tecnologia di Nanoscience ed il Dipartimento di Chimica, Università di Florida Centrale
Autore Corrispondente: lzhai@mail.ucf.edu

Assistenza tecnica del Tessuto, un campo di emergenza nell'area della sanità umana, associazioni biologia e scienza dei materiali e costruire per generare i prodotti con la prestazione biochimica e fisiochimica adatta per riparare o sostituire le parti di o gli interi tessuti (cioè, osso, cartilagine, vasi sanguigni, vescica, Ecc.). Una1 delle sfide nelle applicazioni di assistenza tecnica del tessuto è di conservare le attività fisiche normali delle cellule sulle impalcature sintetiche e di mantenere la funzione tessuto-specifica.

Poiché le celle in tessuti aderiscono a ed interagiscono con il loro ambiente extracellulare via la cella-cella specializzata ed i contatti cella-extracellulari (ECM) della matrice, 2 la funzione tessuto-specifica di mantenimento dei tessuti artificiali dipende dalla cella/impalcatura e la cella/le interazioni delle cellule.3 in vivo la crescita di formazione del tessuto e la maturazione sono l'attuabilità, la proliferazione e la diffusione delle celle.

La Matrice Extracellulare, anche citata come ECM, è la parte extracellulare del tessuto animale che fornisce solitamente il supporto strutturale alle celle animali oltre ad eseguire le varie funzioni importanti.

La Cella è l'unità strutturale e funzionale di base di tutti gli organismi viventi conosciuti. È la più piccola unità di un organismo che è classificato come cosa vivente e spesso è chiamato la particella elementare di vita.

Per migliorare ciascuno di questi parametri, gli sforzi aumentanti sono stati fatti per sviluppare i nuovi rivestimenti per migliorare la biocompatibilità di una superficie data. Dell'l'adsorbimento (LBL) livello molecolare del livello-da-livello dei polimeri con le interazioni differenti ora è una metodologia affermata per la creazione delle emulsioni sottili conformi con i beni fisici, biochimici e chimici precisamente sintonizzati.

Questa tecnica comprende l'adsorbimento sequenziale dei materiali che possono formare le interazioni intermolecolari. Le interazioni Intermolecolari compreso le interazioni elettrostatiche opposte, 4 i bondings dell'idrogeno5,6 e le interazioni acido-base7,8 sono state sistemi multistrato auto-montati LBL in costruzione utilizzati, o hanno fatte riferimento come pellicole a più strati del polielettrolito. Tale tecnica fornisce una piattaforma versatile per il montaggio dei materiali e dei nanostructures di interesse nei contesti delle superfici functionalizing per le applicazioni di assistenza tecnica del tessuto.

I multilayers del Polielettrolito sono stati depositati sui substrati planari e sulle fibre polimeriche del electrospun per esplorare la loro capacità di manipolazione delle attività delle cellule come proliferazione e diffusione. Le fibre del electrospun functionalized con le pellicole a più strati del polielettrolito possono imitare il ECM che è una rete altamente idratata che ospita tre componenti importanti: elementi fibrosi (per esempio collagens, elastina e reticulin), molecole di riempimento dello spazio (per esempio glycosaminoglycans in covalenza collegati alle proteine sotto forma di proteoglicani) e glicoproteine adesive (per esempio fibronectin, vitronectin e laminin).

Il Professor Lei Zhai ed i suoi colleghi al Centro di Tecnologia di Nanoscience ha esplorato l'applicabilità dei multilayers del polielettrolito per il modello e la manipolazione delle cellule di mammiferi differenti facendo uso del modulo Di Young delle pellicole a più strati. Utilizzando tale comportamento cellulare differente sulle superfici differenti, abbiamo generato i reticoli cellulari stabili creando i reticoli a più strati facendo uso del laser che rimuoviamo attraverso le maschere della foto.

Figura 1. Immagini del Microscopio del giorno Hippocampal 20 delle cellule della cultura (comitato sinistro) e del giorno cardiaco neonatale 100 dei miociti della cultura (comitato giusto). La barra del Disgaggio descrive il µm 100.

Figura 1 mostra i reticoli delle celle cardiache sui reticoli di vetro di PAA/PAAm-bare e delle celle hippocampal sui reticoli di vetro di PAA/PAH-bare. I reticoli delle cellule sono stabili fino a più degli cento giorni. In confronto, il modello più comunemente usato delle cellule materiale-poli (glicole etilenico) (PARITÀ) può raggiungere la stabilità soltanto per una coppia di settimane.9 I nanofibers del polimero functionalized Polielettroliti egualmente sono stati usati per promuovere la crescita delle cellule e la migliore compatibilità dimostrata delle cellule confrontata ai substrati di vetro nudi (Figura 2).

Figura 2. (A) un'immagine del microscopio elettronico a scansione (SEM) dei nanofibers del polimero. (B) le celle del muscolo scheletrico C2C12 sul substrato di vetro. (C) le celle del muscolo scheletrico C2C12 sui nanofibers del polimero.

Le pellicole del Polielettrolito hanno offerto non solo un approccio versatile per generare agli gli ambienti controllati ben per le applicazioni di assistenza tecnica del tessuto, ma egualmente forniscono una piattaforma ideale per la cella/il materiale studianti e la cella/le interazioni delle cellule da un punto di vista fondamentale della ricerca.

La ricerca Futura delle pellicole del polielettrolito richiede la collaborazione con gli scienziati, il biologo ed i clinici dei materiali di studiare la stabilità delle pellicole e la risposta dei sistemi immunitari e delle celle fagocitiche.


Riferimenti

1. Langer, R & Vacanti JP, assistenza tecnica del Tessuto. Scienza 260, 920-6; 1993.
2. H.K. Kleinman, D. Philp e 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 Sfocato: Verso Scienza 1997 di Multicomposites Polimerico Stratificato„, 277, 1232.
5. Yang, S.; Rubner, M.F. “Micropatterning delle Pellicole Sottili del Polimero con il Polielettrolito Idrogeno-Tenuto da adesivo pH Sensibile e Reticolato Multilayers„ J. Am. Soc 2002, 124, 2100 di Chim.
6. Sukhishvili, S.A.; Granick, Macromolecole dall'Auto-Assembly Sequenziale Idrogeno-Tenuto da adesivo dello S. “Ha Messo A Strati, Polimero Cancellabile Multilayers Costituito„ 2002, 35, 301.
7. Igname, C.; Kakkar, Auto-Assembly Molecolare del A.K. “delle Molecole Diidrossi--Terminate via Chimica Idrolitica Acido-base sulle Superfici della Silice: Costruzione A Più Strati Graduale„ Langmuir 1999, 15, 3807 della Pellicola Sottile.
8. Li, D.; Jiang, Y.; Li, C.; Wu, Z.; Chen, X.; Li, Polimero 1999, 40, 7065 di Deposito Indotto Reazione Acido-base del Y. “Auto-Assembly di Polyaniline/Pellicole Acide poliacriliche via„.
9. Dhir, V.; Natarajan, A.; Stanceescu, M.; Chunder, A.; Bhargava, N.; Das, M.; Zhai, L.; Molnar, P. “Modello della Cellula Di Mammiferi Diversa Digita dentro a Siero il Media Libero con Photoablation„ Biotechnol. Prog. 2009, 25, 594.

Copyright AZoNano.com, il Professor Lei Zhai (Università di Florida Centrale)

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

Last Update: 13. June 2013 23:17

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