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Articles by Brian D. Lawrence in JoVE
JoVE Bioengineering
Cine Cultura de la Seda del sistema para In vitro Análisis y Diseño de Biomateriales
1Margaret M. Dyson Vision Research Institute, Weill Cornell Medical College, 2Department of Biomedical Engineering, Tufts University
Películas de seda son una nueva clase de biomateriales fácilmente personalizables para una amplia gama de aplicaciones biomédicas. La película presentó seda sistema de cultivo es altamente adaptable a una variedad de
Other articles by Brian D. Lawrence on PubMed
Sistemas De Biomaterial De Proteínas De Seda Bioactivos Para Dispositivos ópticos
Sistemas de biomaterial basadas en seda han sido explorados anteriormente para una variedad de necesidades de materiales médicos y no médicos. Las características biofísicas únicas de sedas proporcionan opciones para generar altamente a la medida de las estructuras y morfologías con esta singular familia de proteínas fibrosas. Para explotar estas características, nos hemos optimizado la transformación todo acuosa de fibroína de la seda en materiales de la proteína de novela nanopatterned superficial. Nos hemos explotado a control de este nanomorphology para optimizar la óptica características de estos sistemas de proteínas de la seda. Demostramos control de morfología superficial hasta 125 nm, con fidelidad a escalas de gran longitud. Esta superficie nanopatterning permite que la proteína de seda que se formará en óptica difractiva como rejillas de difracción, generadores de patrón, y lentes debido a procesamiento acuosa novela en ópticamente claro materiales mediante control de cristalinidad de hoja beta. Además, se incorporan componentes biológicos, como la hemoglobina y la enzima peroxidasa, durante el proceso de formación de las rejillas de difracción de seda. La transformación ambiental de la proteína de seda en el agua, en combinación con estos componentes bioactivos, permite estas moléculas ocluidas retener actividad y ofrecer funciones añadidas y selectividad a las películas de seda ópticamente activas. Así, combinaciones de lectura óptica y bioquímico es factibles y ofrece en un solo elemento todo desechables degradable con discriminación espectral y función biológica. Estos nuevos nanopatterned superficial, sistemas materiales proteica seda bioactivos ofrecen una combinación única de características potencialmente útiles para una gama de necesidades de biosensor, particularmente cuando se considera en concierto con las notables propiedades mecánicas de estas proteínas, su biocompatibilidad y biodegradación controlable.
Secreción Reversible De Glicosaminoglicanos Y Proteoglicanos Por Estirado Cíclicamente Valvulares Células En Cultivo 3D
Las valvas de la válvula mitral y las cuerdas se ha demostrado que contienen diferentes cantidades y proporciones de los glicosaminoglicanos (GAGs) y proteoglicanos (PGs) correspondiente a la normalidad en vivo o enfermas cíclica esfuerzo patrones. Para entender el efecto de cepas cíclicas en la síntesis GAG/PG por células intersticiales valvulares (VICs) aisladas de las cuerdas y el prospecto de la válvula por separado, VICs porcinos fueron sembrados en geles de colágeno y alternativamente estirados o relajados durante períodos de 24 horas durante una semana en un biorreactor de ingeniería de tejidos personalizados. Encontramos upregulation cíclico-estiramiento-inducida de GAGs totales y de las clases individuales de GAG secretadas en el medio de cultivo. Folleto células demostraron una respuesta retardada a estirar en comparación con las células cordal, pero alteración las proporciones de distintas clases GAG que secretan durante la duración de la cultura. Decorina y biglycan PGs fueron ligeramente sensibles al estiramiento. Hemos demostrado que las condiciones mecánicas de estiramiento y relajación reversible regulan la producción de GAG y PG en un novedoso modelo 3D de los tejidos de la válvula. Este es el primer estudio utilizando cepas cíclicas para modular la síntesis GAG/PG por las células de la válvula y nuestros resultados pueden tener implicaciones para la remodelación de la válvula mitral, así como otros tejidos.
Efecto De La Tensión Mecánica Cíclica En La Síntesis De Glicosaminoglicanos Y Proteoglicanos Por Células De La Válvula Del Corazón
Las válvulas del corazón se presumirán para remodelar su matriz extracelular sobre la aplicación de tensiones mecánicas. En este estudio, investigamos el efecto de tensión extensible cíclica en la síntesis de las células intersticiales valvular de glicosaminoglicanos (GAGs) y proteoglicanos (PGs), que se alteran durante la degeneración mixomatosa. Células intersticiales fueron aisladas de las valvas de la válvula mitral y cordado y sembrado por separado en geles de colágeno tridimensional. Colágeno celular semillas geles fueron sometidos luego a cepas cíclicas del 2%, 5% o 10% a 1.16 Hz durante 48 h con una medida que se extiende dispositivo. La aplicación de cepas cíclicas redujo las garantías totales retenidas en geles de colágeno en forma de magnitud dependiente para folleto tanto células cordal. Con la creciente magnitud de la tensión, sin embargo, secreción de GAGs totales en el medio se redujo para las células del folleto y elevada de células cordal. Retención de GAGs 4-sulfatada aumentó con la creciente magnitud de la tensión para ambos tipos de células; para las muestras cordal, retención de GAGs 6-sulfatada se redujo en magnitudes mayor tensión. En comparación con condiciones estáticamente limitadas o ilimitadas, la aplicación de tensión cíclica redujo la secreción de GAGs 6-sulfatada por ambos tipos de células y secreción elevada de GAGs 4-sulfatada por células folleto solamente. Retención de la PG biglycan y la secreción de la decorina PG se redujeron significativamente en la tensión de 10% comparada con la tensión del 2%. Además, hubo numerosas diferencias en la retención de tensión-dependiente y secreción de GAGs y PGS en el folleto y los grupos acordes. Estos resultados demuestran que la síntesis GAG y PG por VICs está regulada por condiciones de estiramientos cíclicas.
Efecto De La Hidratación En Las Propiedades De La Seda Material De La Película
Efectos de la hidratación en las propiedades de seda película fibroína se investigaron para muestras recocidas en agua y MeOH tratos. Hidratación aumento del grosor en un 60% para las películas de MeOH-sumergidas, mientras que el agua-recocidos muestras se mantuvo constante. Películas MeOH-inmersos mostró una pérdida de masa del 80% debido al agua, mientras que el agua de recocido perdió sólo el 40%. O (2) fue mayor permeabilidad en las películas de MeOH-inmersos con valores de DK de 10 (-10) (ml O (2) x cm) x (CM (-1) x (-1) x mm Hg (-1)), mientras que los de recocido de agua películas alcanza sólo una quinta parte de este valor. Todas las películas mostraron una disminución en el módulo de Young y el aumento de la deformación plástica por dos órdenes de magnitud cuando se sumerge en una solución salina. FT-IR mostró que el contenido de lámina beta en recocidas en agua películas aumentó con el aumento de presión de vapor de agua, mientras que las películas de MeOH-sumergidos no mostró ningún cambio.
