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高分子電解質影片 - 生成組織工程應用的控制環境的多才多藝的途徑

列伊 Zhai 教授Nanoscience 技術中心化學系中央佛羅里達大學
對應的作者: lzhai@mail.ucf.edu

組織工程、一個湧現的域在人力醫療保健區,聯合收穫機生物和材料學和設計生成產品以適當的生物化學和生理化學的性能修理或替換部分或全部的組織 (即,骨頭、軟骨、血管、膀胱等等)。 其中一個1 在組織工程應用的挑戰是保留在綜合絞刑臺的細胞正常體育活動和維護組織特定功能。

因為在組織的細胞遵守對并且與他們的細胞外環境配合通過專門化的細胞細胞和細胞細胞外矩陣 (ECM)聯絡,2 人為組織的維護的組織特定功能依靠細胞/絞刑臺和細胞/細胞交往。3 組織形成活體內增長和成熟性是生活能力,擴散和分佈細胞。

細胞外矩陣,也指 ECM,是除執行各種各樣的重要功能之外,通常提供結構上的技術支持給動物細胞動物組織的細胞外部分。

細胞是所有已知的生物基本的結構上和功能部件。 它是分類為一個生物有機體的最小的部件和經常叫生活構件。

要改進這些參數中的每一個,增長的工作成績做開發新的塗層改進特定表面的 biocompatibility。 聚合物的 (LBL)層由層分子級的吸附通過不同的交往現在是創建保形薄膜塗層的一個源遠流長的方法用精密地調整的實際,生物化學和化工屬性。

此技術介入可能形成分子間的交往材料的連續吸附。 分子間的交往包括相反的靜電交往、 4 氫 bondings5,6 和酸基礎交往7,8 用於建立 LBL 自被彙編的多層系統或者參考作為高分子電解質多層膜。 這樣技術為興趣材料和 nanostructures 裝配提供一個多才多藝的平臺在 functionalizing 的表面上環境組織工程應用的。

高分子電解質 multilayers 在平面基體和聚合物 electrospun 纖維存款測試他們的操作細胞活動的功能例如擴散和分佈。 electrospun 纖維 functionalized 與高分子電解質多層膜可能仿造是主持三個主要元件的一個高度水合的網絡的 ECM : 纖維狀要素 (即 collagens、彈力蛋白和 reticulin),空間裝載的分子 (即與蛋白質共價地被鏈接的 glycosaminoglycans 以 proteoglycans 的形式) 和黏著性糖蛋白 (即 fibronectin、 vitronectin 和 laminin)。

使用多層膜的年輕的模數同事教授列伊 Zhai 和他的在 Nanoscience 技術中心測試高分子電解質 multilayers 的適用性不同的哺乳細胞的仿造和處理的。 通過使用這樣另外蜂窩電話工作情況在不同的表面,通過創建多層模式生成了穩定的蜂窩電話模式使用激光腐蝕通過照片屏蔽的我們。

圖 1. 顯微鏡圖像文化 (左面板) 的 Hippocampal 細胞日 20 和文化 (正確的面板) 的出生心臟病肌細胞日 100。 縮放比例棒表示 100 µm。

圖 1 顯示心臟病細胞和在 PAA/PAH 僅有的玻璃模式的 hippocampal 細胞的模式在 PAA/PAAm 僅有的玻璃模式的。 細胞模式以上一一百天是穩定的至。 比較起來,最常用細胞仿造材料多 (1,2-亞乙基二醇) (釘) 可能達到仅穩定性兩三周。9 高分子電解質 functionalized 聚合物 nanofibers 也用於促進細胞增長和被展示的更好的細胞兼容性與僅有的玻璃基體 (圖 2) 比較。

圖 2. (a) 聚合物 nanofibers 的 (SEM)掃描電子顯微鏡圖像。 (b) 在玻璃基體的骨骼肌 C2C12 細胞。 (c) 在聚合物 nanofibers 的骨骼肌 C2C12 細胞。

高分子電解質影片提供不僅一個多才多藝的途徑生成組織工程應用的控制環境,而且為調查的細胞/材料提供一個理想的平臺和細胞/細胞交往從一個根本研究觀點。

高分子電解質影片將來的研究要求與材料科學家、生物學家和臨床工作者的協作調查影片穩定性和免疫系統和吞噬細胞的細胞的回應。


參考

1. Langer、 R & Vacanti JP,組織工程。 科學 260, 920-6; 1993年.
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9. Dhir, V.; Natarajan, A.; Stanceescu, M.; Chunder, A.; Bhargava, N.; Das, M.; Zhai, L.; Molnar, P. 「不同的哺乳細胞仿造輸入血清與 Photoablation」 Biotechnol 的自由媒體。 Prog。 2009年, 25, 594。

版權 AZoNano.com, Lei Zhai (中央佛羅里達大學教授)

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

Last Update: 13. June 2013 23:02

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