Wet Chemistry and Peptide Immobilisation sur polytétrafluoroéthylène pour l'amélioration de l'adhérence cellulaire

L’adhérence cellulaire est essentielle à de nombreuses approches dans la recherche sur les biomatériaux et l’ingénierie tissulaire. Une technique étape par étape est présentée à l’aide de la chimie humide pour la modification de surface de l’important polymère PTFE avec des peptides.

L’objectif global de cette procédure est de fournir un traitement de surface basé sur la chimie humide pour le polytétrafluoroéthylène ou PTFE, un polymère de carbone floral. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des biomatériaux, comme la manière d’améliorer la biocompatibilité des polymères médicaux. Le principal avantage de cette technique est qu’un minimum d’équipement est nécessaire et que la méthode est plus généralement applicable par rapport aux autres méthodes.

La préparation de la solution de naphtalénure de sodium nécessite des conditions strictement anhyrdaires. Coupez 0,25 gramme de sodium métallique en petits morceaux pour améliorer la dissolution. Ajoutez le sodium métallique à une solution de 1,4 gramme de naphtéline dans 20 millilitres de tétrahydrofurane dans une bouteille en verre de 100 millilitres à bouchon vissé, équipée d’une barre d’agitation magnétique recouverte de PTFE.

Chauffez modestement la solution pour améliorer encore la dissolution. La solution finale a une couleur foncée, légèrement verdâtre, et peut être stockée dans des conditions strictement sèches. Dépoinçonnez des disques PTFE de 12 millimètres de diamètre à partir d’un matériau en feuille de 0,5 millimètre d’épaisseur.

Marquez un côté, et le propre est l’iso-propanol. Incuber individuellement les échantillons de PTFE dans la solution d’activation pendant une à deux minutes, à l’aide d’une pince. Le changement de couleur du blanc au brun foncé indique un traitement réussi.

Rincez ensuite deux fois avec du THF, puis avec de l’iso-propanol. Oxyder les échantillons traités dans du peroxyde d’hydrogène à 30 %, contenant de l’acide trichloracédique à 20 %, pendant trois heures. Laver à l’eau et sécher.

La surface a maintenant un léger aspect brunâtre. Traitez les disques oxydés avec 50 % de HMDI dans du THF sec pendant deux heures. Ensuite, rincez au THF et laissez sécher.

Enfin, hydrolisez les échantillons contenant de l’isocyanate dans l’eau pendant deux à trois heures et séchez-les. Placez chaque disque aminé avec le côté marqué vers le haut dans les puits individuels d’une plaque à 24 puits. Ajoutez 1,5 millilitre de solution époxyde, en assurant une couverture complète des échantillons.

Après avoir incubé pendant deux heures, laver deux fois à l’eau et une fois avec un tampon carbonaté. Au fond des puits individuels d’une plaque fraîche de 24 puits, ajoutez 50 microlitres de peptide de 0,5 milligramme par millilitre et un tampon de carbonate de 50 millimolaires, pH neuf, contenant 0,1 % d’azoture de sodium. Placez soigneusement les disques fonctionnalisés à l’époxy à l’envers sur les gouttes de la solution peptidique.

Assurez-vous que l’espace entre le fond d’un puits et le disque en PTFE est complètement mouillé en raison de l’action capillaire. Incuber la plaque pendant au moins trois heures, ou toute la nuit dans une chambre humide avec une atmosphère humidifiée, obtenue en plaçant du papier de soie humide au fond de la chambre. Après l’incubation, laver trois fois à l’eau et stériliser dans de l’eau iso-propanol à 50 % pendant au moins 30 minutes.

Avant l’ensemencement cellulaire, comme décrit dans le protocole textuel, rincer les échantillons dans une solution saline tamponnée au phosphate stérile. Les résultats des étapes cruciales de la réaction chimique ont été surveillés par spectroscopie infrarouge. L’activation initiale avec le naphtalamide de sodium génère des doubles liaisons et, dans une moindre mesure, des fonctionnalités hydroxyles.

Le signal indiquant les doubles liaisons carbone disparaît lors de l’oxydation, ce qui donne une surface portant presque exclusivement des groupes hydroxyles. Les changements de couleur dus à l’activation et à l’oxydation sont en accord avec la chimie attendue. Les systèmes de double liaison conjugués devraient être brunâtres, et la perte des systèmes de double liaison entraîne un éclaircissement.

De plus, le résultat possible de l’activation et de l’oxydation sur la morphologie de la surface a été étudié au moyen de la microscopie électronique à balayage. Pratiquement aucun effet néfaste du traitement n’a été observé. L’immobilisation du peptide adhésif de la cellule endothéliale, de l’arginine, de la glutamine, de la valine de l’acide aspartique, sur la surface du polymère, favorise la croissance des cellules endothéliales.

Alors que pratiquement aucune adhérence et prolifération cellulaire ne se produit sur du matériel non traité, la modification soutient fortement la colonisation sur une période de deux semaines. Illustrée pour une application clinique, la modification a été effectuée à l’identique sur le matériau original d’un greffon en PTFE expansé disponible dans le commerce, avec des résultats similaires sur une période d’une semaine. Une fois maîtrisée, cette technique prend environ 12 heures.

Il convient de garder à l’esprit que cette procédure est spécifique au PTFE. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’activer la surface du PTFE et comment immobiliser les peptides dans les étapes suivantes. À la suite de cette procédure, d’autres molécules, telles que les polysaccharides ou les facteurs de moelle, peuvent être immobilisées de la même manière.

Gardez à l’esprit que travailler avec des produits chimiques hautement toxiques et corrosifs est dangereux et que les précautions standard doivent être prises.