Name: Biyomedikal Uygulamalar için İpek-ipek Protein Alaşım Materyalleri Tasarlama (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-13T14:15:00.000+00:00
Duration: 11 min 14 s
Description: Keşfedin ipek-ipek protein alaşımları ile biyomedikal uygulamalar için elektronik devrelerin entegrasyonunu. Bu yöntem, ipek kozalarından protein çözeltileri hazırlayarak ayarlanabilir biyomalzemeler üretir.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Yazarlar bu araştırma desteği için Rowan University teşekkür ederim. Tufts Üniversitesi&#39;nde XH ayrıca teşekkür Dr David L. Kaplan ve önceki teknik eğitimler için NIH P41 Doku Mühendisliği Kaynak Merkezi (TERC).

<ol><li>Rosenbloom, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+matrix+4%3A+The+elastic+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22FASEB+J%22%5BJournal%5D)">Extracellular matrix 4: The elastic fiber.</a> FASEB J. 7, 1208-1218 (1993).</li>
<li>Traub, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+molecular+structure+of+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">On the molecular structure of collagen.</a> Nature. 221, 914-917 (1969).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein-Based+Composite+Materials%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Today%22%5BJournal%5D)">Protein-Based Composite Materials.</a> Materials Today. 15, 208-215 (2012).</li>
<li>Hardy, J. G., Scheibel, T. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Composite+materials+based+on+silk+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Polymer+Science%22%5BJournal%5D)">Composite materials based on silk proteins.</a> Progress in Polymer Science. 35, 1093-1115 (2010).</li>
<li>Kidoaki, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscopic+spatial+designs+of+nano-+and+microfiber+meshes+for+tissue-engineering+matrix+and+scaffold+based+on+newly+devised+multilayering+and+mixing+electrospinning+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Mesoscopic spatial designs of nano- and microfiber meshes for tissue-engineering matrix and scaffold based on newly devised multilayering and mixing electrospinning techniques.</a> Biomaterials. 26, 37-46 (2005).</li>
<li>Teng, W. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recombinant+silk-elastin+like+protein+polymer+displays+elasticity+comparable+to+elastin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Recombinant silk-elastin like protein polymer displays elasticity comparable to elastin.</a> Biomacromolecules. 10, 3028-3036 (2009).</li>
<li>Foo, C. W. P., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+engineering+of+fibrous+proteins%2C+spider+dragline%2C+silk+and+collagen%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Drug+Delivery+Rev%22%5BJournal%5D)">Genetic engineering of fibrous proteins, spider dragline, silk and collagen.</a> Adv Drug Delivery Rev. 54, 1131-1143 (2002).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charge-Tunable+Autoclaved+Silk-Tropoelastin+Protein+Alloys+That+Control+Neuron+Cell+Responses%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Charge-Tunable Autoclaved Silk-Tropoelastin Protein Alloys That Control Neuron Cell Responses.</a> Adv. Funct. Mater. 23, 3875-3884 (2013).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+derived+from+silk-tropoelastin+protein+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Biomaterials derived from silk-tropoelastin protein systems.</a> Biomaterials. 31, 8121-8131 (2010).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+elasticity+and+surface+roughness+on+myogenic+and+osteogenic-differentiation+of+cells+on+silk-elastin+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The influence of elasticity and surface roughness on myogenic and osteogenic-differentiation of cells on silk-elastin biomaterials.</a> Biomaterials. 32, 8979-8989 (2011).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+from+ultrasonication-induced+silk+fibroin-hyaluronic+acid+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Biomaterials from ultrasonication-induced silk fibroin-hyaluronic acid hydrogels.</a> Biomacromolecules. 11, 3178-3188 (2010).</li>
<li>Gil, E. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swelling+behavior+and+morphological+evolution+of+mixed+gelatin%2Fsilk+fibroin+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Swelling behavior and morphological evolution of mixed gelatin/silk fibroin hydrogels.</a> Biomacromolecules. 6, 3079-3087 (2005).</li>
<li>Lu, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+process+to+prepare+silk+fibroin%2Fgelatin+biomaterial+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Macromol.+Biosci%22%5BJournal%5D)">Green process to prepare silk fibroin/gelatin biomaterial scaffolds.</a> Macromol. Biosci. 10, 289-298 (2010).</li>
<li>Lu, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Insoluble+and+flexible+silk+films+containing+glycerol%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Insoluble and flexible silk films containing glycerol.</a> Biomacromolecules. 11, 143-150 (2010).</li>
<li>Mandal, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+fibroin%2Fpolyacrylamide+semi-interpenetrating+network+hydrogels+for+controlled+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Silk fibroin/polyacrylamide semi-interpenetrating network hydrogels for controlled drug release.</a> Biomaterials. 30, 2826-2836 (2009).</li>
<li>Yeo, I. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collagen-based+biomimetic+nanofibrous+scaffolds%2C+preparation+and+characterization+of+collagen%2Fsilk+fibroin+bicomponent+nanofibrous+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Collagen-based biomimetic nanofibrous scaffolds, preparation and characterization of collagen/silk fibroin bicomponent nanofibrous structures.</a> Biomacromolecules. 9, 1106-1116 (2008).</li>
<li>Holst, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Substrate+elasticity+provides+mechanical+signals+for+the+expansion+of+hemopoietic+stem+and+progenitor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Substrate elasticity provides mechanical signals for the expansion of hemopoietic stem and progenitor cells.</a> Nat. Biotechnol. 28, 1123-1128 (2010).</li>
<li>Omenetto, F. G., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+Opportunities+for+an+Ancient+Material%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">New Opportunities for an Ancient Material.</a> Science. 329, 528-531 (2010).</li>
<li>Qin, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+resilin+elasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Mechanism of resilin elasticity.</a> Nature Communications. 3, 1003(2012).</li>
<li>Rockwood, D. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials+fabrication+from+Bombyx+mori+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protocols%22%5BJournal%5D)">Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin.</a> Nat. Protocols. 6, 1612-1631 (2011).</li>
<li>Wise, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineered+tropoelastin+and+elastin-based+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Protein+Chem+Struct+Biol%22%5BJournal%5D)">Engineered tropoelastin and elastin-based biomaterials.</a> Adv Protein Chem Struct Biol. 78, 1-24 (2009).</li>
<li>Amsden, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+nanoimprinting+of+silk+fibroin+films+for+biophotonic+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Rapid nanoimprinting of silk fibroin films for biophotonic applications.</a> Adv. Mater. 22, 1746-1749 (2010).</li>
<li>Lawrence, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+film+biomaterials+for+cornea+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Silk film biomaterials for cornea tissue engineering.</a> Biomaterials. 30, 1299-1308 (2009).</li>
<li>Kim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolvable+films+of+silk+fibroin+for+ultrathin+conformal+bio-integrated+electronics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Dissolvable films of silk fibroin for ultrathin conformal bio-integrated electronics.</a> Nat. Mater. 9, 511-517 (2010).</li>
<li>Zhang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stabilization+of+vaccines+and+antibiotics+in+silk+and+eliminating+the+cold+chain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Stabilization of vaccines and antibiotics in silk and eliminating the cold chain.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 109, 11981-11986 (2012).</li>
<li>Pritchard, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+silk+protein+processing+on+drug+delivery+from+silk+films%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecular+Bioscience%22%5BJournal%5D)">Effect of silk protein processing on drug delivery from silk films.</a> Macromolecular Bioscience. 13, 311-320 (2013).</li>
<li>Lammel, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+silk+fibroin+particle+features+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Controlling silk fibroin particle features for drug delivery.</a> Biomaterials. 31, 4583-4591 (2010).</li>
<li>Urry, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+chemistry+of+biological+free+energy+transduction+as+demonstrated+by+elastic+protein-based+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Physical chemistry of biological free energy transduction as demonstrated by elastic protein-based polymers.</a> J Phys Chem B. 101, 11007-11028 (1997).</li>
<li>Shao, Z., Vollrath, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Materials%3A+Surprising+strength+of+silkworm+silk%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Materials: Surprising strength of silkworm silk.</a> Nature. 418, 741-741 (2002).</li>
<li>Jin, H. J., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanism+of+silk+processing+in+insects+and+spiders%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanism of silk processing in insects and spiders.</a> Nature. 424, 1057-1061 (2003).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+Beta-Sheet+Crystallinity+in+Fibrous+Proteins+by+Thermal+Analysis+and+Infrared+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Determining Beta-Sheet Crystallinity in Fibrous Proteins by Thermal Analysis and Infrared Spectroscopy.</a> Macromolecules. 39, 6161-6170 (2006).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Protein-Water+Relationships+during+%CE%B2-Sheet+Formation%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Dynamic Protein-Water Relationships during β-Sheet Formation.</a> Macromolecules. 41, 3939-3948 (2008).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microphase+separation+controlled+beta-sheet+crystallization+kinetics+in+fibrous+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Microphase separation controlled beta-sheet crystallization kinetics in fibrous proteins.</a> Macromolecules. 42, 2079-2087 (2009).</li>
<li>Cebe, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beating+the+Heat+-+Fast+Scanning+Melts+Beta+Sheet+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Beating the Heat - Fast Scanning Melts Beta Sheet Crystals.</a> Scientific Reports. 3, 1130(2013).</li>
<li>Pyda, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heat+Capacity+of+Silk+Fibroin+Based+on+the+Vibrational+Motion+of+Poly%28amino+acid%29s+in+the+Presence+and+Absence+of+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Heat Capacity of Silk Fibroin Based on the Vibrational Motion of Poly(amino acid)s in the Presence and Absence of Water.</a> Macromolecules. 41, 4786-4793 (2008).</li>
<li>Buxton, G. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lattice+spring+model+of+heterogeneous+materials+with+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Model.+Simul.+Mater.+Sci.+Eng%22%5BJournal%5D)">A lattice spring model of heterogeneous materials with plasticity.</a> Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 9, 485-497 (2001).</li>
<li>Buxton, G. A., Balazs, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+dynamic+fracture+of+polymer+blends+processed+under+shear%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Modeling the dynamic fracture of polymer blends processed under shear.</a> Phys. Rev. B. 69, 054101(2004).</li>
<li>Kolmakov, G. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+labile+bonds+between+nanogel+particles+to+create+self-healing+materials%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Harnessing labile bonds between nanogel particles to create self-healing materials.</a> ACS Nano. 3, 885-892 (2009).</li>
<li>Duki, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+nanoscratching+of+self-healing+materials%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Modeling the nanoscratching of self-healing materials.</a> J. Chem. Phys. 134, 084901(2011).</li>
<li>Bell, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Models+for+the+specific+adhesion+of+cells+to+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Models for the specific adhesion of cells to cells.</a> Science. 200, 618-627 (1978).</li>
<li>Bell, G. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+adhesion.+Competition+between+nonspecific+repulsion+and+specific+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Cell adhesion. Competition between nonspecific repulsion and specific bonding.</a> Biophys. J. 45, 1051-1064 (1984).</li>
<li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+various+dissolution+systems+on+the+molecular+weight+of+regenerated+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Effect of various dissolution systems on the molecular weight of regenerated silk fibroin.</a> Biomacromolecules. 14, 285-289 (2013).</li>
<li>Wray, L. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+processing+on+silk-based+biomaterials%3A+reproducibility+and+biocompatibility%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res+B+Appl+Biomater%22%5BJournal%5D)">Effect of processing on silk-based biomaterials: reproducibility and biocompatibility.</a> J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 99, 89-101 (2011).</li>
<li>Lawrence, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+film+culture+system+for+in+vitro+analysis+and+biomaterial+design%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">Silk film culture system for in vitro analysis and biomaterial design.</a> J. Vis. Exp. (62), e3646(2012).</li>
<li>Hu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+Silk+Material+Structure+by+Temperature-Controlled+Water+Vapor+Annealing%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Regulation of Silk Material Structure by Temperature-Controlled Water Vapor Annealing.</a> Biomacromolecules. 12, 1686-1696 (2011).</li>
<li>Yucel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vortex-induced+injectable+silk+fibroin+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys+J%22%5BJournal%5D)">Vortex-induced injectable silk fibroin hydrogels.</a> Biophys J. 97, 2044-2050 (2009).</li>
<li>Yucel, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-equilibrium+silk+fibroin+adhesives%5BTitle%5D)+AND+%22J+Struct+Biol%22%5BJournal%5D)">Non-equilibrium silk fibroin adhesives.</a> J Struct Biol. 170, 406-412 (2010).</li>
<li>Flory, P. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFlory%2C+PJ+%22Principles+of+polymer+chemistry%22">Principles of polymer chemistry</a>. , Cornell University Press. Ithaca, N.Y.. (1953).</li>
<li>Chen, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+properties+and+phase+transitions+in+blends+of+Nylon-6+with+silk+fibroin%5BTitle%5D)+AND+%22J+Therm+Anal+Calorim%22%5BJournal%5D)">Thermal properties and phase transitions in blends of Nylon-6 with silk fibroin.</a> J Therm Anal Calorim. 93, 201-206 (2008).</li>
<li>Scabarozi, T. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitaxial+growth+and+electrical-transport+properties+of+Ti7Si2C5+thin+films+synthesized+by+reactive+sputter+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Scripta+Materialia%22%5BJournal%5D)">Epitaxial growth and electrical-transport properties of Ti7Si2C5 thin films synthesized by reactive sputter deposition.</a> Scripta Materialia. 65, 811-814 (2011).</li>
<li>Tao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silk+materials-a+road+to+sustainable+high+technology%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Mater%22%5BJournal%5D)">Silk materials-a road to sustainable high technology.</a> Adv Mater. 24, 2824-2837 (2012).</li>
<li>Annabi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cross-linked+open-pore+elastic+hydrogels+based+on+tropoelastin%2C+elastin+and+high+pressure+CO2%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Cross-linked open-pore elastic hydrogels based on tropoelastin, elastin and high pressure CO2.</a> Biomaterials. 31, 1655-1665 (2010).</li>
<li>Moll, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+human+keratins%3A+biology+and+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Histochem+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The human keratins: biology and pathology.</a> Histochem Cell Biol. 129, 705-733 (2008).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

&quot;Alaşım&quot; Protein sisteminin üretiminde en kritik prosedürlerin biri harmanlanmış proteinlerin karışabilirliği doğrulanmasıdır. Aksi takdirde, kararlı ve ayarlanabilir özellikleri olmayan, ancak, bir karışmayan bir protein ya da protein karışımı, bileşik sistemidir. Deneysel termal analiz yöntemi, bu amaç için kullanılabilir ve bunların alaşım özelliklerini teyit etmek için. Protein-protein etkileşimleri Flory-Huggins en kafes &quot;çözücü&quot; (protein bileşeninin baskın) arasındaki etkileşim ile model 4...

Nature, yapısal proteinlerin sınırlı bir miktarı kullanılarak ayarlanabilir ve çok fonksiyonlu biyolojik matrisler oluşturmak için stratejiler yaratmıştır. Örneğin, elastinler ve kolajenler her zaman belirli dokular için gerekli olan 1,2 ayarlanabilir güçlü ve işlevleri sağlamak üzere in vivo olarak birlikte kullanılır. Bu stratejiye anahtarı karıştırma olduğunu. Karıştırma belirli oranlarda karıştırılarak proteinleri içerir ve ayarlanabilir ve çeşitli özellikleri 3-5 ile basit malzeme sistemleri üretmek için teknolojik bir yaklaşımdır. Sentetik mühendislik stratejileri 6,7 ile karşılaştırıldığında, karıştırma aynı zamanda malzeme tekdüzelik nedeniyle operasyon 8-16 kolaylığı malzemeyi işlemek için yeteneğinizi artırabilir. Bu nedenle, çok fonksiyonlu, biyouyumlu protein alaşımlı malzeme tasarımı tıbbi araştırma gelişmekte olan bir alandır. Bu teknoloji aynı zamanda hücre ve doku fonksiyonlarının vit hem de doğal protein matrislerin etkisini sistematik bilgi sağlayacaktırro ve in vivo 10,17 olarak. Farklı proteinler arasında molekül arayüzleri optimize ederek, protein bazlı alaşımlar ve termal farklı sıcaklıklarda stabilite, değişken organlarda çeşitli dokulara elektrik duyarlılık desteklemek için elastikiyet, ve korneal doku rejenerasyonu 3 optik özellikleri gibi fiziksel fonksiyon, bir dizi kapsayabilir 18-27. Bu çalışmaların sonucu ayarlanabilir doku onarımları ve hastalık tedavileri ve yeni tedavi ve tanı özellikleri 3 tasavvur edilebilir, biyobozunur implant cihazlar için daha fazla kurşun ile doğrudan ilgili biyomedikal bilim alanında yeni bir protein malzemeler platform sağlayacaktır. Birçok doğal yapısal proteinler biyomalzeme matrisler adaylar olarak istismar edilebilir kritik fiziksel ve biyoaktif özelliklere sahip. Farklı kurtlara ipekler, farklı dokulardan tüyleri ve yünler, elastinler ve kollajenler gelen keratinlerden veÇeşitli bitki proteinleri (Şekil 1) 18-27 değişken protein bazlı malzemeler dizayn etmek için kullanılan en yaygın yapısal proteinler arasında. Genel olarak, bu proteinler dolayı eşsiz tekrarlanan primer amino asit dizilerine 3,28-35 ancak farklı bir molekül ikincil yapılar (örneğin ipek, beta yaprak veya keratinlerden için sarılmış bobinler) oluşturabilir. Bu özellikler biyopolimer malzeme değerli bir kaynak olarak kullanımları isteyen biyolojik arayüzlerde benzersiz işlevleri ile kendinden düzenlenen makroskopik yapıların oluşumunu teşvik eder. Burada, yapısal proteinlerin iki tür kullanılmıştır (yabani tussah ipek ve örnek olarak evcil dut ipek protein B proteini A), çeşitli protein biyo materyaller alaşım üretilmesi genel protokoller göstermek için. Göstermiştir protokolleri bölümünü 1 şunlardır: protein etkileşim tahminler ve simülasyonları, bölüm 2: Protein alaşımlı çözümleri üretimi ve parçası 3: Protein alaşımın imalatısistemleri ve optik, elektrik ve ilaç uygulamaları için. <img alt="Şekil 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50891/50891fig1highres.jpg" width="500" /> Şekil yaygın, protein bazlı materyal tasarımı farklı solucan türlerin ipek dahil olmak üzere laboratuvarda kullanılan çeşitli yapısal proteinlerin 1. Hammadde, tüyleri ve yünler, farklı dokulardan elastinler ve çeşitli bitki proteinlerden keratinlerden.

<table><tbody><tr><td>Q100 Diferansiyel Taramalı Kalorimetreler (DSC)</td><td>TA Instruments, New Castle, DE, ABD </td><td>N/A</td><td>Isı kapasitesini hesaplamak için bir yazılımla her türlü DSC'yi kullanabilirsiniz.</td></tr><tr><td>SS30T Vakum Püskürtme Sistemi&nbsp;</td><td>TM Vakum Ürünleri, Inc., Cinnaminson, NJ, ABD</td><td>N/A</td><td>Özel yapım parçalarla; kaplamak için her türlü püskürtme sistemini kullanabilirsiniz.</td></tr><tr><td>VWR 1415M Vakumlu Fırın</td><td>VWR International, Bridgeport, NJ, ABD</td><td>N/A</td><td>Numuneleri fiziksel olarak çapraz bağlamak için her türlü vakumlu fırını kullanabilirsiniz.</td></tr></tbody></table>

biyomedikal uygulamalar için İpek-ipek protein alaşım materyalleri tasarlama

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Lifli proteinler, biyosensörler, nanotıpta, doku rejenerasyonu ve ilaç dağıtım gibi biyomedikal alanlarda çeşitli uygulamalar için kullanılmaktadır farklı dizileri ve yapıları görüntüler. Bu proteinler arasındaki moleküler ölçekli etkileşim dayalı materyal tasarımı ayarlanabilir özelliklere sahip yeni çok fonksiyonlu bir protein alaşım biyomalzemeleri oluşturmak yardımcı olacaktır. Bu alaşım malzeme sistemleri, aynı zamanda, vücut içinde biyolojik olarak malzeme, biyolojik uyumluluk ve Tutulabilirlik geleneksel sentetik polimerler ile karşılaştırıldığında avantajlar sağlamaktadır. Bu makalede, protein alaşımı üretmek için nasıl hesaplama yöntemleri, protein-protein etkileşimleri tahmin nasıl dahil olmak üzere bu konularda, ilgili yararlı protokolleri sağlamak için bir örnek olarak yabani tussah ipek (Antheraea pernyi) ve yerli dut ipek (Bombyx mori) protein karışımları kullanılır çözeltiler, ne kadar termal analiz ile alaşım sistemlerini doğrulamak ve nasıl değişken alaşımlar imal edilmesi içinkırınım mazgallar ile optik malzemeler, devreler kaplamalar ile elektrik malzemeleri ve ilaç salımı ve teslimat için ilaç malzemeleri dahil. Bu yöntemler, farklı protein alaşımları dayalı yeni nesil çok fonksiyonlu biyomalzemelerinin tasarımı için önemli bilgiler sağlayabilir.

(Protein A ve B arasında, protein, örneğin) Tipik protein-protein etkileşimleri şarj yükü (elektrostatik) konumlar, hidrojen bağlama oluşumu, hidrofobik-hidrofilik etkileşimler, dipol olarak, çözücü, bir karşı iyonu, ve belirli etkiler arasında entropik içerebilir Her iki protein alanları (Şekil 2) 3. Bu nedenle, temelde, biz hesaplama simülasyonları ile bu etkileşimlerin etkilerini tahmin edebilirsiniz. <img alt="Şeki...

Karıştırma özellikleri ve kombine özellikleri geniş bir yelpazesi ile biyomalzemeleri oluşturmak için etkili bir yaklaşımdır. Farklı doğal ipek proteinleri arasındaki moleküler etkileşimlerin tahmin eden, ayarlanabilir mekanik dayanıklılık, elektriksel tepkinin, optik saydamlık, kimyasal işlenebilirliği, biyolojik olarak ya da bir termal stabilitesi olan yeni bir ipek-ipek proteini alaşım platformları tasarlanabilir.

Biyomedikal Uygulamalar için İpek-ipek Protein Alaşım Materyalleri Tasarlama

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Bu prosedürün genel amacı, elektronik devreler içeren ipek kompozit filmler kullanarak çeşitli protein alaşım malzemelerinin nasıl üretileceğini göstermektir. Bir örnek olarak bu işlem, öncelikle iki farklı ipekböceği kozası türünden bireysel protein çözeltilerinin yeniden üretilmesiyle gerçekleştirilir.İkinci adım, farklı oranlarda iki protein çözeltisinin karıştırılması ve bir dizi harmanlama çözeltisinin oluşturulmasıdır. Ardından, cam altlıklar üzerinde elektronik devreler üretmek için ince film üretim tekniği kullanılır. Son adım, harmanlama çözeltilerinin cam altlıklara kaplanması ve elektronik devrelerin kurutulmuş proteine aktarılmasıdır.Kompozit filmler, geleneksel sentetik polimer malzemelerle karşılaştırıldığında, protein malzemeler insan vücudunda daha iyi biyouyumluluk, biyobozunurluk ve gerilme kapasitesi sağlayabilmektedir. Proteinlerin farklı oranlarda harmanlanması; ayarlanabilir fiziksel, kimyasal veya biyolojik özelliklere sahip alaşım malzemeler üretmek için basit bir teknolojik yaklaşımdır.Bu tekniğin implante edilmiş biyomedikal sistemlere uygulanması, tıbbi tedavilerde tanı ve terapiyi geliştiren elektronik izleme imkanı sağlayabilir. Ayrıca bu teknik, artık ihtiyaç duyulmadığında vücut tarafından emilebilen cihazlar geliştirmek için de kullanılabilir. Bu videoda, protein çözeltilerinin nasıl hazırlanacağı ve elektronik devreler kullanılarak protein malzemelerinin nasıl üretileceği dahil olmak üzere, bu konuyla ilgili yararlı protokoller sunmak amacıyla örnek olarak vahşi TOSA ipeği ve evcil dut ipeği protein karışımlarını kullanacağız.Devre kaplama tekniğimizin buharlaştırma gibi diğer yöntemlere kıyasla temel avantajı, kaplama işlemimiz sırasında protein materyallerin doğrudan veya radyasyon yoluyla yüksek ısıya maruz kalmamasıdır. Bu prosedüre başlamak için, üç gram ağırlığında ham, yabani tssa ipek kozalarını kesin. İki litrelik cam bir beherle distile su doldurun ve ardından cam beheri ısıtıcı tabla üzerine yerleştirin.Alüminyum folyo ile kapatın ve kaynama noktasına kadar ısıtın. Alüminyum folyo kapağı çıkarın ve kaynayan suya üç gram sodyum bikarbonatı, tamamen çözünmesini sağlayarak yavaşça ekleyin. Sodyum bikarbonat tamamen çözündüğünde, yabani ipek kozalarını kaynayan suya ekleyin ve karışımın iki ila üç saat boyunca kaynamasına izin verin.Kaynatma işleminden sonra, protein liflerini bir spatula yardımıyla çözeltiden dikkatlice çıkarın ve fazla suyu uzaklaştırmak için onları sıkın. Ardından, lifleri soğuk distile su içeren iki litrelik bir beherin içine daldırın ve lif yüzeyindeki safsızlık kalıntılarını tamamen temizlemek için lifleri 30'ar dakikalık iki kez yıkayın. Yıkama işleminden sonra, lifleri bir çeker ocak içinde en az 12 saat boyunca kurutun.Yabani ipek protein liflerini çözmek için 48,784 gram kalsiyum nitratı cam bir beherde eriterek 65 °C'de sıvı hale getirin. Ardından, lifleri ve çözücüyü, 1 gram life 10 mL çözücü oranında birleştirin. Liflerin 95 °C'de 5 ila 12 saat boyunca çözünmesine izin verdikten sonra, yabani ipek çözeltisini 12 mL'lik bir diyaliz tüpüne aktarın ve iki litre distile suya karşı diyaliz yapın.Çözeltideki kalsiyum nitrat çözücülerini uzaklaştırmak için distile suyu sık sık değiştirin. Üç gün sonra, protein çözeltilerini diyaliz kasetlerinden toplayın ve 13.000 RPM kapasiteli tüplere yerleştirin. Bu işlemin ardından çözeltileri dört santigrat derecede, 3.500 RPM hızında bir saat boyunca santrifüjleyin.İşlem tamamlandığında kalıntıları gidermek için üç kez tekrarlayın. Evcil dut ipeği gibi başka bir doğal protein topladıktan sonra, nihai çözeltileri dört derece santigrat (°C) sıcaklıktaki bir buzdolabında saklayın. Ölçülmüş konsantrasyona sahip nihai proteinli su çözeltisi elde edilene kadar yukarıdaki işlemi uygun bir sabun ve çözücü solvent ile tekrarlayın.Ardından, bir pipet yardımıyla ağırlıkça yüzde bir vahşi ipek çözeltisini, ağırlıkça yüzde bir evcil ipek çözeltisi ile yavaşça karıştırın. Protein agregasyonunu önlemek için son çözeltiyi 4 °C'de muhafaza edin. Bir cam substrat üzerine elektrik devresi deseni oluşturmak için öncelikle, cam lamı hinox gibi bir yağ giderme çözücüsü ve ultrasonik temizleyici kullanarak beş dakika boyunca temizleyin. Daha sonra cam lamı beş dakika aseton içinde ve beş dakika metanol içinde temizleyin.180 litrelik bir sıvı azot tankından elde edilen kuru azot gazını kullanarak lamı üfleyerek kurutun. Bu noktada, substrat malzemelerini biriktirme haznesine yerleştirin ve yükleme kilidini 30 mTor basınca kadar tahliye edin. Ardından, yükleme kilidi ile ana biriktirme haznesi arasındaki sürgü vanasını açın ve substratı hazneye aktarın.Oksit tabakalarını ve kontaminantları temizlemek amacıyla, hedef malzemeyi birkaç dakika boyunca ön püskürmeye (pre sputter) tabi tutmak için Argon gazını ve basınç regülatörünü açın ve basıncı istenen biriktirme basıncına göre ayarlayın. Deklanşörü açtıktan sonra, istenen kalınlığa ulaşmak için uygun bir biriktirme hızı kullanarak metali altlığın üzerine püskürtün. Püskürtme işlemi tamamlandığında, kaplanmış cam lameli odağımdan çıkarın.Bir spin kaplayıcı kullanarak filmin yüzeyine pozitif fotoresist kaplayın. Resist filme kaplandıktan sonra, resisti kurutmak için 90 °C'de beş dakika boyunca yumuşak pişirme (soft bake) işlemi uygulayın. İşlem tamamlandığında, cihazın görüntüsünü içeren bir temas maskesini resistin üzerine sıkıca yerleştirin.Fotoresisti 1000 watt'lık bir UV ışık kaynağına 10 saniye boyunca maruz bırakın. Bunun ardından, yansıtılan görüntü ortaya çıkana kadar filmi fotoresist geliştiriciye yerleştirin. Görüntü belirir belirmez, geliştiricinin maruz kalmamış fotoresist üzerindeki etkisini durdurmak için filmi deiyonize suya daldırın.Ardından filmi kuru nitrojen gazı ile üfleyerek kurutun. Fotorezisti sertleştirmek için filmi 120 °C'deki bir fırında 15 dakika bekletin. Film soğuduktan sonra, fotorezist tarafından korunmayan metal kısımlar kalkana kadar filmi bir aşındırma solüsyonu içine yerleştirin.Dağlamayı durdurmak için filmi suya batırın. Ardından, sertleşmiş fotoresist'i uzaklaştırmak için filmi asetonla durulayın; sonrasında filmi metanolle durulayın ve kuru nitrojen ile kurutun.Kaplanmış cam hazır olduğunda, cam yüzeyine farklı protein alaşım çözeltileri damlatın. Cam üzerinde protein alaşım filmleri elde etmek için bir pipet kullanarak çeker ocakta en az 12 saat boyunca kurutun. Bunu takiben, ince metal desenli protein alaşım filmlerini bir penset yardımıyla cam substrattan soyun. Çözünmez protein alaşım malzemeleri elde etmek için, kuru filmi, haznenin tabanında bir su kabı bulunan 60 °C sıcaklıktaki vakumlu fırına 25 kPa basınçta yerleştirin.Fırındaki havayı tahliye ederek su buharının örneklerden tamamen uzaklaşması için en az iki saat bekleyin. Vakum bırakılıp örnekler fırından çıkarıldıktan sonra, alt tabaka üzerindeki suda çözünmeyen filmi pens yardımıyla soyun. Son olarak, protein alaşımlı filmler üzerindeki metal desenin elektriksel direncini test edin ve bunu cam üzerindeki orijinal desenle karşılaştırın.Tipik protein-protein etkileşimleri; proteinin spesifik domenleri arasındaki elektrostatik çekimler, hidrojen bağları, hidrofobik-hidrofilik etkileşimlerin yanı sıra dipol çözücü karşı iyon ve entropik etkileri içerebilir. Bu etkileşimlerin etkileri, germe simülasyonu sırasında hesaplamalı simülasyonlarla öngörülebilir. Bir protein, malzemeler için süper elastikiyet sağlayan yaylar gibi elastik bir ağ oluşturabilirken, bir diğeri malzemeler için güçlü fiziksel çapraz bağlayıcılara sahip partiküller olarak görev yapabilir.Enerji depolamak ve salmak veya ek mekanik destek sağlamak amacıyla farklı domainlerde dinamik yapısal geçişler indüklenebilir. Protein alaşım çözeltileri; termal, mekanik, optik, elektriksel, kimyasal veya biyomedikal uygulamalar için materyal matrisleri dahil olmak üzere ayarlanabilir özelliklere sahip çeşitli biyomalzemelere dönüştürülebilir. Bu gösterimde, protein filmler üzerindeki elektrik devrelerinin oda sıcaklığındaki elektriksel direnci, iki uçlu ve dört uçlu teknikler kullanılarak ölçülmüştür.İki uçlu ölçümde, filmlerin özdirenci 3,6 × 10⁻⁷ Ωm olarak bulunmuştur ve bu değer kütle halindeki örneğe göre yaklaşık 20 kat daha fazladır. Filmlerde kütle haline kıyasla daha yüksek bir özdirenç ölçülmesi, halihazırda kısıtlanmış olan akım yolu ve yük taşıyıcılarının kusurlardan kaçınamaması nedeniyle tipiktir. Protein bileşenlerinin oranını değiştirerek, nihai malzemelerin elastikiyeti, mukavemeti, yüzey pürüzlülüğü veya yüzey yükü gibi biyofiziksel özelliklerini kontrol edebiliriz.Bu özellikler nihayetinde malzemeye tutunmuş dokuların fonksiyonlarını ve davranışlarını etkileyecektir. Bu nedenle, protein alaşım sistemi, gelecekte ayarlanabilir fonksiyonlara sahip implantlanabilir tıbbi cihazlar veya malzemeler üretmek için bize yeni bir yol sunmaktadır. Bu videoyu izledikten sonra, bu malzemeler üzerinde devrelerin nasıl oluşturulacağı konusunda kapsamlı bir anlayışa sahip olmanız gerekir; makalede sunduğumuz protokollerin gelecekte birçok biyomedikal alanındaki araştırmacı bilim insanlarına ve klinik doktorlara fayda sağlamasını umuyoruz.

designing-silk-silk-protein-alloy-materials-for-biomedical

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

İpek filmler biyomedikal uygulamalar bir dizi için kolayca özelleştirilebilir biyomalzemelerin yeni bir sınıfı vardır. Sunulan ipek film kültürü sisteminin çeşitli çok iyi adapte...

Için İpek Film Kültür Sistemi In vitro Analizi ve Tasarımı Biyomateryal

Örümcek ipek ve üstün mekanik özellikleri ve biyokimyasal rağmen, bu malzeme geleneksel yollarla, büyük miktarlarda hasat edilemez. Burada nesil Biyomalzeme olarak örümcek ipeği üretimi ve kullanımı eğitimi araştırmacılar için önemli bir süreç olan yapay örümcek ipeği lifleri, spin etkili bir strateji tanımlamak.

Bir Laboratuvar Ölçekli Sentetik Örümcek İpek Üretimi

Örümcek ipek lifleri olağanüstü mekanik özellikler gösterir.

Electrospun Rekombinant Örümcek İpek Proteinlerin Nonwoven Ağlar dahil Hava Filtresi Cihazları

Beynin karmaşık eylemlerine ilişkin içgörü, gelişmiş araştırma araçları gerektirir. Burada, beyin benzeri mimariye benzeyen yeni bir ipek kollajen bazlı 3D mühendislik nöral doku modelini gösteriyoruz. Model, nöronal ağ montajı, aksonal rehberlik, hücre-hücre etkileşimleri ve elektriksel aktiviteyi incelemek için kullanılabilir.

Polarize Sinir Doku Engineered 3D İpek-kolajen bazlı Modeli

Biyoaktif ve mekanik olarak güvenilir metal iskeleler, gözenekli Ti üretimi için dinamik dondurarak döküm ve Ti iskelelerinin kaplanması ve yoğunlaştırılması olmak üzere iki işlemden oluşan bir yöntemle üretilmiştir. Yoğunlaştırma işlemi basit, etkili ve işlevsel olarak derecelendirilmiş iskelelerin imalatına uygulanabilir.

Biyomedikal Uygulamalar için Mekanik ayarlanabilir ve Biyoaktif Metal iskelelerinin Fabrikasyon

Nanopartiküller endikasyonlar geniş bir aralığı için ümit vaadeden bir ilaç sağlama sistemlerini ortaya çıkmaktadır. Burada, ters mühendislik ipek böceği ipek kullanılarak ipek nanopartiküller üretmek için basit ama güçlü bir yöntem açıklanmaktadır. Bu ipek nanopartiküller terapötik bir yük ile yüklenen ve daha sonra ilaç dağıtım uygulamaları için keşfedilebilir.

İpek Nanopartiküller imalatı ve İlaç Dağıtım Uygulamaları

Bir protokol mikrosıvısal iplik ve rejenere ipek fibroin Monofilament Mikroyapı karakterizasyonu için sunulmaktadır.

Mikrosıvısal kuru-iplik ve rejenere ipek Fibroin lifleri karakterizasyonu

Burada, viral ifade vektörel çizimler ipek fibroin Filmler kullanarak beynine teslim etmek için bir yöntem mevcut. Bu yöntem ifade vektörel çizimler ipek/AAV kaplamalı optik lifler, konik optik lifler ve kafatası windows kullanarak hedeflenen teslimini sağlar.

Vivo Optogenetic proteinlerin ipek/AAV filmleri kullanarak hedeflenen ifade

Plastik membranlı doku kültürü ekleri, hücre katmanları ve bariyer doku modelleri oluşturmak için geçirgen destekler olarak hücre kültürü laboratuvarlarında altın standarttır. Burada, plastik zarı, rekombinant işlevselleştirilmiş bir örümcek ipeği proteininden yapılmış biyolojik olarak daha ilgili bir zarla değiştirmek için basit bir yöntem sunuyoruz.

Özel Yapım Doku Kültürü Eklerinde Rekombinant İşlevselleştirilmiş Örümcek İpeğinden Yapılmış Nanofibriler Bazal Membran Taklidi

DNA origami DNA moleküllerinin kendi kendini montaj programlayarak hassas nano nesneler imalatı için güçlü bir yöntemdir. Burada, DNA origami biyolojik ipuçları algılama ve şekli daha sonra istediğiniz bir etkisi geçirilen, kaydırarak cevap verebilen bir robot robot tasarımı için kullanılabilir açıklanmıştır.

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot Tasarımı

Keşfedin ipek-ipek protein alaşımları ile biyomedikal uygulamalar için elektronik devrelerin entegrasyonunu. Bu yöntem, ipek kozalarından protein çözeltileri hazırlayarak ayarlanabilir biyomalzemeler üretir.

Biyomedikal Uygulamalar için İpek-ipek Protein Alaşım Materyalleri Tasarlama

Daha fazla video keşfet