Filmes do Polyelectrolyte - Aproximação Versátil Para Gerar Ambientes Bem-Controlados para Aplicações da Engenharia do Tecido

Professor Leus Zhai, Centro de Tecnologia de Nanoscience e o Departamento de Química, Universidade de Florida Central
Autor Correspondente: lzhai@mail.ucf.edu

Engenharia do Tecido, um campo emergente na área de cuidados médicos humanos, ligas biologia e ciência de materiais e planejamento para gerar produtos com desempenho bioquímico e physiochemical apropriado para reparar ou substituir parcelas de ou os tecidos inteiros (isto é, osso, cartilagem, vasos sanguíneos, bexiga, Etc.). Um1 dos desafios em aplicações da engenharia do tecido é preservar actividades físicas normais das pilhas em andaimes sintéticos e manter a função tecido-específica.

Desde Que as pilhas nos tecidos aderem a e interagem com seu ambiente extracelular através da pilha-pilha especializada e dos contactos pilha-extracelulares (ECM) da matriz, 2 a função tecido-específica de manutenção de tecidos artificiais depende da pilha/andaime e a pilha/interacções da pilha.3 in vivo o crescimento da formação do tecido e a maturação são a viabilidade, a proliferação, e o espalhamento das pilhas.

A Matriz Extracelular, igualmente referida como o ECM, é a parte extracelular do tecido animal que fornece geralmente o apoio estrutural às pilhas animais além do que a execução de várias funções importantes.

A Pilha é a unidade estrutural e funcional básica de todos os organismos vivos conhecidos. É a unidade a menor de um organismo que seja classificado como uma coisa viva, e é chamado frequentemente o bloco de apartamentos de vida.

Para melhorar cada um destes parâmetros, os esforços crescentes foram feitos para desenvolver revestimentos novos para melhorar o biocompatibility de uma superfície dada. A adsorção (LBL) do molecular-nível da camada-por-camada dos polímeros com as interacções diferentes é agora uma metodologia bem conhecida para criar revestimentos constituídos do filme fino com as propriedades físicas, bioquímicas, e químicas precisamente ajustadas.

Esta técnica envolve a adsorção seqüencial dos materiais que podem formar interacções intermolecular. As interacções Intermolecular que incluem oposto às interacções, aos bondings 4 do hidrogênio e5,6 às interacções electrostáticos da ácido-base7,8 foram usadas em construir sistemas multilayer auto-montados LBL, ou consultaram como filmes multilayer do polyelectrolyte. Tal técnica fornece uma plataforma versátil para o conjunto dos materiais e dos nanostructures do interesse nos contextos de superfícies functionalizing para aplicações da engenharia do tecido.

Os multilayers do Polyelectrolyte foram depositados em carcaças planares e em fibras poliméricos do electrospun para explorar sua capacidade de manipular as actividades da pilha tais como a proliferação e o espalhamento. As fibras do electrospun functionalized com os filmes multilayer do polyelectrolyte podem imitar o ECM que é uma rede altamente hidratada que hospeda três componentes principais: elementos fibrosos (por exemplo collagens, elastin e reticulin), moléculas de enchimento do espaço (por exemplo glycosaminoglycans ligados covalently às proteínas sob a forma dos proteoglycans) e glicoproteína adesivas (por exemplo fibronectin, vitronectin e laminin).

O Professor Leus Zhai e seus colegas no Centro de Tecnologia de Nanoscience explorou a aplicabilidade de multilayers do polyelectrolyte para a modelação e a manipulação de pilhas mamíferas diferentes usando o módulo Young de filmes multilayer. Utilizando tal comportamento celular diferente em superfícies diferentes, nós geramos testes padrões celulares estáveis criando testes padrões multilayer usando o laser que retiramos através das máscaras da foto.

Figura 1. Imagens do Microscópio do dia Hippocampal 20 das pilhas da cultura (painel esquerdo) e do dia cardíaco neonatal 100 dos myocytes da cultura (painel direito). A barra da Escala descreve o µm 100.

Figura 1 mostra os testes padrões de pilhas cardíacas nos testes padrões de vidro de PAA/PAAm-bare e de pilhas hippocampal em testes padrões do vidro de PAA/PAH-bare. Os testes padrões da pilha são estáveis até mais do que cem dias. Em comparação, a modelação a mais de uso geral da pilha material-poli (glicol de etileno) (PEG) pode conseguir a estabilidade somente por um par semanas.9 Os nanofibers functionalized Polyelectrolytes do polímero foram usados igualmente para promover o crescimento da pilha, e a melhor compatibilidade demonstrada da pilha comparada às carcaças de vidro desencapadas (Figura 2).

Figura 2. (a) uma imagem do microscópio de elétron (SEM) da exploração de nanofibers do polímero. (b) as pilhas do músculo esqueletal C2C12 na carcaça de vidro. (c) as pilhas do músculo esqueletal C2C12 em nanofibers do polímero.

Os filmes do Polyelectrolyte ofereceram não somente uma aproximação versátil gerar ambientes bem-controlados para aplicações da engenharia do tecido, mas igualmente fornecem uma plataforma ideal para a pilha/material de investigação e a pilha/interacções da pilha de um ponto de vista fundamental da pesquisa.

A pesquisa Futura de filmes do polyelectrolyte exige a colaboração com cientistas, biólogo, e clínicos dos materiais investigar a estabilidade dos filmes, e a resposta dos sistemas imunitários e das pilhas phagocytic.


Referências

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Copyright AZoNano.com, Professor Leu Zhai (Universidade de Florida Central)

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

Last Update: 13. June 2013 23:36

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