Articolo metodologico

Preparazione di Thermoresponsive Nanostrutturati Superfici Tissue Engineering

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DOI:

10.3791/53465

1 marzo 2016

In questo articolo

Sommario

Le superfici nanometriche di isole marine composte da copolimeri a blocchi termoresponsivi sono state fabbricate con il metodo Langmuir-Schaefer per controllare l'adesione e il distacco spontaneo delle cellule. Sono stati visualizzati sia la preparazione della superficie che l'adesione e il distacco delle cellule sulla superficie.

Abstract

Le superfici termoresponsive immobilizzate in poli(N-isopropilacrilammide) (PIPAAm) per il controllo dell'adesione e del distacco cellulare sono state fabbricate con il metodo Langmuir-Schaefer. I copolimeri a blocchi anfifilici composti da polistirene e PIPAAm (St-IPAAms) sono stati sintetizzati mediante polimerizzazione radicalica reversibile a trasferimento di catena di addizione-frammentazione (RAFT). Una soluzione di cloroformio di molecole di St-IPAAm è stata delicatamente lasciata cadere in un apparato a trogolo di Langmuir, ed entrambe le barriere dell'apparato sono state spostate orizzontalmente per comprimere il film e regolarne la densità. Quindi, il film di Langmuir St-IPAAm è stato trasferito orizzontalmente su un substrato di vetro modificato idrofobicamente da un dispositivo fissato in superficie. Le immagini al microscopio a forza atomica hanno rivelato chiaramente strutture di isole marine su scala nanometrica sulla superficie. La forza, la velocità e la qualità dell'adesione e del distacco cellulare sulla superficie preparata sono state modulate dalle variazioni di temperatura nell'intervallo di temperatura critica inferiore della soluzione delle molecole PIPAAm. Inoltre, una struttura cellulare bidimensionale (foglio cellulare) è stata recuperata con successo sulle superfici ottimizzate. Queste superfici PIPAAm uniche possono essere utili per controllare la forza di adesione e distacco delle cellule.

Introduzione

superfici nanostrutturate hanno recentemente attirato notevole attenzione a causa delle loro diverse applicazioni potenziali, tra cui patterning, colture cellulari, la pulizia, e la commutazione di superficie. Ad esempio, le superfici superhydrophobic ispirati al nanostruttura della foglia di loto e altre superfici sensibili sono in grado di reagire agli stimoli esterni 1-4.

Il film Langmuir è uno dei rivestimenti polimerici più studiati. Un film Langmuir è formato facendo cadere molecole anfifiliche su una interfaccia aria-acqua 5-8. Il film può poi essere trasferito su una superficie solida per adsorbimento fisico ....

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Protocollo

1. Sintesi di Polystyrene- blocco -poly (N -isopropylacrylamide) da due fasi reversibile addizione frammentazione catena di trasferimento (RAFT) polimerizzazione radicale

  1. Sciogliere stirene (153,6 mmol), 4-ciano-4- (ethylsulfanylthiocarbonyl) Acido sulfanylpentanoic (ECT; 0,2 mmoli), e 4,4'-azobis (acido 4-cyanovaleric) (ACVA; 0,04 mmoli) in 40 ml di 1, 4-diossano. Congelare la soluzione in azoto liquido sotto vuoto per 15-20 minuti per rimuovere le specie reattive e gradualmente scongelare a RT. Assicurarsi che la soluzione sia completamente scongelato e ripetere questo ciclo di degasaggio gelo-disgelo pompa-tre volte.
  2. Otte....

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Risultati

Copolimeri a blocchi composti da polistirolo e poli (N -isopropylacrylamide) (St-IPAAms) con pesi molecolari specifici sono stati sintetizzati in zattera polimerizzazione radicale. ECT è stato preparato come trasferitore di catena come descritto in Moad et al. 28. Due molecole St-IPAAm di diversa lunghezza di catena PIPAAm stati sintetizzati, ei polimeri a blocchi ottenuti sono stati caratterizzati da 1 H di risonanza magnetica nucleare (NMR) e cro.......

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Discussione

Una superficie sensibile alla temperatura è stato fabbricato con il metodo Langmuir-Schaefer, e le proprietà di superficie per l'adesione cellulare / distacco e strato di cellule di recupero sono state ottimizzate. Quando si utilizza questo metodo per la realizzazione di superfici, diversi passaggi sono critici. La composizione molecolare delle molecole St-IPAAm ha un grande effetto sulla struttura superficiale e alla stabilità della superficie, e, per estensione, a adesione cellulare e distacco. In particolare, le .......

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Dichiarazioni

Tutti gli autori hanno contribuito in egual misura alla stesura del manoscritto e hanno approvato la versione finale. Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

Ringraziamenti

Questo studio è stato sostenuto finanziariamente dal Progetto per lo Sviluppo di Sistemi di Innovazione "Cell Sheet Tissue Engineering Center (CSTEC)" del Ministero dell'Istruzione, della Cultura, dello Sport, della Scienza e della Tecnologia (MEXT), Giappone.

....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
N-isopropilacrilammideKohjinNessun numero di catalogo
Azobis(acido 4-cianovalerico)Wako Pure Chemicals016-19332
StireneSigma-AldrichS4972
1,3,5-triossanoSigma-AldrichT81108
1,4-DiossanoWako Pure Chemicals045-24491
DMEMSigmaD6429
PBSNakarai11482-15
StreptomicinaGIBCO BRL15140-163
PenicillinaGIBCO BRL15140-122
Tripsina-EDTASigmaT4174
FBSGiappone BiosieroJBS-11501
BAECScience Reserch Resources BankJCRB0099
Occhiali di coperturaMatsunami Glass IndustryC024501
AFM NanoScope VVeeco
1H NMR INOVA 400Varian, Palo Alto
ATR/FT-IR NICOLET 6700Thermo Scientific
GPC HLC-8320GPCTosoh
TSKgel Super AW2500, AW3000, AW4000Tosoh
Langmuir-BlodgettKSV InstrumentsKN 2002KSV NIWA Midium trogolo
Nikon ECLIPSE TE2000-UNikon
Health Abbeveratoi di deposizione di

Riferimenti

  1. Bae, Y. H., Kwon, I. C., Pai, C. M., Kim, S. W. Controlled release of macromolecules from electrical and chemical stimuli-responsive hydrogels. Makromol. Chem., Macromol. Symp. 70-71 (1), 173-181 (1993).
  2. Fu, Q., et al.

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Superfici termorecettiveMetodo di Langmuir SchaeferControllo dell adesione cellulareControllo del distacco cellulareRecupero di fogli cellulariMicroscopia a forza atomicaSintesi di polimeriMateriali termorecettivi

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