Внеклеточные матрицы (ECM) составляют леса белка, которые крепления клеток и служить в качестве барьеров между типами отдельных клеток и являются важным компонентом комплекса тканей и органов. В отличие от интерстициальных соединительной ткани базальной мембраны (БМ) — это специализированный тип ECM, который действует как барьер для разделения отсеков ткани друг от друга. СЭЗ толщиной примерно 100 мкм и поэтому позволяют прямые и косвенные связи между ячейками с обеих сторон. Двумя распространенными примерами СЭЗ являются сосудистые СЭЗ, нашли в микрососудистой стене между pericytes и эндотелиальных клеток и сократимость БМС, которые находятся между эндотелия и эпителиальных клеток. СЭЗ играют важную роль в регулировании функции клеток, клеток полярности и миграции, в здоровье и болезни. 1 состав, жесткость, архитектуры и пористость СЭЗ варьируется систем органов для содействия различных физиологических функций. К примеру BM поры имеют решающее значение для поддержания связи ячеек, растворимых молекул диффузии и для миграции иммунных клеток воспаления или бактерий во время инфекции. В дыхательных путях поры охватывают полную толщину BM, диаметром от 0,75 до 3,86 мкм2
Тонкий характер BM гарантирует, что, хотя типы клеток физически отделены друг от друга, межклеточные связи через опосредованной паракринными и контакт сигнализации сохраняется. Таким образом для изучения болезней человека в пробирке, исследователи полагались на пористых проницаемых Поддержка вставки бислоев клеточной культуры. 3 эти модели были критически важное значение для понимания сотовой связи, который играет определенную роль в здоровье и болезни. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 проницаемых Поддержка вставки удовлетворить основные требования для понимания, как ячеек сигнализации регулирует физиологические процессы, такие как набора лейкоцитов и бактериальных проникновения; Однако, вставки имеют значительные ограничения и не имитировать человека BM. Permeable Поддержка вставки не хватает как механических, так и биохимических перестройки, и упрощенным пористая структура не имитировать волокнистая структура, которая создает нерегулярных поры Типичные СЭЗ. Таким образом существует растущая потребность перестраиваемый систем, которые можно воссоздать родной BM свойств, которые влияют клеточных процессов.
На основе полимерной подложки являются идеальными кандидатами для развития biomimetic СЭЗ для изучения клеточных бислоев в контексте, который более тесно имитирует в естественных условиях окружающей среды. 8 , 9 , 10 , 11 , 12 полимеры механически перестраиваемый и может быть химически изменена для включения biomimetic терпеноидные фрагменты. 11 , 12 , 13 биоинертный полимер полиэтиленгликоля (PEG) может использоваться для создания биомиметических СЭЗ, и недавняя работа подробный синтез механически перестраиваемый PEG аргинин глицин аспарагиновой кислоты (РГД) гели с пористой сетями, которые поддерживают рост клеток и хемотаксис воспалительных клеток. 14 Хотя опубликованные на базе PEG субстратов предусмотрено более реалистичной модели человека ECM чем проницаемых поддерживает, многие из этих моделей являются чрезвычайно толстый, с глубиной приблизительно 775 мкм, что ограничивает возможность создания бислой культур с ячеек Контакты. 14
Здесь мы представляем собой протокол для создания BM имитировать PEG на полимерной основе, которая преодолевает многие из ограничений текущей ячейки бислой культуры технологий. Мы разработали метод шаблонов, который включает в себя оксид цинка, широко используемым материалом для производства микрокристаллической продукции, в полимерной во время синтеза и сшивки, которая впоследствии и выборочно удалить из результате массовых полимер. Этот процесс создает случайный пористых сеть, подражая извилистый и взаимосвязанных поры сети человека СЭЗ. Кроме того пористость может быть изменено путем изменения размера и формы окись цинка микрокристаллов через изменение реакции стехиометрии во время производства иглы. Методика, разработанная здесь создает ультратонких гидрогеля, который имитирует толщина человеческого BM. Наконец, механики, пористость и биохимический состав этих конструкций BM-как легко может быть изменен для создания микроокружения, наиболее Аналогично, видели в естественных условиях.