Метод для разработки субстраты клеточных культур с возможностью изменения рельефа в культуре описывается. Метод позволяет использовать смарт-материалов, известных как полимеры с памятью формы, которые имеют способность запоминать постоянных форму. Эта концепция может адаптироваться к широкому спектру материалов и приложений.
С памятью формы полимеров (SMP) представляют собой класс «умных» материалов, которые имеют возможность перейти от фиксированной, временную форму заранее определенных постоянных форме о применении стимулов, таких как тепло 1-5. В Типичный цикл памяти формы, SMP сначала деформируется при повышенной температуре, которая выше его температура перехода, Т транс [либо температуры плавления (Т м) или температуры стеклования (Т г)]. Упругой деформации в природе и в основном приводит к сокращению конформационной энтропии цепи учредительных сети (по теории упругости резины). Деформированного SMP затем охлаждают до температуры ниже Т транс при сохранении внешнего напряжения или стресса постоянно. При охлаждении материал переходит в более жесткое состояние (частично кристаллический или стеклянный), которые кинетически ловушки или "зависает" материала в этой низкой энтропией, ведущих к фиксации макроскопические формы. Форма восстановления запускается путем постоянного нагрева материала через Т транс под свободной от стрессов (неограниченный) состоянии. Позволяя сети цепей (с восстановил подвижность), чтобы расслабить их термодинамически, максимальная-энтропии, существенные изменения из временной формы в постоянную форму.
Клетки способны съемки механические свойства окружающей их среды 6. Механизмы, посредством которых механических взаимодействий между клетками и окружающей их физической средой контроля поведение клеток являются областями активного исследования. Подложки определенных топографии появились как мощный инструмент для исследования этих механизмов. Мезомасштабные, микромасштабной и наноразмерные структуры субстрата топографии, как было показано прямое выравнивание ячеек, адгезии клеток и клеточных тяговых усилий 7-14. Эти данные подчеркивают потенциал подложки топографии для контроля и анализа механических взаимодействий между клетками и окружающей их физической средой в культуре клеток, но подложек на сегодняшний день, как правило, пассивны и не могут быть запрограммированы ли существенно изменится в культуре. Этот физический застой имеет ограниченный потенциал топографических субстратов для контрольных клеток в культуре.
Здесь активную ячейку культуры (АКК) SMP субстратов вводятся, которые используют формы поверхности память, чтобы обеспечить программным управлением рельефа подложки и деформации. Эти субстраты продемонстрировать способность перехода от временного к рифленый рельеф во-вторых, почти плоский рельеф запомнил. Это изменение рельефа местности могут быть использованы для контроля поведения клеток при стандартных условиях культуры клеток.
Т г NOA63 можно легко управлять через температура отверждения. Мы использовали его для создания SMP субстраты, которые могут быть вызваны в ячейке совместимых устройств. NOA63 пластифицируется водой, которая снижает сухой Т г, поэтому мы увеличили сухую Т г в отверждения при…
The authors have nothing to disclose.
Авторы хотели бы поблагодарить А. Келли Берк для оказания технической помощи с АКК подготовки субстрата. На основании статьи, опубликованной в биоматериалов, Дэвис К., и др., Динамическое поведение ячейку памяти формы полимерных подложках, биоматериалов, DOI:. 10.1016/j.biomaterials.2010.12.006, Copyright Elsevier (2011). Этот материал основан на работе, поддерживается NSF под грант № DMR-0907578.
Name of the reagent or instrument | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
NOA63 | Norland Products Inc. | NOA63 | Lot number 111 |
Dogbone Punch | TestResource, Inc. Shakopee, MN | Scaled-down Type IV dogbone (ASTM D638-03) | |
Benchtop Hydraulic Press | Carver | 3851 | |
C3H10T1/2 Mouse Embryonic Fibroblasts | ATCC | CCL-226 | |
Biological Safety Cabinet | Thermo Fisher | 1357 | |
UV Lamp | Spectroline | SB-100PC | |
Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) | TA Instruments, Inc. | Q800 | |
Inverted Fluorescence Microscope | Leica | Leica DMI 4000B | |
Confocal Laser Scanning Microscope | Zeiss | LSM 710 | 20x/0.8 NA air or a 40x/1.30 NA oil objective |