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Article de méthode

Synthèse de nanofibres à base de kératine de génie biomédical

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DOI :

10.3791/53381

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7 février 2016

Dans cet article

Résumé

nanofibres de électrofilées ont une grande surface au rapport de poids, une excellente intégrité mécanique, et de soutenir la croissance et la prolifération cellulaire. Ces nanofibres ont un large éventail d'applications biomédicales. Ici, nous fabriquons kératiniques / nanofibres PCL, en utilisant la technique d'électrofilage, et de caractériser les fibres pour des applications possibles dans l'ingénierie tissulaire.

Résumé

Électrofilage, du fait de sa polyvalence et le potentiel pour des applications dans divers domaines, est souvent utilisé pour fabriquer des nanofibres. La production de ces nanofibres poreux est d'un grand intérêt en raison de leurs propriétés physico-chimiques uniques. Ici, nous élaborons sur la fabrication de la kératine contenant poly (ε-caprolactone) (PCL) nanofibres (c.-à-PCL / fibre composite kératine). Eau kératine soluble a été extrait à partir de cheveux humains et mélangé avec PCL dans différents rapports. La solution mélangée de PCL / kératine a été transformé en membranes nanofibrous l'aide d'un laboratoire conçu électrofilage mis en place. la morphologie des fibres et les propriétés mécaniques de la nanofibre obtenue ont été observés et évalués en utilisant la microscopie électronique à balayage et d'essai à la traction. En outre, dégradabilité et chimiques propriétés du nanofibres ont été étudiées par FTIR. images MEB ont montré la morphologie de surface uniforme pour les fibres PCL / kératine de compositions différentes. Ceux-PCL / Keratin fibres ont également montré d'excellentes propriétés mécaniques telles que le module et l'échec du point de Young. cellules fibroblastes étaient capables de se fixer et proliférer prouvant ainsi une bonne viabilité cellulaire. Sur la base des caractéristiques décrites ci-dessus, on peut affirmer que les fortement nanofibres mélanges de polymères naturels et synthétiques peuvent représenter un excellent développement des matériaux composites qui peuvent être utilisés pour diverses applications biomédicales.

Introduction

Électrofilage est reconnue comme étant une méthode courante de réaliser des nanofibres de polymère. Les fibres peuvent être produites à l'échelle nanométrique et les propriétés des fibres sont personnalisables 1. Ces évolutions et les caractéristiques des nanofibres électrofilées ont été particulièrement intéressant pour leurs applications en génie biomédical en particulier dans l'ingénierie tissulaire. Les nanofibres électrofilées possèdent des similitudes avec la matrice extracellulaire et de favoriser ainsi l'adhérence cellulaire, la migration et la prolifération 2. En raison de cette ressemblance avec la matrice extracellulaire (....

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Protocole

Tout protocole suit les lignes directrices de l'Université d'Etat Bureau de la conformité et de l'éthique de la recherche North Carolina A & T.

1. Préparation des produits chimiques pour la kératine Extraction 4

  1. Pour préparer 1000 ml de 2% en poids / volume solution d'acide peracétique (PAS), sous une hotte ajouter 20 ml d'acide peracétique à 980 ml d'eau désionisée (DI).
  2. Pour préparer 1000 ml de solution de base Tris 100 mM (SCT), ajouter 12,2 g de Tris base à 1000 ml d'eau DI et remuer jusqu'à dissolution complète.
  3. Préparer une solution diluée d'acide chlorhydrique (ASD) dans une ....

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Résultats

fibre Morphologie
images MEB des fibres ont été obtenues pour toutes les compositions de fibres. Voir la figure 3. Fibre image confirme que les fibres sont orientées de manière aléatoire.

essais mécaniques
Mécaniquement fibres résistantes sont généralement nécessaires pour diverses applications d'ingénierie tissulaire. Ces fibres doivent conserver la.......

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Discussion

Extraction de la kératine des cheveux humains a été réalisée avec succès. L'acide peracétique a agi comme un agent oxydant sur la chevelure humaine, ce qui permet la kératine à être extraite par la base Tris. La production de poudre de kératine était petite échelle en raison du fait qu'il n'a été fait à des fins de recherche. Cette procédure a déjà été établie dans l'industrie pour la production à grande échelle. Le but de l'extraction de la kératine à petite échelle était de contrôler la contaminati.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs déclarent qu'ils ont aucun intérêt financier concurrentes.

Remerciements

Auteurs tiennent à remercier la National Science Foundation travers Engineering Center de recherche pour avoir révolutionné biomatériaux métalliques (ERC-0812348) et de nanotechnologie de premier cycle de l'éducation (CEE 1.242.139) pour le soutien financier.

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Cheveux humains  ;Obtenu auprès d’un salon de coiffure local à Greensboro
Acide peracétiqueSigma Aldrich
PCL (polymère e-caprolactone)Sigma Aldrich502-44-3Mn 70-90 kDa
Trifluoroéthanol (TFE)Sigma Aldrich75-89-8
Base Tris (poudre de base TrizmaTM)Sigma Aldrich>99,9 % cristallin
Acide chlorhydriqueFischer ScientificA144C-212 Lot 093601Waltham, MA
Kwik-SilWorld Precision InstrumentsSarasota, FL
Membrane cellulosiqueSigma Aldrich12 - 14 kDa microscope optique à coupure moléculaire
Olympus BX51MBX51M
Microscope électronique à balayageHitachi SU8000SU8000Japon
Machine de table Shimadzudu Nord Instruments d’analyse et de mesure Série AGS-XSérie AGS-X  ;Columbia, Maryland
Spectroscopie infrarouge à transforméeFourier Instrument Bruker Tensor 2  ;Billerica, MA
Microcal Origin softwareNorthampton, MA
Diffraction des rayons X (XRD)Bruker AXS D8 Advance X-ray DiffractometerMadison, WI
Fibroblast 3T3  ; cellAmerican Tissue Type Culture CollectionManassas, VA
Le milieu d’Eagle modifié de Dulbecco (DMEMInvitrogenGrand Island, NY
Spectra max Gemini Lecteur de microplaquesXPS Molecular DevicesSunnyvale, CA
Etudiant - Newman-Keuls test post-hocLogiciel
Japon Amérique de SigmaPlot 12

Références

  1. Huang, Z. -M., Zhang, Y. Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. Compos Sci Technol. 63, (2003).
  2. Li, W. J., Laurencin, C. T., Caterson, E. J., Tuan, R. S., Ko, F. K.

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