Synthese von Keratin-basierten Nanofaser für Biomedizinische Technik

Zusammenfassung

Elektronanofasern weisen eine hohe Oberflächenverhältnis, ausgezeichnete mechanische Integrität zu gewichten, und das Zellwachstum und Proliferation unterstützen. Diese Nanofasern haben eine breite Palette von biomedizinischen Anwendungen. Hier fertigen wir Keratin / PCL-Nanofasern, die Elektrospinntechnik, und zu charakterisieren, die Fasern für mögliche Anwendungen im Tissue Engineering.

Zusammenfassung

Elektrospinnen aufgrund seiner Vielseitigkeit und Potential für Anwendungen in verschiedenen Bereichen wird häufig zur Herstellung von Nanofasern verwendet wird. Die Herstellung dieser porösen Nanofasern ist von großem Interesse aufgrund ihrer einzigartigen physikochemischen Eigenschaften. Hier erarbeiten wir auf die Herstellung von Keratin enthaltenden Poly (ε-caprolacton) (PCL) Nanofasern (dh PCL / Keratin Verbundfaser). Wasserlösliche Keratin wurde zuerst aus Menschenhaar und gemischt mit PCL in unterschiedlichen Verhältnissen extrahiert. Die gemischte Lösung von PCL / Keratin wurde in Nanofasermembranen umgewandelt ein Labor entwickelt Elektro mit aufgebaut. Verwendung von Rasterelektronenmikroskopie und Zugprüfmaschine Fasermorphologie und mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Nanofaser wurden beobachtet und gemessen. Weiterhin Abbaubarkeit und chemischen Eigenschaften der Nanofaser wurden durch FTIR sucht. SEM-Bilder zeigten, gleichmäßige Oberflächenmorphologie für PCL / Keratinfasern unterschiedlicher Zusammensetzung. Diese PCL / Keratin Fasern zeigte auch hervorragende mechanische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Fehlerpunkt. Fibroblasten-Zellen waren in der Lage zu befestigen und somit beweisen gute Lebensfähigkeit der Zellen vermehren. Basierend auf den Eigenschaften, die oben diskutiert, kann man argumentieren, dass die stark vermischten Nanofasern aus natürlichen und synthetischen Polymeren eine ausgezeichnete Entwicklung von Verbundwerkstoffen darstellen, die für verschiedene biomedizinische Anwendungen verwendet werden kann.

Einleitung

Elektrospinnen ist als vorherrschende Methode zur Erreichung Polymer-Nanofasern anerkannt. Die Fasern können auf einer Nanometerbereich erzeugt werden und die Fasereigenschaften sind kundengerecht ^ein. Diese Entwicklungen und die Eigenschaften der elektrogesponnenen Nanofasern wurden für ihre Anwendungen in der biomedizinischen Technik vor allem im Tissue Engineering besonders interessant. Die elektrogesponnenen Nanofasern besitzen Ähnlichkeiten mit der extrazellulären Matrix und somit Zelladhäsion, Migration und Proliferation ² zu fördern. Aufgrund dieser Ähnlichkeit mit der extrazellulären Matrix (ECM), elektrogesponnenen Fasern können als Mat....

Protokoll

Alle Protokoll folgt den Richtlinien der North Carolina A & T State University Office of Research Compliance und Ethik.

1. Chemische Zubereitung für Keratin Extraction ⁴

1. Zur Herstellung von 1.000 ml von 2% w / v Peressigsäurelösung (PAS), unter einer Abzugshaube 20 ml Peressigsäure bis 980 ml VE-Wasser (DI).
2. Zur Herstellung von 1.000 ml 100 mM Tris-Base-Lösung (TBS), fügen 12,2 g Tris-Base auf 1000 ml VE-Wasser und rühren, bis vollständig gelöst.
3. Bereiten verdünnter Chlorwasserstoffsäure-Lösung (DHAS) in einem Abzug von 4 ml konzentrierter Salzsäure in 30 ml DI-Wasser zu gießen.
4. Beschaffen ca. 20 g des mensc....

Ergebnisse

Fasermorphologie
REM-Aufnahmen der Fasern wurden für alle Faserzusammensetzungen erhalten. Siehe Abbildung 3. Fiber Bild bestätigt, dass die Fasern zufällig orientiert sind.

mechanische Prüfung
Mechanisch feste Fasern für verschiedene Tissue Engineering-Anwendungen benötigt. Diese Fasern sollten eine ausreichende Festigkeit und Flexibilität unter bestimm.......

Diskussion

Extraktion von Keratin aus Menschenhaar wurde erfolgreich erreicht. Die Peressigsäure fungierte als Oxidationsmittel auf das menschliche Haar, so dass das Keratin von der Tris-Base extrahiert werden. Die Produktion von Keratin Pulver wurde in kleinem Maßstab aufgrund der Tatsache, dass es nur für Forschungszwecke durchgeführt wurde. Diese Vorgehensweise hat sich in der Industrie etabliert für die Großproduktion bereits. Der Zweck der Klein Keratin Extrahieren war Kontamination zu kontrollieren, Batch-Variabilität und Wi.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Menschliches Haar			Gewonnen von einem örtlichen Friseursalon in Greensboro
Peressigsäure	Sigma Aldrich
PCL (e-Caprolacton-Polymer)	Sigma Aldrich	502-44-3	Mn 70-90 kDa
Trifluorethanol (TFE)	Sigma Aldrich	75-89-8
Tris Base (TrizmaTM Base Powder)	Sigma Aldrich		>99,9% kristallin
Salzsäure	Fischer Scientific	A144C-212 Los 093601	Waltham, MA
Kwik-Sil	World Precision Instruments		Sarasota, FL
Zellulosemembran	Sigma Aldrich		12 - 14 kDa molekulares
Trennlichtmikroskop	Olympus BX51M	BX51M Japan
Rasterelektronenmikroskop	Hitachi SU8000	SU8000	Japan
Tischgerät Shimadzu Maschine	Nordamerika Analyse- und Messgeräte AGS-X Serie	AGS-X Serie	Kolumbien, MD
Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie	Bruker Tensor 2 Instrument		Billerica, MA
Microcal Origin Software			Northampton, MA
Röntgenbeugung (XRD)	Bruker AXS D8 Advance Röntgendiffraktometer		Madison, WI
Fibroblast 3T3  Zelle	American Tissue Type Culture Collection		Manassas, VA
Dulbeccos modifiziertes Eagle's Medium (DMEM	Invitrogen		Grand Island, NY
Spectra max Gemini XPS Mikroplatten-Reader	Molecular Devices		Sunnyvale, CA
Student- Newman-Keuls Post-hoc-Test	SigmaPlot 12 Software