Electrospun nanovezels hebben een hoge oppervlak tot gewichtsverhouding, uitstekende mechanische integriteit gewicht en ondersteunen celgroei en proliferatie. Deze nanovezels hebben een breed scala van biomedische toepassingen. Hier fabriceren we keratine / PCL nanovezels, met behulp van de electrospinning techniek en karakteriseren van de vezels voor mogelijke toepassingen in de tissue engineering.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Synthese van Keratine-gebaseerde Nanovezel voor Biomedische Technologie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Electrospinning, vanwege zijn veelzijdigheid en mogelijke toepassingen op diverse gebieden, wordt vaak gebruikt om nanovezels te fabriceren. De productie van deze poreuze nanovezels is van groot belang vanwege hun unieke fysisch-chemische eigenschappen. Hier werken wij de fabricage van keratine bevattende poly (ε-caprolacton) (PCL) nanovezels (dwz PCL / keratine composietvezel). Water oplosbare keratine werd eerst geëxtraheerd uit menselijk haar en gemengd met PCL in verschillende verhoudingen. De gemengde oplossing van PCL / keratine werd getransformeerd in nanofibrous membranen met behulp van een laboratorium ontworpen elektrospinproces opgezet. Vezelmorfologie en mechanische eigenschappen van de verkregen nanovezel waargenomen en gemeten met behulp van scanning elektronenmicroscopie en trekbank. Verder afbreekbaarheid en chemische eigenschappen van de nanovezel bestudeerd met FTIR. SEM beelden vertoonden uniform oppervlak morfologie PCL / keratinevezels van verschillende samenstellingen. De PCL / keratin vezels toonden ook uitstekende mechanische eigenschappen zoals modulus en faalpunt. Fibroblast cellen in staat waren om te bevestigen en te laten groeien en het blijkt een goede levensvatbaarheid van de cellen. Op basis van de kenmerken hierboven besproken, kunnen we stellen dat de sterk gemengde nanovezels van natuurlijke en synthetische polymeren een uitstekende ontwikkeling van composietmaterialen die kunnen gebruikt worden voor verschillende biomedische toepassingen kan vertegenwoordigen.
Inleiding
Electrospinning wordt erkend als een gangbare methode voor het bereiken polymeer nanovezels. De vezels kunnen worden geproduceerd op nanoschaal en de vezel eigenschappen kunnen worden aangepast 1. Deze ontwikkelingen en de kenmerken van electrospun nanovezels zijn vooral interessant voor hun toepassingen in biomedische engineering geweest vooral in tissue engineering. De electrospun nanovezels bezitten overeenkomsten met de extracellulaire matrix en aldus bevorderen celhechting, migratie en proliferatie 2. Vanwege de gelijkenis van de extracellulaire matrix (ECM), kunnen electrospun vezels worden gebruikt als materialen om te helpen bij wondverb....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Alle protocol volgt de richtlijnen van de North Carolina A & T State University Bureau voor Onderzoek Compliance and Ethics.
1. Chemische Voorbereiding voor Keratine Extraction 4
- Ter voorbereiding 1000 ml 2% gew / vol oplossing van perazijnzuur (PAS), onder een afzuigkap voeg 20 ml perazijnzuur aan 980 ml gedeïoniseerd (DI) water.
- Tot 1000 ml van 100 mM Tris-base-oplossing (TBS) te bereiden, voeg 12,2 g Tris Base tot 1000 ml DI water en roer tot volledig opgelost.
- Bereid verdunde zoutzuuroplossing (DHAS) in een zuurkast door gieten 4 ml geconcentreerd zoutzuur in 30 ml DI water.
- Procure ongeveer 20 g menseli....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
vezel morfologie
SEM beelden van de vezels werden verkregen voor de vezelsamenstelling. Zie figuur 3. Image Fiber bevestigt dat de vezels willekeurig zijn georiënteerd.
mechanische testen
Mechanisch sterke vezels zijn meestal nodig voor verscheidene toepassingen weefselmanipulatie. Deze vezels moeten voldoende sterkte en flexibiliteit onder bepaalde stre.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Extractie van keratine van mensenhaar werd met succes bereikt. De perazijnzuur fungeerde als oxidatiemiddel op het menselijk haar, waardoor de keratine te extraheren door de Tris Base. De productie van keratine poeder werd kleinschalig door het feit dat het alleen gedaan voor onderzoeksdoeleinden. Deze procedure is reeds vastgesteld in de industrie voor grootschalige productie. Te onttrekken kleinschalige keratine was verontreiniging, batch variabiliteit en kosteneffectiviteit regelen.
Kerat.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
Auteurs willen graag bedanken National Science Foundation door middel van Engineering Research Center for radicale Metallic Biomaterialen (ERC-0812348) en Nanotechnologie Undergraduate Education (EEG 1.242.139) voor de financiering van steun.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Human Hair | Verkregen bij lokale kapper in Greensboro | ||
| Peracetic acid | Sigma Aldrich | ||
| PCL (e-caprolactone polymeer) | Sigma Aldrich | 502-44-3 | Mn 70-90 kDa |
| Trifluoroethanol (TFE) | Sigma Aldrich | 75-89-8 | |
| Tris Base (TrizmaTM Base Powder) | Sigma Aldrich | >99,9% kristallijn | |
| Hydrochloric Acid | Fischer Scientific | A144C-212 Lot 093601 | Waltham, MA |
| Kwik-Sil | World Precision Instruments | Sarasota, FL | |
| Cellulose membrane | Sigma Aldrich | 12 - 14 kDa moleculaire afsnijding | |
| optische microscoop | Olympus BX51M | BX51M | Japan |
| scanning elektronenmicroscoop | Hitachi SU8000 | SU8000 | Japan |
| Table-Top Shimadzu-machine | North America Analytical and Measuring Instruments AGS-X-serie | AGS-X-serie | Columbia, MD |
| Fourier-transformatie infraroodspectroscopie | Bruker Tensor 2-instrument | Billerica, MA | |
| Microcal Origin-software | Northampton, MA | ||
| Röntgendiffractie (XRD) | Bruker AXS D8 Advance röntgendiffractometer | Madison, WI | |
| Fibroblast 3T3 cel | American Tissue Type Culture Collection | Manassas, VA | |
| Dulbecco's gemodificeerd Eagle's medium (DMEM | Invitrogen | Grand Island, NY | |
| Spectra max Gemini XPS microplaatlezer | Molecular Devices | Sunnyvale, CA | |
| Student- Newman-Keuls post hoc-test | SigmaPlot 12-software |
Referenties
- 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).
- Li, W. J., Laurencin, C. T., Caterson, E. J., Tuan, R. S., Ko, F. K.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
