Aquí describimos un procedimiento sencillo y versátil basada en el dendrímero nanomotivos para obtener superficies de cultivo celular que permiten el control de adherencia local a escala nanométrica. Se han divulgado detalles de nanoescala de la organización de ECM,1,2,3 y nanomotivos de las superficies de adherencia de célula ha proporcionado penetraciones profundas en los requisitos celulares relacionados con la adherencia4, 5. Experimentos con micelar nanopatrones basado en litografía revelaron un valor umbral de alrededor de 70 nm de nanospacing de péptido RGD, adhesión celular se retrasará por encima de este valor6,7,8 ,9. Estos estudios también destacan la mayor influencia de locales de densidad global ligando el cell adhesión9,10,11.
Durante la morfogénesis, interacciones de la célula con el entorno activan los primeros eventos de la diferenciación, que continúan hasta que se han formado estructuras de tejido complejo final. Dentro de este marco, se han utilizado superficies nanopatterned para hacer frente a la influencia de las interacciones de superficie de la célula iniciales en la morfogénesis. Basado en litografía nanopatrones RGD con una separación lateral de 68 nm en β-tipo Ti-40Nb aleaciones ayudan a mantener el fenotipo indiferenciado de las células madre no comprometida12, mientras que nanospacings RGD de entre 95 y 150 nm mejorar la diferenciación de células madre mesenquimales (MSCs) hacia adipogenic/osteogénico13,14,15 y condrogénica sinos16. También, uno mismo-montaje macromoléculas modificados con componentes de señalización han demostrado directa de adhesión celular y la diferenciación proporcionando regulación arquitectónica a nanoescala de señalización señales17. En este sentido, la deposición de dendrímeros con partes de células interactuando en su esfera externa18,19,20 sobre superficies se ha utilizado para estudiar células adherencia21,22, morfología23,24y de25,de eventos de migración26. Sin embargo, la falta de caracterización superficial en estos estudios hace difícil establecer ninguna correlación entre la configuración superficial del dendrímero y respuesta de la célula.
Dendrímero nanopatrones con líquido-como orden y espaciamiento definido pueden obtenerse cuando dendrímeros por adsorción a las superficies de carga baja de soluciones con baja fuerza iónica. 27 sobre la base de esta propiedad, aquí presentamos un método para obtener a gran escala nanopatrones desigual de dendrímeros funcionalizados de RGD en superficies de baja carga que permiten el control de escala nanométrica de densidad superficial local de RGD. Ángulo de contacto de agua (CA), espectroscopía de fotoelectrones de rayos x (XPS) y exploración sonda microscopia técnicas (nanopatrones STM y AFM) mostrar que las densidades locales ligando pueden ajustarse modificando el dendrímero inicial concentración en solución. La densidad superficial local de RGD es cuantificada de imágenes AFM de mapas de contorno de probabilidad de las distancias entre partículas mínimas y luego correlacionada con experimentos de la célula. En comparación con otras técnicas de nanomotivos4, nanomotivos basado en el dendrímero es sencilla y pueden fácilmente ampliarse a grandes superficies, siendo totalmente compatible con aplicaciones de la cultura de célula. Nanopatrones se utilizan como substratos bioactivos para evaluar el efecto de la densidad superficial local de RGD en células adherencia28 y en la inducción condrogénica de adultos de MSCs humanos29. Nuestros resultados muestran que RGD basados en el dendrímero nanopatrones mantienen el crecimiento de la célula y que adhesión celular se ve reforzada por la alta densidad superficial local de RGD. En los experimentos de diferenciación, intermedio adherencia de células a los sustratos favoreció la condensación de MSC y temprana diferenciación condrogénica. Debido a la facilidad con que dendrímero grupos periféricos pueden ser modificados, el método descrito aquí puede ser ampliado a otros ligandos de ECM que ejercen efectos dependiente de la concentración en las células.