Nanoskalige Meeresinseloberflächen, die aus thermoresponsiven Blockcopolymeren bestehen, wurden mit der Langmuir-Schaefer-Methode hergestellt, um die spontane Zelladhäsion und -ablösung zu kontrollieren. Sowohl die Präparation der Oberfläche als auch die Adhäsion und Ablösung von Zellen auf der Oberfläche wurden visualisiert.
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Methodenartikel
Herstellung von Thermoresponsive nanostrukturierte Oberflächen für Tissue Engineering
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Thermoresponsives Poly(N-isopropylacrylamid) (PIPAAm)-immobilisierte Oberflächen zur Kontrolle der Zelladhäsion und -ablösung wurden mit der Langmuir-Schaefer-Methode hergestellt. Amphiphile Blockcopolymere, bestehend aus Polystyrol und PIPAAm (St-IPAAms), wurden durch reversible Additions-Fragmentationskettentransfer-Radikalpolymerisation (RAFT) synthetisiert. Eine Chloroformlösung von St-IPAAm-Molekülen wurde vorsichtig in eine Langmuir-Trog-Vorrichtung fallen gelassen, und beide Barrieren der Vorrichtung wurden horizontal bewegt, um den Film zu komprimieren und seine Dichte zu regulieren. Anschließend wurde die St-IPAAm Langmuir-Folie mit einer oberflächenfixierten Vorrichtung horizontal auf ein hydrophobisch modifiziertes Glassubstrat übertragen. Rasterkraftmikroskopische Aufnahmen zeigten deutlich nanoskalige Meeresinselstrukturen auf der Oberfläche. Die Stärke, Geschwindigkeit und Qualität der Zelladhäsion und -ablösung auf der präparierten Oberfläche wurden durch Temperaturänderungen über den unteren kritischen Lösungstemperaturbereich von PIPAAm-Molekülen moduliert. Darüber hinaus gelang es, eine zweidimensionale Zellstruktur (Zellblatt) auf den optimierten Oberflächen wiederherzustellen. Diese einzigartigen PIPAAm-Oberflächen können nützlich sein, um die Stärke der Zelladhäsion und -ablösung zu kontrollieren.
Einleitung
Nanostrukturierte Oberflächen haben in jüngster Zeit erhebliche Aufmerksamkeit aufgrund ihrer verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich Strukturierung, Zellkultur, Reinigung und Oberflächenumschaltung. Zum Beispiel superhydrophoben Oberflächen , die durch die Nanostruktur des Lotusblattes inspiriert und andere ansprechende Oberflächen sind in der Lage 1-4 auf äußere Reize reagieren.
Die Langmuir-Film ist eine der am häufigsten untersuchten Polymerbeschichtungen. Ein Langmuir - Film wird durch Eintropfen amphiphilen Molekülen auf einem Luft-Wasser - Grenzfläche 5-8 gebildet. Der Film kann dann durch physik....
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Protokoll
1. Synthese von Polystyrol- Block -Poly (N Isopropylacrylamid) durch die zwei-Stufen - Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) radikalische Polymerisation
- Auflösen Styrol (153,6 mmol), 4-cyano-4- (ethylsulfanylthiocarbonyl) sulfanylpentanoic Säure (ECT; 0,2 mmol) und 4,4'-Azobis (4-cyanovaleriansäure) (ACVA; 0,04 mmol) in 40 ml 1, 4-Dioxan. Frieren Sie die Lösung in flüssigem Stickstoff unter Vakuum für 15-20 min, die reaktiven Spezies zu entfernen und allmählich auftauen bei RT. Stellen Sie sicher, dass die Lösung vollständig aufgetaut ist und wiederholen Sie diese Gefrier-Pump-Auftau-Entgasung Zyklus dreimal.
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Ergebnisse
Blockcopolymere , bestehend aus Polystyrol und Poly (N Isopropylacrylamid) (St-IPAAms) mit spezifischen Molekulargewichten wurden durch RAFT Radikalpolymerisation synthetisiert. ECT wurde als Kettenübertragungsmittel hergestellt , wie es in Moad et al. 28. Zwei St-IPAAm Molekülen verschiedener PIPAAm Kettenlängen synthetisiert wurden, und die erhaltenen Blockpolymere wurden durch 1 H - kernmagnetische Resonanz (NMR) und Gelpermeationschromatographi.......
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Diskussion
Eine temperaturempfindliche Oberfläche wurde durch das Langmuir-Schäfer-Methode hergestellt, und die Oberflächeneigenschaften für die Zelladhäsion / Ablösung und Zellrasen Rückgewinnung optimiert. Wenn für die Herstellung von Oberflächen unter Verwendung dieses Verfahrens sind mehrere Schritte kritisch. Die molekulare Zusammensetzung der St-IPAAm Moleküle hat eine große Wirkung auf die Oberflächenstruktur und die Stabilität der Oberfläche und durch die Erweiterung, auf die Zelladhäsion und Ablösung. Insbesondere sollten.......
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Offenlegungen
Alle Autorinnen und Autoren haben zu gleichen Teilen an der Erstellung des Manuskripts mitgewirkt und die endgültige Fassung freigegeben. Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.
Danksagungen
Diese Studie wurde finanziell unterstützt durch das Projekt "Cell Sheet Tissue Engineering Center (CSTEC)" des Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (MEXT), Japan.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| N-isopropylacrylamid | Kohjin | Keine Katalognummer | |
| Azobis(4-cyanovaleriansäure) | Wako Pure Chemicals | 016-19332 | |
| Styrol | Sigma-Aldrich | S4972 | |
| 1,3,5-Trioxan | Sigma-Aldrich | T81108 | |
| 1,4-Dioxan | Wako Pure Chemicals | 045-24491 | |
| DMEM | Sigma | D6429 | |
| PBS | Nakarai | 11482-15 | |
| Streptomycin | GIBCO BRL | 15140-163 | |
| Penicillin | GIBCO BRL | 15140-122 | |
| Trypsin-EDTA | Sigma T4174 | ||
| FBS | Japan Bioserum | JBS-11501 | |
| BAECs | Health Science Research Resources Bank | JCRB0099 | |
| Deckgläser | Matsunami Glass Industry | C024501 | |
| AFM NanoScope V | Veeco | ||
| 1H NMR INOVA 400 | Varian, Palo Alto | ||
| ATR/FT-IR NICOLET 6700 | Thermo Scientific | ||
| GPC HLC-8320GPC | Tosoh | ||
| TSKgel Super AW2500, AW3000, AW4000 | Tosoh | ||
| Langmuir-Blodgett Ablagerungsmulden | KSV Instruments | KN 2002 | KSV NIWA Midium durch |
| Nikon ECLIPSE TE2000-U | Nikon |
Referenzen
- Bae, Y. H., Kwon, I. C., Pai, C. M., Kim, S. W. Controlled release of macromolecules from electrical and chemical stimuli-responsive hydrogels. Makromol. Chem., Macromol. Symp. 70-71 (1), 173-181 (1993).
- Fu, Q., et al.
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Nachdrucke und Genehmigungen
