Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Nieuwe 3D-testmethode voor Biomaterialen Maakt Rapid Assessment van Biocompatibiliteit

Published on April 30, 2008 at 12:03 PM

Een nieuwe, drie-dimensionale (3-D) screeningsmethode voor het analyseren van interacties tussen cellen en nieuwe biomaterialen kunnen snijden eerste zoektijden met meer dan de helft, onderzoekers van het National Institute of Standards and Technology (NIST) en de Rutgers University melden in het nieuwe kwestie van Advanced Materials. De techniek, een vooruitgang ten opzichte van platte, twee-dimensionale screeningsmethoden, maakt een snelle beoordeling van de biocompatibiliteit en andere eigenschappen van materialen, ontworpen voor de reparatie-of zelfs herbouw beschadigde weefsels en organen.

Confocale microscoop foto's laten zien hoe de groei en aanhechting van botcellen verschillen over een subset van de 3-D steigers gemaakt met het systematisch variëren van mengsels van ingrediënten. Rood geeft aan actine filamenten, een cytoskelet eiwit en geel geeft een celkern

In wat misschien een eerste, het team laten zien hoe de cel-materiaal interacties scherm in een biologisch vertegenwoordiger, maar systematisch veranderd, 3-D omgeving. De belangrijke stap in het experiment was de medewerkers het succes in het maken van de zogenaamde bibliotheken van miniatuur-poreuze steigers dat bot-achtige zijn in structuur, maar variëren stapsgewijs in chemische samenstelling. Weten hoe veranderingen in het schavot ingrediënten cel responsen te beïnvloeden, kunnen onderzoekers strategieën op voor het ontwikkelen van biomaterialen geoptimaliseerd voor bepaalde therapieën en behandelingen.

Tot nu toe, pogingen om screening van kandidaat-biomaterialen te versnellen gebruik hebben gemaakt van platte films en oppervlakken. (Zie bijvoorbeeld, "Designer Verlopen Speed ​​Surface Science Experiments," Tech Beat 08 juni 2006. Http://www.nist.gov/public_affairs/techbeat/tb2006_0608.htm # ontwerper) Samen met de andere tekortkomingen, deze twee- dimensionale substraten zijn niet in overeenstemming met cellen 'normale 3-D omgeving in het lichaam, noch met de meest voorkomende beoogde gebruik van biomaterialen: het creëren van steigers om de groei van cellen aan te moedigen in functionele 3-D weefsels en organen.

"Cellen zijn zeer gevoelig voor de textuur, vormen en andere drie-dimensionale kenmerken van hun lokale omgeving in het lichaam", legt NIST biomateriaal wetenschapper Carl Simon. "Het grote verschil in structuur tussen de 2-D films en 3-D steigers moeten worden overwogen bij het screenen van nieuwe materialen."

Op een reeks van platen, die elk ongeveer de grootte van een dollar bill en getooid met 96 steigers van de grootte van potlood gummen, voerden de onderzoekers het equivalent van 672 individuele tests. In totaal zijn de tests leverden gegevens voor acht verschillende, maar verwante onderzoeken, elk met behulp van bibliotheken van 36 stapsgewijs verschillende steigers en 12 controles. Op elk bord zijn proeven gelijktijdig uitgevoerd.

De zes cel-cultuur onderzoeken en twee studies van de steiger constructie werden voltooid in zes dagen, in vergelijking met 24 dagen voor de traditionele methode voor het bereiden en het testen van elk monster apart.

In de celkweek experimenten, het team onderzocht hoe variaties in de chemische samenstelling van de kleine steigers het vermogen van de bot-opbouw van cellen genaamd osteoblasten zich te vermenigvuldigen en zich te houden aan steigers beïnvloed. De steiger bibliotheken werden gemaakt door het mengen van verschillende verhoudingen van twee verschillende compounds voorbereid aan de Rutgers op basis van het aminozuur tyrosine, dat is een onderdeel van de eiwitten in het haar, de huid en andere delen van het lichaam.

Het project leverde een unieke dataset, waar twee materialen zijn getest naast elkaar in zowel 2-D en 3-D. In dit geval, de resultaten met 2-D films werden voorspellende waarde voor de waargenomen trends met 3-D steigers. Verdere werkzaamheden zijn nodig om te bepalen of dit opgaat voor de andere cel-materiaal-systemen.

Last Update: 4. October 2011 02:05

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit