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Articles by Brian D. Lawrence in JoVE
JoVE Bioengineering
用絹フィルム培養システム in vitroで分析とマテリアルデザイン
1Margaret M. Dyson Vision Research Institute, Weill Cornell Medical College, 2Department of Biomedical Engineering, Tufts University
シルクフィルムは、生物医学アプリケーションの配列のために容易にカスタマイズ可能な生体材料の新しいクラスです。提示絹フィルム培養システムは、様々な高度に適応可能です
Other articles by Brian D. Lawrence on PubMed
光デバイスのための生理活性シルクプロテイン生体材料システム。
絹を用いた生体材料システムは、以前、各種医学的医療材料のニーズ検討されています。シルクのユニークな年会機能構造、形態のこのユニークな家族の繊維状タンパク質で高を生成するオプションを合わせて提供します。これらの機能を悪用するには、新規表面ナノパターン タンパク質材料に絹フィブロインのオール水性処理を最適化しています。オプティカル ドライブを最適化するには、この制御の制御を悪用しているこれらの機能は絹蛋白質システム。私たちは 125 までの表面形態の制御を示す nm に大長さスケールで忠実に再現。この表面のナノパターニング回折光学回折格子パターン発生器などに形成されるシルクプロテインでき小説水溶液に光学的処理によるレンズ材料 β シートの結晶性の制御を介してクリアします。さらに、絹の回折格子を形成する過程でヘモグロビンと酵素ペルオキシダーゼなどの生体成分を組み込みます。これら生理活性成分と組み合わせて水に絹蛋白質のアンビエント処理アクティビティを保持して追加機能と光学活性な絹フィルムに選択性を提供するこれらの噴流床分子ことができます。こうして、生化学的・光学的読み出しの組み合わせ可能である、1 つの使い捨て/すべて分解性要素でスペクトルの弁別と生物学的機能を提供します。これら新しい表面ナノパターン生理活性絹タンパク質材料システムは特にこれらの蛋白質、彼らの生体適合性、および制御可能な生分解の顕著な機械的性質とコンサートで考慮するとき潜在的バイオ センサーのニーズの範囲のために便利な機能のユニークな組み合わせを提供します。
リバーシブルの分泌のグリコサミノグリカンとプロテオグリカンによる周期的弁膜症細胞の 3次元培養を伸ばした。
僧帽弁の弁尖と腱索異なる量とグリコサミノグリカン (Gag) の割合が含まれていることが示されて、in vivo で正常にまたは患部繰返し対応するプロテオグリカン (Pg) パターンを痛めない。ギャグ/PG 合成弁膜症間質細胞 (VICs) によって弁尖と腱から個別に分離した繰返しの効果を理解するには、ブタの VICs されたコラーゲン ・ ゲル内のシードし交互伸ばしてまたは 24 h 期間 1 週間のためのカスタム設計されたティッシュ工学バイオリアクターでリラックスします。繰り返し伸長によるアップレギュレーションと培養液に分泌される個々 のギャグ クラス合計ギャグを発見しました。リーフレット細胞は弦の細胞と比較してストレッチに遅延応答を示したが、彼らは培養期間中に分泌される様々 なギャグ クラスの縦横比を変更します。バイグリカンおよびデコリン PGs はストレッチを少し敏感でした。機械的ストレッチとリラクゼーションの条件は可逆的に小説の 3 D モデルの弁組織で GAG や PG の生産を規制を示した。これはギャグ/PG 合成弁細胞によって変調する周期的歪みを使用して最初の研究と我々 の結果が他の組織と同様に、僧帽弁の改造のための含意があるかもしれない。
グリコサミノグリカンとプロテオグリカン合成心臓弁細胞による機械的ひずみの効果。
心臓弁は、細胞外マトリックス機械系統の申請により改造と推定されています。本研究では, その効果を調べた粘液腫様変性中に改竄されている弁膜症間質細胞の合成におけるグリコサミノグリカン (Gag) とプロテオグリカン (Pg) の繰返し引張ひずみの。間質細胞を個別に三次元のコラーゲン ・ ゲル内種し、僧帽弁の弁尖と脊索動物から分離されました。ゲルは、2%、5% または 48 h、カスタムのビルドを使用して 10 %1.16 hz の繰返し系統が受けるされたセル シード コラーゲン ストレッチ装置。周期的歪みのアプリケーションは、マグニチュード依存的に尖とコーダル細胞のコラーゲン ・ ゲル内を保持合計ギャグ削減。増加のひずみの大きさと、ただし、リーフレットの細胞と高架コーダル cells 媒体に合計ギャグの分泌を減少しました。保持 4 硫酸化ギャグの両方の種類の細胞の増加のひずみ量増加した;弦のサンプルについては、6 硫酸化ギャグの保持より高いひずみの大きさで減少しました。静的に拘束ありまたは拘束なしの状態とを比べて、繰返しひずみのアプリケーションは、両方の細胞の種類によって 6 硫酸化ギャグの分泌と高架分泌 4 硫酸化ギャグ リーフレット セルのみでの削減。リテンションの PG バイグリカンおよび PG デコリンの分泌は 2% ひずみに比較して 10% ひずみで有意に減少しました。また、ひずみ依存型リテンションとギャグと PGS の分泌リーフレットおよびコーダル グループ内での相違が数多くいた。GAG や PG 合成 VICs による繰返し延伸条件によって調節されていることが示唆されました。
シルクフィルムの材料特性上の水和の効果
絹フィブロインフィルムの特性に及ぼす水和の効果は、水アニールし、MeOHで処理した試料について検討した。水アニール試料は一定しながら水分補給は、メタノール浸フィルムに60％の厚さを増加しました。水アニーリングは40％を失っている間メタノール浸フィルムは、水に起因する80％の質量損失を示した。 O（2）透過率は10 Dkの値（-10）（ML O（2）×センチ）×（CM（-1）XS（-1）×mmHgで（-1））とメタノール浸映画の中で高かった水アニール膜のものは、この値の唯一の5分の1に達した。すべてのフィルムは、ヤング率の減少を示し、生理食塩水に沈めたときに2桁の塑性変形を増加させた。 FT-IRは水アニールにより薄膜でそのβシート含量を示したメタノール浸膜は変化がなかった一方で、増加する水の蒸気圧に伴って増加した。
