Name: עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-13T14:15:00.000+00:00
Duration: 11 min 14 s
Description: למד לייצר סגסוגות חלבון משי משי ליישומים ביואלקטרוניים. השיטה מדגימה רגנרציה של תמיסות חלבון מפקעות טוואי המשי, ערבוב ביחסים שונים ושילוב מעגלים אלקטרוניים בסרטי קומפוזיט.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים אוניברסיטת רואן לתמיכה של מחקר זה. XH גם בזכות ד&quot;ר דוד ל &#39;קפלן באוניברסיטת טאפטס ורקמות NIH P41 הנדסת מרכז משאבים (TERC) לאימונים טכניים קודמים.

<ol><li>Rosenbloom, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+4%3A+The+elastic+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix 4: The elastic fiber.</a> FASEB J. 7, 1208-1218 (1993).</li>
<li>Traub, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+molecular+structure+of+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">On the molecular structure of collagen.</a> Nature. 221, 914-917 (1969).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein-Based+Composite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Protein-Based Composite Materials.</a> Materials Today. 15, 208-215 (2012).</li>
<li>Hardy, J. G., Scheibel, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composite+materials+based+on+silk+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Composite materials based on silk proteins.</a> Progress in Polymer Science. 35, 1093-1115 (2010).</li>
<li>Kidoaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscopic+spatial+designs+of+nano-+and+microfiber+meshes+for+tissue-engineering+matrix+and+scaffold+based+on+newly+devised+multilayering+and+mixing+electrospinning+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Mesoscopic spatial designs of nano- and microfiber meshes for tissue-engineering matrix and scaffold based on newly devised multilayering and mixing electrospinning techniques.</a> Biomaterials. 26, 37-46 (2005).</li>
<li>Teng, W. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+silk-elastin+like+protein+polymer+displays+elasticity+comparable+to+elastin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Recombinant silk-elastin like protein polymer displays elasticity comparable to elastin.</a> Biomacromolecules. 10, 3028-3036 (2009).</li>
<li>Foo, C. W. P., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+engineering+of+fibrous+proteins%2C+spider+dragline%2C+silk+and+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Genetic engineering of fibrous proteins, spider dragline, silk and collagen.</a> Adv Drug Delivery Rev. 54, 1131-1143 (2002).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge-Tunable+Autoclaved+Silk-Tropoelastin+Protein+Alloys+That+Control+Neuron+Cell+Responses%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Charge-Tunable Autoclaved Silk-Tropoelastin Protein Alloys That Control Neuron Cell Responses.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 3875-3884 (2013).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+derived+from+silk-tropoelastin+protein+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Biomaterials derived from silk-tropoelastin protein systems.</a> Biomaterials. 31, 8121-8131 (2010).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+elasticity+and+surface+roughness+on+myogenic+and+osteogenic-differentiation+of+cells+on+silk-elastin+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The influence of elasticity and surface roughness on myogenic and osteogenic-differentiation of cells on silk-elastin biomaterials.</a> Biomaterials. 32, 8979-8989 (2011).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+from+ultrasonication-induced+silk+fibroin-hyaluronic+acid+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Biomaterials from ultrasonication-induced silk fibroin-hyaluronic acid hydrogels.</a> Biomacromolecules. 11, 3178-3188 (2010).</li>
<li>Gil, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swelling+behavior+and+morphological+evolution+of+mixed+gelatin%2Fsilk+fibroin+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Swelling behavior and morphological evolution of mixed gelatin/silk fibroin hydrogels.</a> Biomacromolecules. 6, 3079-3087 (2005).</li>
<li>Lu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+process+to+prepare+silk+fibroin%2Fgelatin+biomaterial+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Biosci%22%5BJournal%5D)">Green process to prepare silk fibroin/gelatin biomaterial scaffolds.</a> Macromol. Biosci. 10, 289-298 (2010).</li>
<li>Lu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insoluble+and+flexible+silk+films+containing+glycerol%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Insoluble and flexible silk films containing glycerol.</a> Biomacromolecules. 11, 143-150 (2010).</li>
<li>Mandal, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+fibroin%2Fpolyacrylamide+semi-interpenetrating+network+hydrogels+for+controlled+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Silk fibroin/polyacrylamide semi-interpenetrating network hydrogels for controlled drug release.</a> Biomaterials. 30, 2826-2836 (2009).</li>
<li>Yeo, I. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen-based+biomimetic+nanofibrous+scaffolds%2C+preparation+and+characterization+of+collagen%2Fsilk+fibroin+bicomponent+nanofibrous+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Collagen-based biomimetic nanofibrous scaffolds, preparation and characterization of collagen/silk fibroin bicomponent nanofibrous structures.</a> Biomacromolecules. 9, 1106-1116 (2008).</li>
<li>Holst, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Substrate+elasticity+provides+mechanical+signals+for+the+expansion+of+hemopoietic+stem+and+progenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Substrate elasticity provides mechanical signals for the expansion of hemopoietic stem and progenitor cells.</a> Nat. Biotechnol. 28, 1123-1128 (2010).</li>
<li>Omenetto, F. G., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Opportunities+for+an+Ancient+Material%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">New Opportunities for an Ancient Material.</a> Science. 329, 528-531 (2010).</li>
<li>Qin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+resilin+elasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Mechanism of resilin elasticity.</a> Nature Communications. 3, 1003(2012).</li>
<li>Rockwood, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+fabrication+from+Bombyx+mori+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protocols%22%5BJournal%5D)">Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin.</a> Nat. Protocols. 6, 1612-1631 (2011).</li>
<li>Wise, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+tropoelastin+and+elastin-based+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Protein+Chem+Struct+Biol%22%5BJournal%5D)">Engineered tropoelastin and elastin-based biomaterials.</a> Adv Protein Chem Struct Biol. 78, 1-24 (2009).</li>
<li>Amsden, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+nanoimprinting+of+silk+fibroin+films+for+biophotonic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Rapid nanoimprinting of silk fibroin films for biophotonic applications.</a> Adv. Mater. 22, 1746-1749 (2010).</li>
<li>Lawrence, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+film+biomaterials+for+cornea+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Silk film biomaterials for cornea tissue engineering.</a> Biomaterials. 30, 1299-1308 (2009).</li>
<li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolvable+films+of+silk+fibroin+for+ultrathin+conformal+bio-integrated+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Dissolvable films of silk fibroin for ultrathin conformal bio-integrated electronics.</a> Nat. Mater. 9, 511-517 (2010).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilization+of+vaccines+and+antibiotics+in+silk+and+eliminating+the+cold+chain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Stabilization of vaccines and antibiotics in silk and eliminating the cold chain.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 11981-11986 (2012).</li>
<li>Pritchard, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+silk+protein+processing+on+drug+delivery+from+silk+films%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Effect of silk protein processing on drug delivery from silk films.</a> Macromolecular Bioscience. 13, 311-320 (2013).</li>
<li>Lammel, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+silk+fibroin+particle+features+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Controlling silk fibroin particle features for drug delivery.</a> Biomaterials. 31, 4583-4591 (2010).</li>
<li>Urry, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+chemistry+of+biological+free+energy+transduction+as+demonstrated+by+elastic+protein-based+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Physical chemistry of biological free energy transduction as demonstrated by elastic protein-based polymers.</a> J Phys Chem B. 101, 11007-11028 (1997).</li>
<li>Shao, Z., Vollrath, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials%3A+Surprising+strength+of+silkworm+silk%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Materials: Surprising strength of silkworm silk.</a> Nature. 418, 741-741 (2002).</li>
<li>Jin, H. J., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+silk+processing+in+insects+and+spiders%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanism of silk processing in insects and spiders.</a> Nature. 424, 1057-1061 (2003).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+Beta-Sheet+Crystallinity+in+Fibrous+Proteins+by+Thermal+Analysis+and+Infrared+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Determining Beta-Sheet Crystallinity in Fibrous Proteins by Thermal Analysis and Infrared Spectroscopy.</a> Macromolecules. 39, 6161-6170 (2006).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Protein-Water+Relationships+during+%CE%B2-Sheet+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Dynamic Protein-Water Relationships during β-Sheet Formation.</a> Macromolecules. 41, 3939-3948 (2008).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microphase+separation+controlled+beta-sheet+crystallization+kinetics+in+fibrous+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Microphase separation controlled beta-sheet crystallization kinetics in fibrous proteins.</a> Macromolecules. 42, 2079-2087 (2009).</li>
<li>Cebe, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beating+the+Heat+-+Fast+Scanning+Melts+Beta+Sheet+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Beating the Heat - Fast Scanning Melts Beta Sheet Crystals.</a> Scientific Reports. 3, 1130(2013).</li>
<li>Pyda, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+Capacity+of+Silk+Fibroin+Based+on+the+Vibrational+Motion+of+Poly%28amino+acid%29s+in+the+Presence+and+Absence+of+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Heat Capacity of Silk Fibroin Based on the Vibrational Motion of Poly(amino acid)s in the Presence and Absence of Water.</a> Macromolecules. 41, 4786-4793 (2008).</li>
<li>Buxton, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lattice+spring+model+of+heterogeneous+materials+with+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Model.+Simul.+Mater.+Sci.+Eng%22%5BJournal%5D)">A lattice spring model of heterogeneous materials with plasticity.</a> Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 9, 485-497 (2001).</li>
<li>Buxton, G. A., Balazs, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+dynamic+fracture+of+polymer+blends+processed+under+shear%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Modeling the dynamic fracture of polymer blends processed under shear.</a> Phys. Rev. B. 69, 054101(2004).</li>
<li>Kolmakov, G. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+labile+bonds+between+nanogel+particles+to+create+self-healing+materials%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Harnessing labile bonds between nanogel particles to create self-healing materials.</a> ACS Nano. 3, 885-892 (2009).</li>
<li>Duki, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+nanoscratching+of+self-healing+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Modeling the nanoscratching of self-healing materials.</a> J. Chem. Phys. 134, 084901(2011).</li>
<li>Bell, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+for+the+specific+adhesion+of+cells+to+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Models for the specific adhesion of cells to cells.</a> Science. 200, 618-627 (1978).</li>
<li>Bell, G. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+adhesion.+Competition+between+nonspecific+repulsion+and+specific+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Cell adhesion. Competition between nonspecific repulsion and specific bonding.</a> Biophys. J. 45, 1051-1064 (1984).</li>
<li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+various+dissolution+systems+on+the+molecular+weight+of+regenerated+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Effect of various dissolution systems on the molecular weight of regenerated silk fibroin.</a> Biomacromolecules. 14, 285-289 (2013).</li>
<li>Wray, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+processing+on+silk-based+biomaterials%3A+reproducibility+and+biocompatibility%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+B+Appl+Biomater%22%5BJournal%5D)">Effect of processing on silk-based biomaterials: reproducibility and biocompatibility.</a> J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 99, 89-101 (2011).</li>
<li>Lawrence, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+film+culture+system+for+in+vitro+analysis+and+biomaterial+design%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Silk film culture system for in vitro analysis and biomaterial design.</a> J. Vis. Exp. (62), e3646(2012).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+Silk+Material+Structure+by+Temperature-Controlled+Water+Vapor+Annealing%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Regulation of Silk Material Structure by Temperature-Controlled Water Vapor Annealing.</a> Biomacromolecules. 12, 1686-1696 (2011).</li>
<li>Yucel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vortex-induced+injectable+silk+fibroin+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Vortex-induced injectable silk fibroin hydrogels.</a> Biophys J. 97, 2044-2050 (2009).</li>
<li>Yucel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-equilibrium+silk+fibroin+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22J+Struct+Biol%22%5BJournal%5D)">Non-equilibrium silk fibroin adhesives.</a> J Struct Biol. 170, 406-412 (2010).</li>
<li>Flory, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlory%2C+PJ+%22Principles+of+polymer+chemistry%22">Principles of polymer chemistry</a>. , Cornell University Press. Ithaca, N.Y.. (1953).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+properties+and+phase+transitions+in+blends+of+Nylon-6+with+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Therm+Anal+Calorim%22%5BJournal%5D)">Thermal properties and phase transitions in blends of Nylon-6 with silk fibroin.</a> J Therm Anal Calorim. 93, 201-206 (2008).</li>
<li>Scabarozi, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitaxial+growth+and+electrical-transport+properties+of+Ti7Si2C5+thin+films+synthesized+by+reactive+sputter+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Epitaxial growth and electrical-transport properties of Ti7Si2C5 thin films synthesized by reactive sputter deposition.</a> Scripta Materialia. 65, 811-814 (2011).</li>
<li>Tao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+materials-a+road+to+sustainable+high+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Silk materials-a road to sustainable high technology.</a> Adv Mater. 24, 2824-2837 (2012).</li>
<li>Annabi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-linked+open-pore+elastic+hydrogels+based+on+tropoelastin%2C+elastin+and+high+pressure+CO2%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Cross-linked open-pore elastic hydrogels based on tropoelastin, elastin and high pressure CO2.</a> Biomaterials. 31, 1655-1665 (2010).</li>
<li>Moll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+keratins%3A+biology+and+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Histochem+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The human keratins: biology and pathology.</a> Histochem Cell Biol. 129, 705-733 (2008).</li>
</ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריזו.

אחד מההליכים הקריטיים ביותר בייצור מערכת &quot;סגסוגת&quot; חלבון הוא לוודא miscibility של החלבונים מעורבבים. אחרת, זה מערכת רק immiscible תערובת חלבונים או חלבון מרוכב ללא נכסים יציבים ומתכוננים. שיטת ניתוח תרמית ניסיוני יכולה לשמש למטרה זו וכדי לאשר תכונות הסגסוגת שבם. ניתן לצפות באינטראקציות בין חלבונים על פי המודל של פלורי-האגינס סריג 48 כאינטראקציות בין (מרכיב החלבון העיקרי) &quot;ממס&quot; ו&quot; המומס &quot;(מרכיב חלבון הקטין). על פי מודל זה, השינוי באנרגיה החופ...

טבע יצר אסטרטגיות ליצירת מטריצות ביולוגיות מתכונן ורבות תכליתיים באמצעות מספר מוגבל של חלבונים מבניים. לדוגמא, elastins וcollagens משמשים תמיד ביחד in vivo כדי לספק את נקודות החוזק מתכווננת ופונקציות הנדרשות לרקמות ספציפיות 1,2. המפתח לאסטרטגיה זו הוא המיזוג. מיזוג כרוך חלבוני ערבוב עם יחסים ספציפיים והוא גישה טכנולוגית כדי ליצור מערכות חומר פשוטות עם מתכונן ותכונות מגוונות 3-5. בהשוואה לאסטרטגיות הנדסה סינתטיות 6,7, מיזוג יכול גם לשפר את אחידות חומר ואת היכולת לעבד את החומר בשל קלות התפעול 8-16. לכן, עיצוב חומרים רב תכליתיים, ביולוגית סגסוגת חלבון הוא אזור מתפתח של מחקר רפואי. טכנולוגיה זו תספק גם ידע שיטתי של ההשפעה של מטריצות חלבון טבעיות בפונקציות תא ורקמה הן בvitro וin vivo 10,17. על ידי אופטימיזציה של ממשקים מולקולריים בין חלבונים שונים, חומרי סגסוגת המבוסס על חלבונים יכולים להכיל מגוון של פונקציות פיזיות, כגון יציבות תרמית בטמפרטורות שונות, גמישות לתמיכה ברקמות שונות, רגישות חשמלית באיברים משתנים, ותכונות אופטיות להתחדשות רקמת קרנית 3, 18-27. התוצאה של מחקרים אלה תספק פלטפורמת חלבון חומרים חדשה בתחום של המדע ביו עם רלוונטיות ישירות לתיקונים מתכונן רקמות וטיפולים למחלות ועוד להוביל להתקני שתל מתכלים שבם ניתן חזו התכונות הטיפוליות ואבחון הרומן שלהם 3. יש לי חלבונים מבניים טבעיים רבים מאפיינים פיזיים וביו קריטיים שיכול להיות מנוצלים כמועמדים למטריצות ביולוגי. משי ממינים שונים של תולעים, keratins משערות וחוטי צמר, elastins וcollagens מרקמות שונות, וחלבונים צמחיים שונים הם חלק מהחלבונים המבניים השכיחים ביותר המשמשים לעיצוב חומרים המבוססים על חלבונים משתנים (איור 1) 18-27. באופן כללי, חלבונים אלה יכולים ליצור מבנים שונים מולקולריים משניים (למשל, יריעות בטא למשי, או סלילים מפותלים לkeratins) בשל רצפים הייחודיים שלהם חוזר על עצמו אמינו העיקרי חומצה 3,28-35. תכונות אלה לקדם את הקמתה של מבנים מקרוסקופיים עצמיים התאספו עם פונקציות ייחודיות בממשקים ביולוגיים שגרמו השירות שלהם כמשאב יקר של חומרי biopolymer. הנה, שני סוגים של חלבונים מבניים שמשו (חלבון משי tussah פראי וחלבון B ממשי תות מבוית כדוגמא) כדי להדגים את הפרוטוקולים הכלליים של ייצור חומרים ביולוגיים סגסוגת חלבון שונים. הפרוטוקולים הראו כוללים חלק 1: תחזיות אינטראקציה חלבון וסימולציות, חלק 2: ייצור של פתרונות סגסוגת חלבון, וחלק 3: ייצור של סגסוגת חלבוןמערכות ויישומים אופטיים, חשמל, ותרופות. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50891/50891fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1 חומרי גלם של חלבונים מבניים שונים הנמצא בשימוש נפוץ במעבדה שלנו לעיצוב חומרים המבוססים על חלבונים, כוללים בדי משי ממינים שונים של תולעים, keratins משערות וחוטי צמר, elastins מרקמות שונות, וחלבונים צמחיים שונים.

<table><tbody><tr><td>Q100 קלורימטרים לסריקה דיפרנציאלית (DSC)</td><td>TA Instruments, New Castle, DE, USA </td><td>N/A</td><td>אתה יכול להשתמש בכל סוג של DSC עם תוכנה כדי לחשב את קיבולת החום.</td></tr><tr><td>מערכת מקרטעת ואקום SS30T&nbsp;</td><td>T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, ניו ג'רזי, ארה"ב</td><td>N/A</td><td>עם חלקים בנויים בהתאמה אישית; אתה יכול להשתמש בכל סוג של מערכת מקרטעת לציפוי.</td></tr><tr><td>תנור ואקום VWR 1415M</td><td>VWR International, Bridgeport, NJ, ארה"ב</td><td>N / A</td><td>אתה יכול להשתמש בכל סוג של תנור ואקום כדי להצליב פיזית את הדגימות.</td></tr></tbody></table>

עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

חלבונים סיביים להציג רצפים ומבנים שונים שהיה בשימוש עבור יישומים שונים בתחומים ביו כגון חיישנים ביולוגיים, nanomedicine, התחדשות רקמות, ואספקת סמים. עיצוב חומרים המבוססים על האינטראקציות מולקולרית בקנה המידה בין חלבונים אלה יעזרו ליצור חומרים ביולוגיים סגסוגת חלבון רב תכליתי חדשים עם תכונות מתכונן. מערכות חומר סגסוגת כאלה מספקות גם יתרונות בהשוואה לפולימרים סינטטיים מסורתיים בשל פריקות ביולוגית חומרים, התאמה הביולוגית, וtenability בגוף. מאמר זה משמש תערובות חלבון משי פראי tussah (pernyi Antheraea) ומשי תות הביתי (Bombyx mori) כדוגמא לספק פרוטוקולים שימושיים בנושאים אלה, ובכלל זה כיצד לחזות אינטראקציות בין חלבונים על ידי שיטות חישוביות, איך לייצר סגסוגת חלבון פתרונות, כיצד לאמת מערכות סגסוגת על ידי ניתוח תרמי, ואיך להמציא חומרי סגסוגת משתניםכולל חומרים אופטיים עם gratings העקיפה, חומרים חשמליים עם מעגלי ציפויים, וחומרי תרופות לשחרור תרופה ומשלוח. שיטות אלה יכולים לספק מידע חשוב לעיצוב חומרים הביולוגיים רב תכליתיים הדור הבא המבוסס על סגסוגות חלבון שונה.

אינטראקציות בין חלבונים אופייניים (למשל, בין חלבון וחלבון B) יכולות להכיל תשלום תשלום אטרקציות (אלקטרוסטטי), היווצרות קשרי מימן, אינטראקציות הידרופוביות-הידרופילי, כמו גם דיפול, ממס, יון נגדי, ואפקטים מטשטשים בין ספציפי תחומים של שני חלבונים (איור 2) 3. לכן, ביסודו, אנו יכולים לחזות את ההשפעות של אינטראקציות אלה על ידי סימולציות חישוביות. <...

מיזוג הוא גישה יעילה ליצירת חומרים ביולוגיים עם מגוון רחב של מאפיינים ותכונות משולבות. על ידי חיזוי האינטראקציות מולקולריות בין חלבוני משי טבעי השונים, פלטפורמות סגסוגת חלבון חדשות משי משי עם גמישות מתכונן מכאנית, תגובה חשמלית, שקיפות אופטית, processability הכימי, פריקות ביולוגית, או יציבות תרמית יכולות להיות מתוכננות.

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

המטרה הכללית של הליך זה היא להדגים כיצד לייצר חומרי סגסוגת חלבונים שונים באמצעות סרטים מרוכבים של משי עם מעגלים אלקטרוניים. כדוגמה, הדבר מושג תחילה על ידי רגנרציה של תמיסות חלבון בודדות מתוך פניני משי של שני מינים שונים של תולעי משי.השלב השני הוא ערבוב של שני תמיסות חלבון ביחסים שונים כדי ליצור סדרה של תמיסות מעורבבות. לאחר מכן, נעשה שימוש בטכניקה של ייצור שכבה דקה כדי להכין מעגלים אלקטרוניים על מצעי זכוכית. השלב הסופי הוא ציפוי מצעי הזכוכית בתמיסות המעורבבות והעברה של המעגלים האלקטרוניים אל החלבון המיובש.סרטים מרוכבים בהשוואה לחומרים פולימריים סינתטיים מסורתיים. חומרי חלבון יכולים לספק תאימות ביולוגית, כושר ביודגדור וכושר עמידות טובים יותר בגוף האדם. ערבוב חלבונים ביחסים שונים הוא גישה טכנולוגית פשוטה ליצירת חומרים מסוג סגסוגת בעלי תכונות פיזיקליות, כימיות או ביולוגיות ניתנות לכיוונון.הרחבת טכניקה זו למערכות ביו-רפואיות מושתלות יכולה לספק ניטור אלקטרוני, ובכך לשפר את האבחון והטיפול בטיפולים רפואיים. בנוסף, ניתן להשתמש בטכניקה זו לפיתוח מכשירים שניתן לספוג לגוף לאחר שאינם נחוצים עוד. בסרטון זה, נשתמש בתערובות חלבון של משי TOSA פראי, וכן של משי תות ביתי, כדוגמה למתן פרוטוקולים מועילים בנושא זה, כולל אופן הכנת תמיסות חלבון וכן ייצור חומרים על בסיס חלבון המשלבים מעגלים אלקטרוניים.היתרון המרכזי של טכניקת ציפוי המעגלים שלנו בהשוואה לשיטות אחרות, כגון אידוי, הוא שחומרי החלבון אינם חשופים לחום גבוה באופן ישיר או באמצעות קרינה במהלך תהליך הציפוי. כדי להתחיל בהליך זה, חתכו פקות משי גולמיות ופראיות של tssa במשקל של three grams. מלאו בכלי זכוכית בנפח של two liter מים מזוקקים, ולאחר מכן הניחו את כלי הזכוכית על משטח חימום.כסו את הכלי בנייר אלומיניום וחממו עד לרתיחה. הסירו את כיסוי נייר האלומיניום והוסיפו באיטיות שלושה גרמים של sodium bicarbonate למים הרותחים, והמתינו להמסה מלאה. לאחר שה-sodium bicarbonate נמס לחלוטין, הוסיפו את גלגולי המשי הפראי למים הרותחים והניחו לתערובת לרתוח במשך שעתיים עד שלוש שעות.לאחר ההרתיחה, הוציאו בזהירות את סיבי החלבון מהתמיסה בעזרת שפכטל וסחטו אותם כדי להסיר את עודפי המים. לאחר מכן, טבלו את הסיבים בכלי קיבול (beaker) של שני ליטר עם מים מזוקקים קרים ושטפו את הסיבים פעמיים למשך 30 דקות בכל פעם, כדי להסיר לחלוטין את שאריות הזיהומים מפני השטח של הסיבים. לאחר השטיפה, ייבשו את הסיבים במabilis חולקים (fume hood) למשך 12 שעות לפחות.המיסו 48.784 גרם של calcium nitrate בבีกר זכוכית ליצירת נוזל בטמפרטורה של 65 °C לצורך המסת סיבי חלבון משי פראי. לאחר מכן, שילבו את הסיבים והממס ביחס של גרם אחד של סיבים ל-10 ml של ממס. לאחר שהסיבים הומסו בטמפרטורה של 95 °C למשך חמש עד 12 שעות, שפכו את תמיסת משי הפראי לתוך נקניק דיאליזה בנפח של 12 ml ובצעו דיאליזה כנגד שני ליטרים של מים מזוקקים.החליפו את המים המזוקקים בתדירות גבוהה כדי להסיר את ממס סידן ניטרט מהתמיסה. לאחר שלושה ימים, אספו את תמיסאות החלבון מקסירות הדיאליזה והעבירו אותן למבחנות המדורגות ל-13,000 RPM. לאחר מכן, צנטריפגו את התמיסאות למשך שעה אחת במהירות של 3,500 RPM בטמפרטורה של ארבעה מעלות Celsius.יש לשטוף שלוש פעמים להסרת משקעים עם סיום התהליך. יש לשמור את התמיסות הסופיות במקרר בטמפרטורה של ארבעה מעלות צלזיוס לאחר איסוף חלבון טבעי נוסף, כגון משי תותים ביתי. יש לחזור על התהליך לעיל עם סבון מתאים וממס עד לקבלת תמיסת חלבון מימית סופית בריכוז מדוד.לאחר מכן, ערבבו באיטיות תמיסת משי פרא בריכוז של 1% משקל עם תמיסת משי ביתי בריכוז של 1% משקל באמצעות פפיטה. שמרו את התמיסה הסופית בטמפרטורה של 4°C כדי למנוע אגרגציה של חלבונים. כדי לייצר תבנית של מעגל חשמלי על מצע זכוכית, נקו תחילה פרוסת זכוכית באמצעות ממס להסרת שומנים כגון hinox ומנקה אולטרסוני למשך חמש דקות. לאחר מכן, נקו את פרוסת הזכוכית במשך חמש דקות באצטון וחמש דקות במתנול.ייבשו את שקף הזכוכית באמצעות גז חנקן יבש, המופק מהתאיידות של מיכל חנקן נוזלי בנפח 180 ליטר. בשלב זה, הכניסו את חומרי המצע לתא ההשקעה ורוקנו את תא הנעילה (load lock) ללחץ של 30 mTorr. לאחר מכן, פתחו את שסתומי המעבר בין תא הנעילה לתא ההשקעה הראשי והכניסו את המצע אל התא.הפעילו את גז ה-Argonne ואת ווסת הלחץ, ובקרו את הלחץ עד להגעה ללחץ ההשקעה הרצוי, כדי להסיר שכבות תחמוצת ומזהמים מהמטרה באמצעות התזת קדם (pre sputter) למשך מספר דקות. לאחר פתיחת התריס, התיזו את המתכת על התשתית תוך שימוש בקצב השקעה שיביא לעובי הרצוי. עם השלמת תהליך ההתזה, הוציאו את שקף הזכוכית המצופה מהתא.השתמש במערכת ציפוי סיבובית (spinner) כדי לצפות את פני הסרט בשכבת פוטורזיסט (photoresist) חיובי. לאחר ציפוי הרזיסט על הסרט, בצע אפייה רכה (soft Bake) בטמפרטורה של 90 °C למשך חמש דקות כדי לייבש את הרזיסט. בסיום הפעולה, הצמד בחוזקה אל הרזיסט מסכת מגע (contact mask) עם תמונת המכשיר.חשפו את הפוטורזיסט (photo resist) למקור אור UV בהספק של 1000 watt למשך 10 שניות. לאחר מכן, הניחו את הסרט במפתח הפוטורזיסט עד להופעת הדמות המוקרנת. מיד עם הופעת הדמות, טבלו את הסרט במים דה-יוניים כדי לעצור את פעולת המפתח על הפוטורזיסט שלא נחשף.לאחר מכן, ייבשו את השכבה באמצעות זרם של גז חנקן יבש. הכניסו את השכבה לתנור בטמפרטורה של 120 °C למשך 15 דקות לצורך אפייה קשה (hard bake) של הפוטורזיסט. לאחר שהשכבה התקררה, הניחו אותה בתמיסת תסס עד להסרה של המתכת שאינה מוגנת על ידי הפוטורזיסט.טבול את הסרט במים כדי להפסיק את התהליך של התסריט. לאחר מכן, שטוף את הסרט באצטון כדי להסיר את הפוטורזיסט שהתקשח. שטוף לאחר מכן את הסרט במתנול וייבש אותם באמצעות חנקן יבש.לאחר שהזכוכית המצופה מוכנה, טפטפו תמיסות שונות של סגסגות חלבון על פני השטח של הזכוכית. בעזרת פיפטה, ייבשו אותן במשך 12 שעות לפחות במנדף כימי כדי להפיק שכבות של סגסגות חלבון על הזכוכית. לאחר מכן, קלפו את שכבות סגסגות החלבון עם תבניות המתכת הדקות מהמצע של הזכוכית באמצעות פינצטה. כדי להפיק חומרי סגסוגת חלבון בלתי ממיסים, מקמו את השכבה היבשה בתנור ואקום בטמפרטורה של 60 degrees Celsius ובלחץ של 25 kilo pascals, כאשר צלחת עם מים מונחת בתחתית התא.שאבו את האוויר מהתנור, כדי לאפשר לבשרי אדי המים להספיג את כל הדגימות למשך שעתיים לפחות. לאחר שחרור הוואקום והוצאת הדגימות מהתנור, קלפו את הסרט שאינו מסיס במים מהמצע באמצעות פינצטה. לבסוף, בדקו את ההתנגדות החשמלית של תבנית המתכת על סרטי סגסוגת החלבון והשוו אותה לתבנית המקורית על הזכוכית.אינטראקציות טיפוסיות בין חלבונים עשויות לכלול משיכה אלקטרוסטטית, קשרי מימן, אינטראקציות הידרופוביות והידרופיליות, כמו גם השפעות של דיפול, ממס, יוני נגד ואפקטים אנטרופיים בין דומיינים ספציפיים של החלבון. ניתן לחזות את השפעותיהן של אינטראקציות אלו באמצעות סימולציות חישוביות במהלך סימולציית מתיחה. חלבון אחד יכול להוות רשת אלסטית הדמויה לקפיצים, המעניקה למواد סופר-אלסטיות, בעוד שחלבון אחר יכול לשמש כחלקיקים עם קשרי צלב פיזיים חזקים עבור החומרים.ניתן להשרות מעברים מבניים דינמיים בדומיינים שונים לצורך אגירה ושחרור של אנרגיה או למתן תמיכה מכנית נוספת. ניתן לעצב את תמיסות סגסוגות החלבונים למגוון חומרים ביו-מטריאליים בעל תכונות הניתנות לכיוון, כולל מטריצות חומרים ליישומים תרמיים, מכניים, אופטיים, חשמליים, כימיים או ביו-רפואיים. בהדגמה זו, נמדדה התנגדות החשמלית בטמפרטורת החדר של מעגלים חשמליים על גבי סרטוני חלבון באמצעות טכניקות של שני הדקים וארבעה הדקים.במדידה דו-קוטבית, לסרטים הייתה התנגדות סגולית של 3.6 × 10⁻⁷ oh meters, הגבוהה בערך פי 20 מזו של החומר בbulk. התנגדות סגולית גבוהה יותר שנמדדה בסרטים בהשוואה ל-bulk היא תופעה טיפוסית, הנובעת ממסלול זרם מוגבל ומחוסר יכולתם של נושאי המטען להימנע מפגמים.תכונות אלו ישפיעו בסופו של דבר על התפקודים וההתנהגויות של הרקמות המחוברות לחומר. לפיכך, מערכת סגסוגת חלבונים מציעה לנו נתיב חדש לייצור מכשירים רפואיים להשת')", או חומרים בעלי תפקודים שניתן להתאמה בעתיד. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה של אופן ייצור מעגלים על חומרים אלו, ואנו מקווים כי הפרוטוקולים שסיפקנו במאמר יועילו הן למדעים חוקרים והן לרופאים קליניים בתחומים ביומדיים מרובים בעתיד.

designing-silk-silk-protein-alloy-materials-for-biomedical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

סרטי משי הם קבוצה חדשה של biomaterials בקלות להתאמה אישית עבור מערך של יישומים ביו. הסרט הציג משי מערכת התרבות ניתנת להתאמה ביותר למגוון...

סרט משי תרבות מערכת במבחנה ניתוח ביולוגי עיצוב

למרות תכונות מכניות ביוכימי הבולטים של משי עכביש, חומר זה לא ניתן לקצור בכמויות גדולות באמצעים קונבנציונליים. כאן אנו מתארים אסטרטגיה יעילה לטוות קורי עכביש מלאכותיים סיבי, שהוא תהליך חשוב עבור החוקרים הלומדים ייצור עכביש המשי ואת השימוש בהם הדור הבא של biomaterials.

ייצור סינתטי קורי עכביש בקנה מידה מעבדה

סיבי משי עכביש להציג תכונות מכאניות יוצאות דופן. תכנון...

התקנים כוללים מסנן אוויר משתלב לא ארוג של חלבונים קורי עכביש רקומביננטי electrospun

תובנה לגבי הפעולות המורכבות של המוח דורשת כלי מחקר מתקדמים. כאן אנו מדגימים מודל תלת מימדי חדש מבוסס משי-קולגן של רקמה עצבית הדומה לארכיטקטורה דמוית מוח. המודל יכול לשמש לחקר הרכבת רשת עצבית, הנחיה אקסונלית, אינטראקציות תא-תא ופעילות חשמלית.

דגם של רקמות עצביות מקוטב מבוסס משי-קולגן מהונדס 3D

פיגומי מתכת ביו-אקטיביים ואמינים מכנית יוצרו בשיטה המורכבת משני תהליכים, יציקת הקפאה דינמית לייצור Ti נקבובי, וציפוי וצפיפות של פיגומי Ti. תהליך הצפיפות הוא פשוט, יעיל וישים לייצור פיגומים מדורגים פונקציונלית.

המצאה של מכאני מתכוונן ויו מתכת פיגומים עבור יישומים ביו

חלקיקים הם מתעוררים למערכות אספקת תרופות מבטיחות כמו עבור מגוון רחב של אינדיקציות. כאן אנו מתארים שיטה פשוטה אך רבת עצמה כדי לייצר חלקיקי משי באמצעות משי טוואי משי מהונדס הפוך. חלקיקי משי אלה ניתן לטעון בקלות עם מטען טיפולי ובוחנים מכן עבור יישומי משלוח סמים.

יישומי ייצור משלוח סמים של חלקיקי משי

פרוטוקול microfluidic ספינינג, מיקרו אפיון מחדש fibroin משי monofilament מוצג.

Microfluidic יבש-ספינינג ואפיון של סיבי Fibroin משי מחדש

כאן, אנו מציגים שיטה להעברת נגיפי ביטוי וקטורים למוח באמצעות סרטי משי fibroin. שיטה זו מאפשרת משלוח ממוקד של וקטורים ביטוי באמצעות סיבים אופטיים מצופים משי/AAV, סיבים אופטיים מחודדות וחלונות הגולגולת.

אין ויוו יישוב ביטוי של חלבונים Optogenetic באמצעות סרטי משי/AAV

תוספות תרבית רקמה עם ממברנות פלסטיק הן תקן הזהב במעבדות תרביות תאים כתומכות חדירות לביסוס שכבות תאים ומודלים של רקמות מחסום. במאמר זה אנו מציגים שיטה פשוטה להחלפת קרום הפלסטיק בקרום רלוונטי יותר מבחינה ביולוגית העשוי מחלבון משי עכביש רקומביננטי מתפקד.

חיקוי קרום מרתף ננופיברילרי עשוי ממשי עכביש פונקציונלי רקומביננטי בתוספות תרבית רקמה בהתאמה אישית

אוריגמי DNA הוא שיטה רב עוצמה לבודת עצמים ננומטריים מדויקים על ידי תכנות ההרכבה העצמית של מולקולות DNA. כאן, אנו מתארים איך יכול להיות מנוצלים-DNA אוריגמי לעצב רובוט רובוטי מסוגלים לחוש סימנים ביולוגיים ולהגיב בצורת הסטה, לאחר מכן הועברה לאפקט רצוי.

עיצוב רובוט ביו תגובה מ-DNA אוריגמי

למד לייצר סגסוגות חלבון משי משי ליישומים ביואלקטרוניים. השיטה מדגימה רגנרציה של תמיסות חלבון מפקעות טוואי המשי, ערבוב ביחסים שונים ושילוב מעגלים אלקטרוניים בסרטי קומפוזיט.

עיצוב פרוטאין משי משי חומרי סגסוגת עבור יישומים ביו

גלה סרטונים נוספים