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高分子电解质影片 - 生成组织工程应用的控制环境的多才多艺的途径

列伊 Zhai 教授Nanoscience 技术中心化学系中央佛罗里达大学
对应的作者: lzhai@mail.ucf.edu

组织工程、一个涌现的域在人力医疗保健区,联合收获机生物和材料学和设计生成产品以适当的生物化学和生理化学的性能修理或替换部分或全部的组织 (即,骨头、软骨、血管、膀胱等等)。 其中一个1 在组织工程应用的挑战是保留在综合绞刑台的细胞正常体育活动和维护组织特定功能。

因为在组织的细胞遵守对并且与他们的细胞外环境配合通过专门化的细胞细胞和细胞细胞外矩阵 (ECM)联络,2 人为组织的维护的组织特定功能依靠细胞/绞刑台和细胞/细胞交往。3 组织形成活体内增长和成熟性是生活能力,扩散和分布细胞。

细胞外矩阵,也指 ECM,是除执行各种各样的重要功能之外,通常提供结构上的技术支持给动物细胞动物组织的细胞外部分。

细胞是所有已知的生物基本的结构上和功能部件。 它是分类为一个生物有机体的最小的部件和经常叫生活构件。

要改进这些参数中的每一个,增长的工作成绩做开发新的涂层改进特定表面的 biocompatibility。 聚合物的 (LBL)层由层分子级的吸附通过不同的交往现在是创建保形薄膜涂层的一个源远流长的方法用精密地调整的实际,生物化学和化工属性。

此技术介入可能形成分子间的交往材料的连续吸附。 分子间的交往包括相反的静电交往、 4 氢 bondings5,6 和酸基础交往7,8 用于建立 LBL 自被汇编的多层系统或者参考作为高分子电解质多层膜。 这样技术为兴趣材料和 nanostructures 装配提供一个多才多艺的平台在 functionalizing 的表面上环境组织工程应用的。

高分子电解质 multilayers 在平面基体和聚合物 electrospun 纤维存款测试他们的操作细胞活动的功能例如扩散和分布。 electrospun 纤维 functionalized 与高分子电解质多层膜可能仿造是主持三个主要元件的一个高度水合的网络的 ECM : 纤维状要素 (即 collagens、弹力蛋白和 reticulin),空间装载的分子 (即与蛋白质共价地被链接的 glycosaminoglycans 以 proteoglycans 的形式) 和黏着性糖蛋白 (即 fibronectin、 vitronectin 和 laminin)。

使用多层膜的年轻的模数同事教授列伊 Zhai 和他的在 Nanoscience 技术中心测试高分子电解质 multilayers 的适用性不同的哺乳细胞的仿造和处理的。 通过使用这样另外蜂窝电话工作情况在不同的表面,通过创建多层模式生成了稳定的蜂窝电话模式使用激光腐蚀通过照片屏蔽的我们。

图 1. 显微镜图象文化 (左面板) 的 Hippocampal 细胞日 20 和文化 (正确的面板) 的出生心脏病肌细胞日 100。 缩放比例棒表示 100 µm。

图 1 显示心脏病细胞和在 PAA/PAH 仅有的玻璃模式的 hippocampal 细胞的模式在 PAA/PAAm 仅有的玻璃模式的。 细胞模式以上一一百天是稳定的至。 比较起来,最常用细胞仿造材料多 (1,2-亚乙基二醇) (钉) 可能达到仅稳定性两三周。9 高分子电解质 functionalized 聚合物 nanofibers 也用于促进细胞增长和被展示的更好的细胞兼容性与仅有的玻璃基体 (图 2) 比较。

图 2. (a) 聚合物 nanofibers 的 (SEM)扫描电子显微镜图象。 (b) 在玻璃基体的骨骼肌 C2C12 细胞。 (c) 在聚合物 nanofibers 的骨骼肌 C2C12 细胞。

高分子电解质影片提供不仅一个多才多艺的途径生成组织工程应用的控制环境,而且为调查的细胞/材料提供一个理想的平台和细胞/细胞交往从一个根本研究观点。

高分子电解质影片将来的研究要求与材料科学家、生物学家和临床工作者的协作调查影片稳定性和免疫系统和吞噬细胞的细胞的回应。


参考

1. Langer、 R & Vacanti JP,组织工程。 科学 260, 920-6; 1993年.
2. H.K. Kleinman, D. Philp 和 M.P. 霍夫曼, Curr。 Opin。 Biotechnol。, 2003年, 14, 526。
3. 李, M.; Mondrinos, M.J.; Gandhi, M.R.; Ko, F.K.; Weiss, A.S.; Lelkes, P. Biomaterials 2005年, 26, 5999。
4. Decher, G. “模糊的 Nanoassemblies : 往层状聚合物 Multicomposites”科学 1997年, 277, 1232。
5. 杨, S.; Rubner, M.F. “聚合物薄膜 Micropatterning 与酸碱度敏感和跨可连接的氢保税的高分子电解质 Multilayers” J. Am 的。 Chem。 Soc. 2002年, 124, 2100。
6. Sukhishvili, S.A.; Granick, S. “分层了堆积,可拭擦的聚合物氢保税的连续自集合形成的 Multilayers”大分子 2002年, 35, 301。
7. 薯类, C.; Kakkar, A.K. “分子自集合二羟基被终止的分子通过在硅土表面的酸基础水解化学: 逐步多层的薄膜建筑” Langmuir 1999年, 15, 3807。
8. 李, D.; 江, Y.; 李, C.; 吴, Z.; 陈, X.; 李, Y. “Polyaniline/聚丙烯的酸影片自集合通过酸基础回应导致的证言”聚合物 1999年, 40, 7065。
9. Dhir, V.; Natarajan, A.; Stanceescu, M.; Chunder, A.; Bhargava, N.; Das, M.; Zhai, L.; Molnar, P. “不同的哺乳细胞仿造输入血清与 Photoablation” Biotechnol 的自由媒体。 Prog。 2009年, 25, 594。

版权 AZoNano.com, Lei Zhai (中央佛罗里达大学教授)

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

Last Update: 13. June 2013 22:59

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