מטריצה חוץ-תאית (ECM) מהווים פיגומים חלבון לתמוך התא מצורף, לשמש המחסומים בין סוגי תאים נפרדים, הם מרכיב חיוני של מורכבות רקמות ואיברים. בניגוד בין-תאי רקמת חיבור, קרום המרתף (מוניטור) היא סוג מיוחד של ה-ECM זה משמש כמחסום כדי לחלק את רקמת תאים אחד מהשני. עב מ עבה כ 100 מיקרומטר, ולכן מאפשרים תקשורת ישירים ועקיפים בין התאים משני צדדיו. שתי דוגמאות נפוצות של עב מ עב מ כלי דם, נמצא בקיר microvascular בין pericytes לבין תאי אנדותל, הינם דרכי הנשימה BMs שנמצאו בין תאי אנדותל ואפיתל. עב מ לשמש תפקיד חשוב בוויסות תא בפונקציה, כגון תא קוטביות והעברה, על בריאות ומחלה. 1 הרכב, נוקשות, אדריכלות, ואת נקבוביות BMs משתנה על פני מערכות איברים כדי להקל על פונקציות פיזיולוגיות שונות. לדוגמה, מוניטור הנקבוביות הם קריטיים עבור שמירה על תקשורת, מולקולה מסיסים דיפוזיה, ועבור נדידה של תאים חיסוניים במהלך דלקת או חיידקים במהלך זיהום. את דרכי הנשימה, נקבוביות span עובי ויטביע, מלא עם קטרים ועד 0.75 3.86 מיקרומטר.2
מהות דק ויטביע מבטיחה כי למרות סוגי תאים מופרדים פיזית אחד מהשני, תקשורת המערכת באמצעות paracrine וצור קשר-בתיווך איתות נשמר. לפיכך, ללמוד מחלות אנושיות במבחנה, חוקרים צריכים לסמוך על תמיכה חדיר נקבובי מוסיף את התרבות התאית bilayers. 3 מודלים אלה היו קריטיים להבנת התקשורת הסלולרית ממלאת תפקיד מחלה ובריאות. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 הוספת תמיכה חדיר לספק את הדרישות הבסיסיות בנושא הבנת איך איתות התא-התא מווסת תהליכים פיזיולוגיים, כגון גיוס ליקוציט חדירת חיידקים; עם זאת, התוספות יש מגבלות משמעותיות, להיכשל לחקות תמיכה BM. Permeable האדם מוסיף חוסר tunability מכני וגם הביוכימי, ואת המבנה הנקבובי פשטנית אינה מחקה את מבנה סיבי שיוצר את הנקבוביות לא סדיר אופייני של עב מ. לכן, יש צורך הולך וגדל עבור מערכות tunable יכולים לשחזר את המאפיינים מוניטור יליד להשפיע על תהליכים תאיים.
מצעים מבוסס פולימר הם מועמדים אידיאליים לפיתוח ביונים BMs ללמוד bilayers הסלולר בהקשר המחקה באופן הדוק יותר על הסביבה ויוו . 8 , 9 , 10 , 11 , 12 פולימרים הם tunable באופן מכני, יכול להיות שונה מבחינה כימית לשלב ביונים פפטיד שברי. 11 , 12 , 13 bioinert פולימר פוליאתילן גליקול (PEG) ניתן להשתמש כדי לבנות ביונים BMs ולאחר עבודה מפורט הסינתזה של ג'לים ארגינין-גליצין-אספרטית (RGD) פג tunable באופן מכני עם רשתות נקבובי התומכים צמיחת תאים כימוטקסיס תאים דלקתיים. 14 למרות שפורסם מבוססי פג מצעים מסופקים דגם מציאותית יותר של ECM האנושי מאשר תומך חדיר, רבים של מודלים אלה הם עבות במיוחד, עם עומק של מיקרומטר בערך 775 אשר מגביל את היכולת ליצור bilayer תרבויות עם תא-תא אנשי קשר. 14
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להקמת פג מבוסס פולימר מוניטור לחקות מתגבר על רבים מן המגבלות הטכנולוגיות תרבות bilayer התא הנוכחי. פיתחנו שיטה תבניות מובהקים תחמוצת אבץ, החומר בשימוש נרחב לייצור של ייצור שעוות, הפולימר במהלך הסינתזה crosslinking, אשר לאחר מכן, באופן סלקטיבי מוסר פולימר וכתוצאה מכך בצובר. תהליך זה יוצר רשת נקבובי אקראי, מחקה נקבובית שקבל ובעלת רשת BMs אנושי. עוד, ניתן לשנות את נקבוביות על-ידי שינוי הגודל והצורה של microcrystals תחמוצת אבץ באמצעות שינוי של סטויכיומטריה התגובה במהלך הייצור המחט. הטכניקה שפותחה כאן יוצרת של הידרוג זגוגית המחקה את העובי של BM. האנושי ולבסוף, המכונאים, את נקבוביות ולא ניתן לשנות את ההרכב הביוכימי של אלה בונה כמו מוניטור בקלות לייצר microenvironment ביותר דומה כי ראיתי ויוו.