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Bioengineering

Concevoir protéines de soie soie Matériaux alliage pour applications biomédicales

Published: August 13, 2014 doi: 10.3791/50891
Automatic Translation
1,2,3, 1, 1, 1,2, 1, 1,2, 2,4
1Department of Physics and Astronomy, Rowan University, 2Department of Biomedical and Translational Sciences, Rowan University, 3Department of Biomedical Sciences, Cooper Medical School of Rowan University, 4Department of Chemistry and Biochemistry, Rowan University

Summary

Le mélange est une approche efficace pour générer des biomatériaux avec un large éventail de propriétés et caractéristiques combinées. En prévision des interactions moléculaires entre les différentes protéines de soie naturelle, de nouvelles plates-formes en alliage de protéines de soie de soie avec la résilience accordable mécanique, réponse électrique, transparence optique, au traitement chimique, la biodégradabilité, ou la stabilité thermique peuvent être conçus.

Abstract

Les protéines fibreuses afficher différentes séquences et des structures qui ont été utilisés pour diverses applications dans le domaine biomédical, tels que les biocapteurs, la nanomédecine, la régénération des tissus, et la délivrance de médicaments. Matériaux sur la base des interactions à l'échelle moléculaire entre ces protéines Conception permettra de générer de nouveaux biomatériaux multifonctionnel en alliage de protéines avec des propriétés accordables. De tels systèmes de matériaux d'alliage offrent également des avantages par rapport aux polymères synthétiques traditionnelles en raison de la biodégradabilité des matériaux, de biocompatibilité, et sa tenue dans le corps. Cet article a utilisé les mélanges de protéines de soie sauvage de tussah (Antheraea de pernyi) et domestique mûrier soie (Bombyx mori), par exemple, de fournir des protocoles utiles sur ces sujets, y compris la façon de prédire les interactions protéine-protéine par des méthodes de calcul, la façon de produire un alliage de protéines solutions, comment vérifier les systèmes d'alliage par analyse thermique, et la façon de fabriquer des matériaux d'alliage variablesy compris les matériaux optiques à réseaux de diffraction, des matériaux à des circuits électriques, des revêtements et des matériaux pharmaceutiques pour la libération du médicament et de la livraison. Ces méthodes peuvent fournir des informations importantes pour la conception des biomatériaux multifonctions de nouvelle génération basé sur différents alliages de protéines.

Introduction

La nature a créé des stratégies pour générer des matrices biologiques accordables et multifonctions utilisant un nombre limité de protéines structurales. Par exemple, élastines et les collagènes sont toujours utilisés ensemble in vivo pour fournir les forces réglables et fonctions requises pour les tissus spécifiques 1,2. La clé de cette stratégie est le mélange. Mélange consiste à mélanger des protéines ayant des rapports spécifiques et une approche technologique pour produire des systèmes de matériaux simples avec accordable et propriétés variées 3-5. En comparaison avec les stratégies d'ingénierie de synthèse 6,7, le mélange peut également améliorer l'uniformité de la matière et la capacité de traiter la matière en raison de la facilité d'utilisation 8-16. Par conséquent, la conception de matériaux multifonctionnels, biocompatibles alliage de protéine est un domaine émergent de la recherche médicale. Cette technologie fournira également la connaissance systématique de l'impact des matrices de protéines naturelles sur les fonctions cellulaires et tissulaires, tant en vitro et in vivo 10,17. En optimisant les interfaces moléculaires entre les protéines différentes, les alliages à base de protéines peuvent englober une gamme de fonctions physiques, telles que la stabilité thermique à des températures différentes, l'élasticité de soutenir divers tissus, la sensibilité électrique dans les organes variables, et les propriétés optiques de la cornée la régénération des tissus 3, 18-27. Le résultat de ces études fournira une nouvelle plate-forme de protéines-matériaux dans le domaine des sciences biomédicales en rapport direct avec la réparation des tissus accordables et le traitement des maladies et d'autres conduisent à des dispositifs d'implants biodégradables où leurs caractéristiques thérapeutiques et diagnostiques nouvelles peuvent être envisagées 3.

Beaucoup de protéines structurales naturelles ont des propriétés physiques et bioactifs critiques qui peuvent être exploités comme des candidats pour les matrices de biomatériaux. Soies de différentes espèces de vers, les kératines de poils et laines, élastines et les collagènes de différents tissus, etdiverses protéines végétales sont quelques-unes des protéines structurales les plus couramment utilisés pour la conception de matériaux à base de protéines variables (Figure 1) 18-27. En général, ces protéines peuvent former des structures moléculaires secondaires (par exemple, des feuillets bêta, ou de soies bobines enroulées pour les kératines) en raison de leurs répétitives des séquences d'acides aminés primaires uniques 3,28-35. Ces caractéristiques favorisent la formation de structures macroscopiques auto-assemblés avec des fonctions uniques à des interfaces biologiques incitant leur utilité en tant que ressource précieuse de matières de biopolymère. Ici, deux types de protéines structurales ont été utilisés (protéine A de soie tussah sauvage et la protéine B de pantouflard soie du mûrier, par exemple) pour démontrer les protocoles généraux de la production de divers biomatériaux en alliage de protéines. Les protocoles comprennent démontré partie 1: les prédictions d'interactions protéiques et des simulations, partie 2: la production de solutions d'alliages de protéines, et la partie 3: la fabrication d'un alliage de protéineset des systèmes pour des applications optiques, électriques et pharmaceutiques.

Figure 1
Figure 1: Les matières premières de différentes protéines de structure qui sont couramment utilisés dans notre laboratoire pour la conception de matériaux à base de protéines, y compris les soies à partir de différentes espèces de vers, les kératines de poils, la laine et les élastines de différents tissus, et diverses protéines végétales.

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Protocol

1 Prévision des interactions des protéines

  1. L'analyse bioinformatique des molécules protéiques
    1. Visitez le Centre national pour le site d'information de biotechnologie (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/), et rechercher les noms de protéines qui seront utilisées pour l'étude de l'alliage. Remarque: Pour cet exemple, deux protéines ont été utilisés: la protéine A, qui est la nature fibroïne de soie tussah, et la protéine B, qui est l'intérieur de la fibroïne de soie du mûrier. Pour la protéine A, les séquences d'acides aminés peuvent être trouvés dans "fibroïne [Antheraea pernyi] GenBank: AAC32606.1" (Antheraea pernyi sont les Chinois (Chêne) Tussah Moth). Pour protéine B, les séquences d'acides aminés peuvent être trouvées dans "précurseur de la fibroïne de la chaîne lourde [Bombyx mori] NCBI séquence de référence: NP_001106733.1" et "précurseur de la chaîne légère de fibroïne [Bombyx mori] NCBI Reference Sequence: NP_001037488.1" ensemble (Bombyx mori est le ver à soie domestiqué du mûrier).
    2. Sélectionnez et save les séquences d'acides aminés de la protéine A et la protéine B de la base de données.
    3. Visitez le site Web ExPASy (le portail de bioinformatique SIB) (www.expasy.org) ou utiliser un autre logiciel commercial pour calculer les bioinformatique de base de données de protéines en fonction de leurs séquences, y compris, mais sans s'y limiter, la charge totale par molécule, indice d'hydrophobie de la molécule, la courbe de titrage des molécules à différentes valeurs de pH, etc Cette information sera utilisée comme éléments de base pour la simulation numérique des interactions entre protéines, et vous aidera à comprendre si ces deux protéines ont des interactions fortes. [Remarque: Cette étape n'est pas pour prédire précisément tous les détails de l'interaction de la protéine comme ceux utilisés dans de petits peptides ou des protéines sciences fonctionnelle. Le but de cette section est seulement pour éviter la production d'un mélange de protéines avec des séparations de macrophase évidentes qui ne peuvent être appelées un matériau «alliage». Par conséquent, l'estimation pourrait être approximative, mais ee système d'alliage de la protéine peut être vérifiée par une méthode expérimentale décrite dans l'étape 3.1 en utilisant l'analyse thermique précis].
  2. Simulation numérique de système en alliage de protéines
    Ci-dessous est décrit un procédé pour simuler le système d'alliage de la protéine. Un programme de simulation est écrit en langage de programmation C qui peut être utilisé sur un système informatique unique ou multiprocesseur. Un treillis-ressort-masse (LSM) modèle a été utilisé pour simuler l'alliage protéines 36-39. Le modèle LSM donne une description simple de la force nette sur une masse lorsqu'il est attaché à un ressort et on peut résoudre l'équation de la force de comprendre le mouvement pour chaque masse. Un algorithme simple du programme pour modéliser le système d'alliage de la protéine à l'aide du modèle de LSM est donnée comme suit:
    1. Représenter une seule protéine en tant que particules à gros grains qui a une masse de m.
    2. Utilisez un Hooke ou un ressort de néo-Hooke pour représenter une liaison 38,39. En reliant un nombre fini de particules avec des ressorts, une boîte make un domaine sous-alliage qui représente un bloc de construction stable de l'alliage protéines. Pour représenter les différents types d'obligations dans le intra-lien, utiliser différentes constantes de ressort / rigidité.
    3. Modéliser le système d'alliage de la protéine comme un matériau constitué de sous-alliages dûment réticulés. Encore une fois ici raideurs différentes ont été utilisées pour représenter les différents liens entre les interconnexions des sous-alliages.
    4. Modéliser la rupture de la liaison et le processus de réforme par un modèle de Bell 40,41, à travers lequel des liaisons faibles sont autorisés à être réformé, mais des liens forts ne peuvent pas réformer une fois qu'ils sont brisés. Lorsque le système est suffisamment souligné (à la fois sur les liens intra-et inter-suballoy suballoy), les obligations peuvent être brisées et réformés.
    5. Afin d'étudier les effets de déformation de l'alliage protéines quand ils sont stressés, appliquer des forces externes au système. Distribuer ces forces égales à chaque particule lors de la résolution de l'équation de la force (lois de Newton).
    6. Pour modéliser les interactionsentre la solution (tels que les molécules d'eau) et les protéines, appliquer une force de traction ou une force de friction supplémentaire pour chaque particule.
    7. Résoudre l'équation pour chaque particule avec les actions de chaque force (la force du lien, la force extérieure, et la force de frottement printemps) vigueur.
    8. Calculer et extraire les positions des particules de protéines en fonction du temps.
    9. Calculer les quantités physiques qui caractérisent les alliages des protéines à partir des positions des particules.
    10. Changer la rigidité de liaison dans le programme de comprendre les interactions entre protéines différentes. (La raideur de la liaison moyenne est calculée à partir du module des matières protéiques d'Young. Module de différents matériaux protéiques fibreuses de Young peut être obtenue soit par Universal Test de traction 18, ou directement à partir de littératures précédentes 2-4,18).

2 La production de protéines Solutions alliage

La soie sauvage tussah (protéine A) et de la soie de mûrier domestique (protéine B) sont choisis ici comme un exemple de système d'alliage de protéines. Ce protocole présente d'abord la façon d'obtenir la solution la soie tussah sauvage (protéine A).

  1. Couper des cocons de soie tussah sauvages premières ou des fibres à un poids de 3 g.
  2. Mesure 3 g de dicarbonate de sodium ou le carbonate de sodium (Remarque: Si l'on utilise le carbonate de sodium, le poids moléculaire des chaînes protéiques réduit au cours du processus d'ébullition 42).
  3. Remplir un bécher de 2 L de verre avec de l'eau distillée (H 2 O). Ensuite, placez le récipient en verre sur une scène chaude, couvrez d'une feuille d'aluminium, et porter à ébullition.
  4. Retirez le couvercle de papier d'aluminium et ajouter le bicarbonate de sodium mesurée lentement dans l'eau bouillante, ce qui lui permet de se dissoudre totalement. (Note: Le rôle de bicarbonate de sodium est le "savon" pour nettoyer les protéines solubles de séricine et d'autres impuretés attachées à la surface des fibres de soie sauvage cas d'utilisation d'OTH.er fibres protéiques de nature, s'il vous plaît sélectionner agents chimiques correspondantes selon la littérature).
  5. Ajouter les fibres protéiques premières (fibres de soie sauvage) dans l'eau bouillante et laisser bouillir pendant 2-3 heures (Note:. L'heure d'ébullition a un impact critique sur le poids moléculaire de chaînes de protéines 26,43 Il faut choisir un moment approprié selon de la littérature ou en effectuant des expériences de contrôle 26,43. la température d'ébullition puisse également être ajusté pour influer sur le poids moléculaire des chaînes protéiques 26,43,44).
  6. Après la cuisson, retirer soigneusement les fibres protéiques avec une spatule de la solution et les presser pour enlever l'excès d'eau. (ATTENTION: Les fibres sont très chauds!)
  7. Ensuite, plonger les fibres dans un bécher de 2 L avec de l'eau distillée froide et on lave les fibres à deux reprises pendant 30 min chacun pour éliminer complètement les résidus impurs de la surface de la fibre. Sécher les fibres dans une hotte de laboratoire pendant au moins 12 heures.
  8. Faire fondre 45,784 g de nit de calciumtaux (Ca (NO 3) 2) dans un bêcher en verre pour former un liquide à 65 ° C pour dissoudre les fibres de protéine de soie sauvage. (Remarque: Si vous utilisez d'autres fibres protéiques naturel, sélectionnez un correspondant de solvant pour dissoudre les protéines Ici, vous pouvez également utiliser 9,3 M LiSCN ou LiBr solution, ou une solution de phosphate de 85% pour la dissolution de différentes fibres de soie..)
  9. Combiner les fibres et le solvant dans un rapport de 1 g de fibres dans 10 ml de solvant. Permettre aux fibres de se dissoudre à 95 ° C pendant 5 à 12 h. (Note: Le temps de dissolution dépend du poids moléculaire des protéines 26,43-45)
  10. En utilisant des seringues, injecter la solution sauvage de soie en 12 ml cassettes de dialyse (maximum 1000 MW que la taille de coupure) ou tubes de dialyse scellés (maximum 1000 MW que la taille de coupure) et dialyser contre 2 L d'eau distillée. (Remarque: L'injection est plus efficace si le maintien de la solution à 35 ° C, sinon la viscosité de la solution de protéine va considérablement augmenter à la température ambiante). Changez l'eau distillée pour enlever fréquemment Ca (NO 3) 2 solvants dans la solution (après 30 min, 2 h, 6 h, puis toutes les 12 heures pendant 3 jours. Au total, il y aura environ 8 changements d'eau).
  11. Après 3 jours, recueillir les solutions de protéines à partir des cassettes de dialyse ou tube et le placer dans 13.000 tubes classé tours.
  12. Centrifuger les solutions pendant 1 heure à 3500 tours par minute à 4 ° C pour éliminer les dépôts 3x. Après chaque course centrifugeuse, retirez rapidement le surnageant dans de nouveaux tubes. Stocker les solutions finales dans un réfrigérateur à 4 ° C.
  13. Verser 5 ml de solution de protéine sur un polydiméthylsiloxane (PDMS) substrat ou un autre substrat hydrophobe plat et laissez-le sécher complètement (cela prend généralement plus de 12 heures). Peser le film de protéine restant solide et calculer la concentration finale de la solution, en pourcentage en poids (% p / v) = Poids mesuré (en mg) ÷ 5 (en ml) ÷ 10.
  14. Recueillir une autre fibre de protéine naturelle sélectionné (dans ce CASe, de la soie de mûrier domestiqué a été utilisée comme protéine B), et répéter processus ci-dessus avec un "savon" approprié et en dissolvant du solvant, jusqu'à ce que la solution finale de l'eau de la protéine avec la concentration mesurée est obtenue. [Note: Si les matières protéiques sont sous la forme de poudre, utiliser des tubes ou des membranes poreuses appropriées pour maintenir les échantillons pendant le processus de «savonnage». Si la protéine a déjà été purifié, passez directement à l'étape 2.8 pour dissoudre la poudre. Si la protéine a déjà été purifiée et est soluble dans l'eau, faire sa solution aqueuse avec une concentration souhaité puis passez à l'étape 2.15 ci-dessous pour faire des solutions de protéines de fusion.]
  15. Diluer lentement la solution de protéine A (solution de soie sauvage ici) dans l'eau distillée à 4 ° C pour former une protéine de 1,0% en poids d'une solution aqueuse. Faire le même processus pour la protéine B (soie domestiqué ici).
  16. Incorporer graduellement la protéine 1% en poids Une solution avec une solution de protéines de B à 4 ° C en utilisant une pipette pour éviter protein agrégation pendant le mélange. (Note 1: Ne pas utiliser un instrument de vortex pour mélanger les protéines car certaines protéines (par exemple, les soies) seront former des hydrogels pendant la vibration 46,47 Note 2:. Si possible, utiliser des dispositifs supplémentaires pour contrôler le taux de mélange et la taille de mélange décision Assurez-vous de les mélanger aussi lente que possible afin d'éviter l'agrégation. Ne pas pipeter rapidement la solution pendant le mélange).
  17. Les solutions finales de mélange doivent avoir un rapport de masse spécifiée ou un rapport molaire de la protéine A: Protéine B. En règle générale, les mélanger avec un rapport massique de 90:10, 75:25, 50:50, 25:75, 10:90 pour obtenir un large éventail de solutions d'alliage. Utiliser des solutions de protéine A et la protéine B purs comme témoins. Pour un mélange en solution avec un rapport molaire de la protéine A: B = R Protein: (100-R). Calculer le rapport en volume de mélange (sur la base d'une même solution 1% en poids) par: A Volume: Volume B = R · (MW A): (R-100) · (PO de B).
  18. Jeter immédiatement les solutions définitives à PDMS substrats pour former des films ou d'autres desimatériaux ci a été conçu. (Remarque: Ne pas stocker solutions en alliage de protéines de haute concentration pendant une longue période Plus agrégats peuvent se former plus tard en raison des interactions protéine-protéine dans l'eau.). Si nécessaire, diluer les solutions de mélange avec de l'eau distillée exempte d'ions et les conserver dans un réfrigérateur C à 4 ° C pour éviter l'agrégation des protéines supplémentaires dans les solutions.

3. fabrication de protéines variable Matériaux alliage

  1. Confirmez alliage prévision par analyse thermique 3,9,31-35
    1. Préparer substrats PDMS et nettoyez-les en les trempant dans de l'eau distillée.
    2. Jetez les solutions de protéines de fusion avec différents rapports de mélange sur les PDMS substrats.
    3. Sécher les solutions pendant au moins 12 heures dans une hotte chimique avec le débit d'air jusqu'à ce que les films sont formés (Note: utiliser le même volume pour des solutions différentes de sorte que l'épaisseur des films peut être fixé).
    4. Retirez les films d'alliage de protéines à partir de PDMS substrats et les placer sur la vaisselle propre.
    5. Peser nombreux calorimétrie différentielle à balayage (DSC) casseroles en aluminium et des couvercles pour étude DSC. Faites correspondre les casseroles et couvercles paires d'avoir un poids total égal (poids de récipient et la masse de couvercle correspond à un poids constant). Par exemple, voici un poids total de couvercle et un panoramique 22,50 mg ont été utilisées, et huit ensembles de couvercle et de panoramique des combinaisons avec ce poids total ont été préparés.
    6. Encapsuler 6 mg chaque type de protéine séchée se fond dans les casseroles de DSC en aluminium et les sceller avec leurs couvercles assortis dans les processus 3.1.5. Sceller un récipient vide et le couvercle paire à être utilisé avec l'échantillon de référence de sorte que seule la capacité thermique des échantillons se sera enregistrée lors de l'analyse thermique (Note: Le DSC comparer la capacité de chaleur de la poêle de référence + couvercle contre que de l'échantillon + casserole + couvercle. raison des poids égaux, la capacité des casseroles et des couvercles de chaleur de fond sera comptabilisée pour ne laisser que la capacité thermique de l'échantillon dans la casserole).
    7. Mettez références scellés et des casseroles échantillons dans un appareil de DSC, avecsec purgé à l'écoulement de gaz d'azote de 50 ml / min et équipé d'un système de refroidissement réfrigéré. Avant les mesures d'échantillons, l'instrument de DSC doit d'abord être étalonné avec de l'indium et du saphir pour l'écoulement de chaleur et de température, respectivement.
    8. Pré-exécuter la DSC à une vitesse de chauffage de 2 ° C / min à 150 ° C, puis maintenir à cette température pendant 15 min pour éliminer toutes les molécules d'eau restant dans les échantillons (typiquement de l'ordre de 3 à 10% du poids total). Refroidir rapidement vers le bas (10 K / min) à 25 ° C.
    9. Exécuter à nouveau la DSC à une vitesse de chauffage de 2 ° C / min à 300 ° C, ou jusqu'à ce que le pic de la dégradation des mélanges de protéines apparaissent 34. Noter les capacités calorifiques de l'échantillon de protéine à différentes températures lors de ce processus. Refroidir le DSC et changer l'ancien échantillon à un nouvel échantillon avec un rapport de mélange différent.
    10. Calculer et tracer la capacité thermique contre les courbes de température pour chaque échantillon protéine de fusion en utilisant le logiciel DSC 31-35.
    11. Juger de la miscibility de mélanges de protéines par la méthode suivante (voir la figure 4 thermique et la figure 5), et si les deux protéines sont totalement miscibles, ils peuvent être appelés «alliages de protéines". Sinon, le terme "protéine composite" serait un nom approprié selon les théories descriptives polymères 48,49):
      1. Les protéines individuelles A et B devraient avoir individu température de transition vitreuse, T g (A) et T g (B) (voir les courbes vertes et bleues de la figure 5) 3,48;
      2. Cette température de transition vitreuse est généralement intermédiaire entre ceux des deux composants de protéine, T g (A) et Tg (B) (voir Figure 5) 3,48;
      3. Séparation de phase non miscible, on obtient des mélanges si les deux T g (A) et Tg (B) apparaissent à leur position d'origine (figure 5), et à chaque étape de la T ghauteur en proportion de la composition, les deux protéines sont complètement non miscible à 3,48.
      4. Semi-miscible composite type de mélange aura une très large transition vitreuse, ou peut encore avoir deux transitions vitreuses, mais chacun a migré plus proche de l'autre par rapport à des composants de protéine pure, T g (A) et Tg (B) ( voir figure 5). Dans ce cas, il peut y avoir des structures de phase micro-hétérogènes formés entre les deux composants de la protéine, et la composition peut varier d'un endroit à l'autre.
    12. Si (3.1.11.1) est le cas représenté sur la DSC, et il peut être confirmé que la protéine AB est un système d'alliage, puis passer à fabriquer des matériaux d'alliage de protéines.
  2. Fabrication de matériaux optiques par Alliages de protéines
    1. Produire (dans le laboratoire de fabrication) ou acheter une surface topographique conçu pour la coulée. Dans cet exemple spécifique, un verre à quatre motifs de diffraction a été utilisé (figure 4Optique).
    2. Placez le verre avec des motifs de diffraction dans un plat, et assurez-vous que la surface à motif est confronté à la hausse.
    3. Fais solution PDMS uniformément sur ​​la surface du verre, et couvre entièrement les motifs de surface (PDMS La solution est réalisée par la mise en pot et la solution de catalyseur dans un mélange 9: 1 le rapport de mélange selon le mode d'instruction 23,44).
    4. Placer la cuvette de coulée dans un four à 65 ° C pendant au moins 2 heures, tandis que sur une surface plane. La solution PDMS doit sécher dans un substrat solide au cours de ce processus.
    5. Retirer substrat PDMS de verre. Les diagrammes de diffraction doivent maintenant être transférées à la surface du PDMS.
    6. Découper les moules PDMS avec des motifs de diffraction à l'aide d'un poinçon approprié.
    7. Baisse des solutions en alliage de protéines sur les surfaces de PDMS avec des motifs de diffraction, et les sécher pendant au moins 12 heures pour obtenir des films avec des motifs de diffraction.
    8. Pour obtenir les matériaux en alliage de protéines insolubles, placer l'ensemble de pry compris des films, des moules dans un PDMS C étuve sous vide à 60 ° (25 kPa) avec un plat d'eau sur le fond de la chambre. Pomper l'air dans le four, et laisser les vapeurs d'eau des échantillons de recuit pendant au moins 2 h. (Ce processus est appelé à température contrôlée de la vapeur d'eau recuit 45. Comparaison avec la méthode de méthanol largement utilisé, il peut générer similaire teneur en bêta-feuille dans les matériaux de soie 45). Couper le vide et de décoller le film insoluble dans l'eau du substrat PDMS en utilisant une pince. Pour cet exemple, sauvages alliages de soie soie domestiqué sont utilisés.
    9. Testez la qualité de diagrammes de diffraction sur des films en les comparant avec les modèles originaux sur la vitre (par exemple, recueillir des images SEM pour les détails à petite échelle, de recueillir des motifs de diffraction de laser pour la qualité de schéma général).
  3. Fabrication de circuits électriques sur les protéines Alliages Matériaux
    1. Pour fabriquer un motif de circuit électrique sur un substrat de verre, d'abord CLEAna lame de verre en utilisant une dégraissage au solvant tel que Alconox dans un bain à ultrasons pendant 5 min, suivie de 5 min dans de l'acétone, suivi par 5 min dans du methanol. Le méthanol est utilisé en dernier car il s'évapore plus lentement que l'acétone peut donc être arrachée du substrat plutôt que le séchage et laissent des traces.
    2. Sonnez de la lame de verre à sec en utilisant de l'azote gazeux sec qui est généré par l'évaporation de 180 L Dewar d'azote liquide.
    3. Introduire les matériaux de substrat dans la chambre de dépôt. (Ces lignes directrices sont associés à un système de pulvérisation, mais d'autres techniques de dépôt puissent être utilisées.) Si la chambre est conçue avec un sas de chargement, le vide dans la chambre de dépôt ne soit pas sensiblement affectée. Évacuer le sas à une pression de 30 mTorr.
    4. Ouvrez la vanne d'arrêt entre le sas et la chambre de dépôt principal et introduire le substrat dans la chambre.
    5. Allumer le gaz Ar et du régulateur de pression et de réguler la pression désirée à l'deposition pression. Des pressions plus élevées donnent l'énergie pulvérisé atomes inférieurs métalliques et de films plus uniformes, mais des pressions plus faibles donnent de meilleurs adhérant films déposés plus rapidement. La gamme de pressions est généralement compris entre 3 et 60 mTorr mTorr, avec 20 mTorr fonctionne bien.
    6. Les métaux sont ensuite projetés sur un obturateur qui protège le substrat de revêtement en utilisant une puissance RF de 100 W. Un circuit d'accord est nécessaire pour diriger l'énergie RF de la cible métallique. Courant continu pourrait être utilisé à la place de RF pour cibles métalliques. Afin d'éliminer les couches d'oxyde et de contaminants à partir de la cible, de pré-pulvérisation pendant plusieurs minutes.
    7. Ouvrez le volet et pulvériser le métal sur le substrat. La vitesse de dépôt pour la configuration décrite est d'environ 10 nm par minute. Ce taux dépend de la distance, de la pression, la force de l'aimant de travail à la cathode du magnétron, l'épaisseur de la cible et le métal pulvérisé. Ajuster le temps de dépôt pour obtenir l'épaisseur souhaitée.
    8. Retirer la lame de verre revêtue de lachambre.
    9. Utilisation d'un métier à filer, tourner d'un revêtement de résine photosensible sur la surface du film. Beaucoup de resists peuvent être utilisés. Dans ce cas, on a utilisé photorésist positif.
    10. Après le résist est filé sur le film, cuisson douce à 90 ° C pendant 5 minutes pour sécher la résine.
    11. Placer un masque de contact avec une image de l'appareil fermement contre la résistance. Une source de lumière UV est utilisé pour exposer la résine photosensible. L'exposition est de 10 secondes, mais varie en fonction de l'intensité de la source de lumière et la résine utilisée.
    12. Placer le film dans le révélateur de résine photosensible jusqu'à ce que l'image projetée apparaît. Les lavages de développement loin du résistent qui a été exposé à la lumière UV qui provoquent la rupture des liaisons polymères. Immédiatement après l'image apparaît, plonger le film dans de l'eau DI pour arrêter le développeur de travailler sur la résine photosensible non exposée.
    13. Soufflez les films secs avec de l'azote sec.
    14. Placez les films dans un four à 120 ° C pendant 15 min pour "cuire dur" la photorésister.
    15. Après les films refroidir, placez-les dans une solution de gravure jusqu'à ce que le métal n'est pas protégé par la résine photosensible décolle. Trempez-les dans l'eau pour arrêter la gravure.
    16. Rincer avec de l'acétone pour enlever la résine photosensible durcie.
    17. Rincer avec du méthanol et sécher avec de l'azote sec.
    18. Une fois les verres à couches sont prêts, déposer des solutions différentes en alliage de protéines sur les surfaces de verre, et les sécher pendant au moins 12 heures pour obtenir des films d'alliage de protéines sur les verres. (Il est suggéré d'abord concentrer les solutions d'alliage à 5% en poids pour obtenir des films d'alliage d'épaisseur de la protéine.)
    19. En raison des interactions hydrophobes, hydrophiles, les films métalliques minces sont transférées à partir des surfaces de verre à l'alliage de protéine fixée pellicule surfaces 51. Décoller les films d'alliage de protéine avec les motifs métalliques minces à partir des substrats en verre à l'aide de forceps.
    20. Pour obtenir des matériaux d'alliage de protéines insolubles, placer les films secs dans un four sous vide C à 60 ° (25 kPa) et une awater plat sur le fond de la chambre. Pomper l'air dans le four, et laisser les vapeurs d'eau des échantillons de recuit pendant au moins 2 h. Couper le vide et de décoller le film insoluble dans l'eau du substrat en utilisant une pince.
    21. Testez les qualités électriques de motifs métalliques sur des films d'alliage de protéines telles que la résistance électrique et de les comparer aux modèles originaux sur la vitre.
  4. Fabrication de matériaux pharmaceutiques par des alliages de protéines
    1. Pour fabriquer un alliage de protéines films avec des composés pharmaceutiques, d'abord préparer un substrat de PDMS comme décrit dans l'étape 3.2. Nettoyer le substrat PDMS formé par de l'eau distillée.
    2. Dissoudre ou disperser les composés pharmaceutiques dans une solution aqueuse. Utiliser les ultrasons ou vortex pour mélanger de façon homogène les composés pharmaceutiques à l'eau. Si les composés ne sont pas solubles dans l'eau, disperser les poudres avec une distribution homogène dans l'eau distillée exempte d'ions.
    3. Calculer le ratio masse désiréede composés à des alliages de protéines par: volume de solution de composé x pourcentage en poids de solution de composé: volume de solution de protéine alliage x pourcentage en poids de la solution de composé (ici la solution d'alliage 1% en poids a été utilisé). Choisir un rapport pour obtenir un film ayant une densité de composé désiré dans le film d'alliage de protéine.
    4. Mélangez lentement la solution du composé avec la solution d'alliage de protéines en suivant les mêmes instructions de la section 2 processus 2.16. (Remarque: Pour éviter la gélification, ne ultrasonicate ou vortex la solution pendant le mélange).
    5. Verser un volume calculé du mélange sur le substrat de PDMS et la sécher au moins 12 heures dans une hotte chimique pour obtenir un film d'alliage contenant une proportion de protéines conçu de composés pharmaceutiques.
    6. Physiquement réticulé du film en suivant la même instruction à la section 3.2 processus 3.2.8. Un exemple de films d'alliage avec des médicaments insolubles du modèle de faible densité (LD) ou un haut (HD) de densité pourrait être vu sur la Figure 4

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Representative Results

Interactions protéine-protéine typique (par exemple, entre la protéine A et la protéine B) peuvent contenir charge charge (électrostatiques) attractions, la formation de liaisons hydrogène, interactions hydrophobes-hydrophiles, ainsi que dipôle, solvant, contre-ion, et les effets entropiques entre le spécifique domaines de ces deux protéines (Figure 2) 3. Par conséquent, fondamentalement, nous pouvons prédire les effets de ces interactions par des simulations informatiques.

Figure 2
Figure 2: Les interactions entre la protéine A et la protéine B. Généralement, ces interactions pourrait être basée sur la charge-charge (électrostatiques) attractions, la formation de liaisons hydrogène, ou des interactions hydrophobes-hydrophiles entre les domaines spécifiques de ces deux protéines.

La protéine alliésystème peut être modélisé comme un matériau composé de domaines sous-alliage protéines réticulées, où chacun de ces sous-alliages est supposé être stable. Les interactions entre les protéines (A et B) peuvent être considérés comme des liens avec des raideurs différentes (pour cette étude, nous considérons que deux types de liaisons faibles ou forts dans la figure 3). Les liaisons faibles pourraient représenter des liaisons hydrogène et d'autres obligations décrites dans la figure 2. La protéine-alliage dans son ensemble est formé par deux liaisons transversales entre de nombreux sous-alliages délimitées entre elles par deux liens forts et faibles. Les sous-alliages sont formés en utilisant des liaisons fortes et dans les sous-alliages nous permettent la formation de liaisons faibles. La protéine-alliage dans son ensemble est formé par deux liaisons transversales entre de nombreux sous-alliages liées entre elles par divers liens forts et faibles. Lorsque le système est suffisamment souligné, les obligations à la fois le faible et le fort sont rompues. Dans de bonnes conditions les liaisons faibles sont autorisés àréformer à nouveau les liens. Cependant, les liens plus forts seront rompues de manière irréversible. L'existence des liaisons faibles permet à l'alliage de protéines pour maintenir son intégrité structurale sous contrainte extérieure 36-41. Cette simulation numérique utilise un modèle mathématique développé par une approche bottom-up qui est basé sur la méthode des éléments finis par modèle treillis printemps 36-41.

Figure 3
Figure 3 simulation informatique de démontrer l'avantage mécanique d'un système d'alliage de la protéine au cours de l'étirage. Pendant la simulation d'étirage, d'un type de protéine (couleur bleue) peut former un réseau élastique comme des ressorts fournissant super-élasticité des matériaux, alors que l'autre type d' protéines (de couleur verte) peut fournir de solides agents de réticulation physiques pour stabiliser le réseau de matériau. Stru dynamiquectural transitions (par exemple, les formations de liaisons hydrogène et des déformations) peuvent être induites dans des domaines différents pour stocker et libérer de l'énergie ou de fournir un soutien mécanique supplémentaire au cours de l'étirage.

La figure 3 illustre une simulation de calcul typique des propriétés mécaniques d'un système d'alliage de la protéine sauvage (avec de la soie tussah que la protéine A et domestiqué soie de mûrier comme protéine B) lors de l'étirage. Au cours de la simulation d'étirage, d'un type de protéine (couleur bleue) peut former un réseau élastique à ressorts fournissant des super-élasticité des matériaux, alors que l'autre type de protéine (couleur verte) peut servir sous forme de particules ayant de fortes agents de réticulation physique pour le réseau de la matière. Transitions structurelles dynamiques (par exemple, la formation de liaisons hydrogène et de déformation) peuvent être induites dans des domaines différents pour stocker et libérer de l'énergie ou de fournir un soutien mécanique supplémentaire au cours de l'étirement. Les études de simulation donnentde sa situation générale théorique pour comprendre les interactions entre les différentes molécules de protéines structurelles, telles que les paires utiles de protéines pourraient être captées pour générer les alliages de protéines avec des interactions fortes et des propriétés spécifiques, telles que l'élasticité mécanique exceptionnelle.

En général, une fois que la protéine A et B sont choisis (ici, ils sont la soie et la soie sauvage domestiqué), une solution de l'alliage de la protéine peut être produite en plusieurs étapes (Figure 4). Tout d'abord, les sources de protéines telles que des fibres naturelles ou en poudre doivent être nettoyés ou purifiés. Par exemple, un procédé de dégommage pourrait être utilisée pour supprimer la soie soluble séricine des protéines appliquées sur la plupart des fibres de fibroïne de soie 20. D'autre part, un solvant approprié doit être trouvé pour dissoudre les sources de protéines insolubles dans les solutions. Par exemple, la solution forte concentration de bromure de lithium est un bon solvant pour couper bêta-feuille structures secondaires dans les différentes soies et dissoudre les fibres dans les solutions.En troisième lieu, un procédé de dialyse peut être utilisée pour éliminer le solvant à dissoudre et récupérer les molécules de protéines dans une solution aqueuse. Centrifugation supplémentaire est souvent nécessaire d'éliminer les impuretés et les agrégats non dissous dans la solution. Enfin, des solutions aqueuses de protéines différentes peuvent être mélangés doucement avec différents rapports. Par conséquent, si les deux solutions de protéines n'ont pas macrophase séparation, ils sont mélangés ensemble avec des interactions fortes et former nouveau système d'alliage de protéine pour diverses applications biomédicales. Pour les matériaux d'alliage de la protéine insoluble dans le corps, les différents traitements de réticulation physiques ou chimiques peuvent être adaptées. Par exemple, on a trouvé que à haute température et à haute pression de recuit à la vapeur d'eau pourrait différents matériaux de soie ou d'élastine incroyablement reticulation 6,52. Bien que différentes matières kératiniques peuvent être réticulés par des liaisons disulfure naturelles dans les chaînes latérales des protéines 53.

Une fois que le psolutions d'alliage sont produites rotein et vérifiés, ils peuvent être façonnés en une large gamme de biomatériaux ayant des propriétés ajustables, y compris les matrices de matériaux pour des applications thermiques, mécaniques, optiques, électriques, chimiques ou biomédicales (figure 4). Dans cet article, trois nouvelles applications pour ces matériaux pour démontrer l'avantage unique de biomatériaux en alliage de protéines ont été sélectionnés (Figure 4). Grâce à des techniques de micro-fabrication modernes, différents motifs de surface peuvent être générés dans des micro ou nano-échelles sur les alliages de la protéine (figure 4 de la demande optique). Par exemple, si un motif de diffraction optique est produite sur la surface du film, ce film peut être utilisé en tant que support pour transférer des faisceaux laser dans différentes configuration optique 22,23. Si le matériau d'alliage a été sorti de la protéine dans une solution d'enzyme, le profil de dégradation des films peut être compris en comparant les diagrammes de diffraction en temps réel à partir du filmavec le modèle original (à la place de lavage avant et en arrière et à l'examen des films dégradés dans l'air). Une autre technique émergente est de revêtir différents circuits micro-échelle et résonateurs sans fil sur les matériaux en alliage de protéine (figure 4 de la demande électrique). Grâce à cette technique, les micro-courants de tissus ou d'organes endommagés in vivo peuvent être contrôlées, avec des signaux sans fil directement transférés à 24,51 médecins. Et la ténacité mécanique et biodurabilité matériau dans le corps peuvent être facilement contrôlées par les rapports de mélange et les composants protéiques spécifiques des matériaux. Enfin, différents médicaments anticancéreux solubles ou insolubles peuvent être directement incorporés dans les matériaux d'alliage de la protéine (figure 4 de la demande chimique). médicaments contre le cancer sont souvent très toxiques, et d'endommager non seulement les cellules cancéreuses, mais également le système immunitaire humain normal. Par conséquent, le contrôle de la région et de la dose de l'administration de médicaments contre le cancer par jour dans le corps est l'un des til thèmes les plus importants de la science pharmaceutique. Grâce à l'incorporation des médicaments anticancéreux dans les alliages de la protéine, on peut implanter le matériau uniquement dans les tissus ou les organes cancéreux, et contrôler la vitesse du médicament contre le cancer par jour à partir du réseau d'alliage de protéines de libération de la commande des composants protéiques et les rapports de mélange. Etant donné que la matrice de protéines est complètement biodégradable, les matériaux d'alliage de la protéine seront automatiquement éliminées par des enzymes de l'organisme, après la période de libération de médicament. Les résidus de matériaux d'alliage de protéines sont purement des acides aminés, qui peuvent être absorbés par l'organisme humain pour produire en outre d'autres protéines essentielles in vivo. Les patients qui se guérissent par la libération contrôlée de médicaments contre le cancer à partir de matériaux en alliage de protéines implantées vont enfin récupéré sans additifs dans le corps, et les deux matrices en alliage de protéines naturels et les médicaments contre le cancer seront efficacement absorbé dans le corps pendant le processus de durcissement.

"Figure Figure 4: Les étapes générales pour produire un matériau en alliage de protéine, y compris le nettoyage ou la purification des sources importantes de protéines, de dissoudre les matières protéiques insolubles dans des solutions, dianalysizing pour éliminer le solvant de dissolution à partir d'une solution aqueuse de protéines, la centrifugation et mélange avec des proportions différentes, et traitements de réticulation physiques ou chimiques. La solution de l'alliage de protéine peut ensuite être formé dans une large gamme de biomatériaux ayant des propriétés accordables, y compris les matrices de matériaux pour l'isolation thermique, mécanique, optique, électrique, applications biomédicales chimique, ou. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.

Ici, nous avons démontré les procédures critiques sur la façon de fabriquer des matériaux électriques sur protedans des alliages avec des détails de la figure 5. films métalliques minces tels que des circuits électriques peuvent être créés en utilisant plusieurs techniques de dépôt différents, y compris l'évaporation, dépôt par laser pulsé, ou par pulvérisation. La pulvérisation cathodique a été choisie pour cette étude car il offre une grande souplesse pour l'énergie des espèces pulvérisées par l'intermédiaire du réglage de la pression du gaz de pulvérisation et de la puissance appliquée à la cathode ainsi que l'uniformité de dépôt grâce à un ajustement de la pression de gaz et la taille de la cathode. dépôt par pulvérisation cathodique peut être utilisé pour projeter un film métallique sur un substrat en verre (Figure 5A). Dans ce cas, le circuit Ag films ont été déposés dans une chambre à vide élevé avec une pression de base d'environ 1 x 10 -7 Torr. Le gaz de pulvérisation Ar a été introduit dans la chambre à une pression de 20 mTorr et l'Ag a été déposée à l'aide d'un générateur RF à 100 W pendant 20 min à partir d'une cathode magnétron planaire de 2 pouces qui est de 8 cm de la surface du substrat. Les dispositifs sont defINED en utilisant des techniques de photolithographie communes dans les films sur le verre puis par gravure chimique humide (voir la procédure détaillée sur la figure 5A). Les appareils peuvent également être définis par dépôt à travers un masque physique directement sur les films de protéines. La résistivité électrique à la température ambiante des circuits électriques sur les films de protéine a été mesurée en utilisant à la fois des techniques à deux bornes et à quatre terminaux. L'avantage de l'approche à quatre bornes est d'éliminer la résistance de contact de la mesure, mais nous constatons que la résistance de contact n'est pas significative si une mesure à deux bornes est suffisante. Les deux mesures terminal utilise un multimètre de bonne qualité fixé sur l'échelle de fabrication ohm contact avec le film sur les deux extrémités du fil métallique (schématiquement représentés sur la figure 5B). Dans cette mesure, le multimètre est à la fois une source de courant et un voltmètre et la résistance mesurée est la tension divisée par le courant. La résistivité est calculée en utilisantρ = RA / l, où R est la résistance, A est la surface de section transversale du fil et l est la distance entre les sondes. Pour le créé ici, les R a été mesurée comme étant de 23,5 Ω en utilisant la pente de la courbe tension-courant de la figure 5B (R = ΔVoltage / ΔCurrent), l est de 4,45 x 10 -2 m, et A a été jugée 6,685 x 10 -10 m 2. A partir de ces chiffres, d'une résistivité de 3,6 x 10 -7 Ω · m a été constaté pour les films, environ 20 fois plus grande que celle du métal en vrac d'argent (1,6 x 10 -8 Ω · m). Une résistivité plus élevée mesurée en films par rapport à masse typique est due à la voie de courant déjà limité et l'incapacité de porteurs de charge pour éviter les défauts. Le chauffage de la tôle avec un pistolet à air chaud augmente sa résistance indiquant une augmentation de la vitesse de diffusion des électrons par les phonons caractéristiques de conduction métallique.

"Figure Figure 5 (A) Procédure pour faire des circuits électriques sur des films d'alliage de protéines (ici des circuits d'argent sur ​​soie tussah sauvage et films de mélange de soie de mûrier à titre d'exemple): (a) lame de microscope brut; (B) le plasma d'argent lors du dépôt de pulvérisation d'une cible de 2 pieds de diamètre; (C) revêtue d'argent de la lame; (D) revêtu d'argent échantillon maintenu à la centrifugeuse à l'aide du mandrin à vide avant d'ajouter la résine photosensible; (E) à glissière argent recouvert de résine photosensible a été mis dans le four pour soft-cuire au four à 120 ° C; (F) Exposer aux rayons UV pour briser les liens de polymère dans la résine photosensible; (G) Développer la résine photosensible; (H) Hard-cuire la résine pour se préparer à la gravure en acide; (I) la gravure dans l'acide, puis arrêter la gravure par rinçage dans un bain d'eau; (J) Sécher la lame; (K) de la solution de protéine d'alliage de fonte sur la lame; (L) des motifs de transfert d'argent vers le film de protéine séchée (B). -7 Ω · m environ 20x plus grand que celui de vrac en métal argenté. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 6
Figure 6 thermique modèle d'analyse permettant de vérifier la miscibilité du système de protéine homogène. Si la protéine A et B ont des températures de transition vitreuse différentes, T g (A) et Tg (B), respectivement (vert et bleu courbes), entièrement miscible système d'alliage de la protéine indique seulement une transition vitreuse différente de la Tg de A et B (courbe rouge). Dans le cas contraire, la protéines sont des mélanges non miscibles avec les deux T g (A) et Tg (B) (courbe noire), ou composites semi-miscibles avec les deux décalés transitions vitreuses (courbe orange).

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Discussion

L'une des procédures les plus critiques dans la production de système de protéine "alliage" est de vérifier la miscibilité de mélanges de protéines. Dans le cas contraire, il est seulement un système de composite de mélange de la protéine ou protéine non miscible sans propriétés stables et réglables. Procédé d'analyse thermique expérimental peut être utilisé à cette fin et pour confirmer les propriétés de l'alliage. Les interactions protéine-protéine peuvent être considérées selon le modèle de réseau de Flory-Huggins 48 que les interactions entre le "solvant" (le composant prédominant de protéine) et le "soluté" (le composant mineur de la protéine). Sur la base de ce modèle, le changement d'énergie libre pendant le mélange entre le "solvant" et la "soluté" régit la miscibilité du mélange 48. Généralement, il existe trois degrés de miscibilité différentes: (a) (matériau sous forme d'une phase macroscopique) complètement miscible, (b) métastable (formulaire phases semi-miscibles dans le matériau) et (c) non miscible (reste d'origine des deux phases avec des protéines individuelles A et B domaines) 3,48. De ce fait, les comportements de transition vitreuse d'un système de deux protéines peut démontrer ces différences et idéalement peut être exprimé en utilisant un modèle de diagramme de phase (figure 6). Par exemple, si la protéine A et B ont leurs températures individuelles uniques de transition vitreuse, T g (A) et Tg (B), respectivement (Figure 6 verts et les courbes bleues), un système d'alliage de la protéine complètement miscible devrait montrer une seule transition vitreuse au cours du chauffage. Cette transition vitreuse est généralement intermédiaire entre la Tg de A et B (figure 6). Autrement, les protéines peuvent former un mélange non miscible à la fois de sorte que T g (A) et T g (B) apparaissent à leur position d'origine (figure 6). Les protéines peuvent également former un système semi-miscible indiqué par deux tran décalée de verresitions (figure 6). Un exemple pratique de parfaitement miscible protéine "alliage" système (forme de transition d'un verre) peut être trouvée dans les analyses de DSC des échantillons de mélange soie-tropoélastine de la figure 4 (application thermique) 9. Avec la diminution de la teneur en soie, les températures de transition vitreuse (T g) des mélanges augmenté graduellement à partir de 178 ° C (soie pure) à 190 ° C (tropoélastine pure) 9, mais constamment maintenir une transition vitreuse unique homogène pour tous les types d' mélanges. Selon le modèle de Flory-Huggins, cela indique que tous les mélanges de soie de la tropo-élastine différents rapports de mélange sont stables et sont entièrement miscibles alliages de protéines, sans aucune séparation de macrophases.

En conclusion, les nouvelles générations de matériaux en alliage de protéines peuvent être produites et fabriquées dans différents dispositifs médicaux (par exemple, les films, les sutures, vis, plaques, micro-aiguilles, gels), avec réglage et le thonble propriétés mécaniques optique, électrique, chimique, thermique, et. Grâce à la commande des composants et les rapports de mélange, les diverses propriétés biophysiques des matériaux d'alliage des protéines, telles que l'élasticité, la résistance, la rugosité de surface, la charge de surface, biodurabilité et l'activité chimique, peut être manipulé, ce qui peut finalement avoir un impact fonctions de tissus ainsi que la cellulaire locale comportements associés à ces matériaux. En outre, en raison de la nature de la durée de vie programmable de protéines, in vivo devient une plate-forme viable pour ces alliages. Ces avantages pourraient fournir de nouvelles options pour les dispositifs médicaux implantables dans le futur où après la réparation prélèvement chirurgical peut être évité. Ces biomatériaux en alliage de protéines devraient également offrir une nouvelle voie pour produire des dispositifs médicaux dotés de fonctions et propriétés biologiques accordables, et avec le respect de tissu correspondant et les besoins connexes. Cet article présente une analyse de protocole général pour la façon de fabriquer ces dispositifs etprofiterait à la fois scientifiques et les médecins cliniques dans plusieurs domaines biomédicaux.

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Disclosures

Aucun conflit d'intérêt déclaré.

Acknowledgments

Les auteurs remercient la Rowan University pour le soutien de cette recherche. XH aussi grâce Dr David L. Kaplan à l'Université Tufts et le NIH P41 Tissue Resource Center Engineering (TERC) pour les formations techniques précédentes.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Q100 Differential Scanning Calorimeters (DSC) TA Instruments, New Castle, DE, USA
 N/A You can use any type of DSC with a software to calculate the heat capacity.
SS30T Vacuum Sputtering System  T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, NJ, USA N/A With custom built parts; you can use any type of sputtering system to coat.
VWR 1415M Vacuum Oven VWR International, Bridgeport, NJ, USA N/A You can use any type of vacuum oven to physically crosslink the samples.

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