향상된 세포 접착 폴리 테트라 플루오로 에틸렌에 젖은 화학 및 펩티드 고정화
Summary
Cell-adhesiveness is key to many approaches in biomaterial research and tissue engineering. A step-by-step technique is presented using wet-chemistry for the surface modification of the important polymer PTFE with peptides.
Abstract
물질이 세포 접착 특성과 표면 부여하는 것은 생체 재료 연구와 조직 공학의 일반적인 전략이다. 이는이 물질이 잘 피할 수 새롭게 합성 된 고분자의 도입과 관련된 특성화 및 법적 문제 때문에 의학의 오랜 사용이 이미 승인 폴리머에 특히 흥미 롭다. 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE)은 혈관 이식편의 제조에 가장 자주 사용되는 물질 중 하나이지만, 중합체의 기능을 촉진하는 세포 접착 성이 부족하다. 에 내피 세포, 즉, 내피 세포의 융합 층과의 접목 내면 전체에 따르면 주로 인공 인터페이스 혈전을 감소시켜 최적의 성능 키를 간주한다.
본 연구는 펩티드 변성 PTFE에 내피 세포의 성장을 조사하고 변경되지 않은 기판 상에 얻은 결과를 비교한다. 와 커플 링내피 세포 접착 펩타이드의 Arg-Glu가-: ASP 발 (REDV)는 이후 접합 공정 다음에, 시약 나트륨 나프탈렌 나이드를 사용 fluorin 함유 중합체의 활성화를 통해 수행된다. 세포 배양액은 2 주 기간에 걸쳐 증명되는 펩티드를 고정화 재료에 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC를) 우수한 세포 성장을 이용하여 달성된다.
Introduction
즉, 향상된 생체 적합성, 세포 접착 부족, 섬유 성 캡슐화 및 혈전 형성의 유도를 전시하지 않는 몇 시간 동안 승인 된 의학에서 사용되는 다양한 폴리머는 몇 가지를 언급합니다. 바이오 물질 및 생물학적 시스템 사이의 상호 작용은 주로 임플란트의 표면에서 발생한다. 결과적으로, 많은 연구가 영향을받지 않는 재료의 벌크 특성을 남기면서, 원하는 응용에 적합한 특성을 생성하기 위해 표면 개질에 집중하고있다. 생리 학적으로 불활성 중합체 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE)의 탈장 등 외과 메쉬 한 가장 중요한 의학적 포트 (2), 혈관 이식편 3으로 많은 의료 분야에서 사용된다.
특히 피 접촉 상황에서 PTFE의 소수성은 종종 thromboti 결과 결과 혈소판 혈장 접착 성분 등의 비특이적 흡착을 야기C 이벤트 및 이식 4의 폐쇄. 또한, PTFE는 대부분의 중합체와 같은 바람직한 특징은 혈관 그래프트 (5)의 내면 (내강) 표면에서 혈관 내피 세포 (EC에)의 유용 층의 형성을 유도하는 것 세포 부착 및 커버리지를 지원하지 않는다. 생체 모방 내피는 특히 그 antithrombogenic 특성 6 자연 등가의 많은 기능을 수행 할 것으로 예상된다. 일반적인 생체 모방 변형 전략은 영향을받지 않는 물질 벌크 특성을 남기고 전적으로 세포 접착 성 재료를 부여하는 개념에 기초한다. 또한, 혈소판의 부착을 방지 접착제 (방오) (7) 특성을 도입함으로써 감소 될 수있다. 각종 펩티드 – 대부분의 세포 외 기질 단백질로부터 유래는 – 강하게 인테그린 (8)의 클래스에 속하는 세포 수용체에 결합하여 세포 부착을 향상시키는 것이 기재되어있다. 수이와 관련하여, 예를 세인트 알려진 대부분의 세포 유형과 상호 작용하는 펩타이드의 Arg-의 Gly-의 Asp (RGD)이다. 다른 아미노산 서열이 전적으로 특정 세포에 발현 인테그린에 의해 인식된다. 예를 들어,의 Arg-의 Glu-ASP를-발 (REDV)와 티르 – 일드-의 Gly-빼앗아, 인수 (YIGSR)는 특정 방식으로 9되는 EC에 결합하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 펩티드의 공유 고정화 금속 및 폴리머 10, 11를 포함한 본질적으로 비 – 접착 성 물질의 과다에 대해 수행되었다.
다공성 PTFE,보다 정확하게 PTFE (의 ePTFE) 확장 – 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 (PET)와 함께 – 혈관의 제조를위한 가장 중요한 물질 12 접목이다. 플라즈마 개질 (13) 또는 광 화학적 방법 (14)에 의해 적절한 치료를위한 확립 된 물리적 기술은, 다공성 및 / 또는 튜브형 구조는 각각 구멍 또는 내강 안에 용이하게 치료할 수없는 사실에 의해 방해된다. 습식 화학PTFE에 있기 때문에 대부분의 화학 공격 15 견디는 fluorin 함유 중합체의 높은 불활성 자연의 어려운 작업입니다.
본 논문에서는 공유 수정 전략 비교적 손쉬운 방법을 설명합니다. PTFE의 본딩을 렌더링하는 과정에서 적응, 작용기는 생물학적 활성 분자의 추가 활용을위한 기준점 역할을 재료 표면에 만들어졌습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
PTFE 표면 개질 프로토콜의 상세한 설명은도 6에 도시 된 바와 같이 중합체 골격으로부터의 불소의 제거로 시작하는 연속적인 단계로 구성된다. 결과적으로, 층의 공액 탄소 – 탄소 이중 결합의 풍부한 양을 포함하는 형성되고 나프탈렌 나이드 치료에 개발 된 어두운 갈색 색상에 따라. 산성 과산화수소와 표준 산화는 옅은 갈색으로 밝게 동행 수산화면,이 이중 결합의 손실을 반?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to acknowledge the help of Walter Scholdei (Max-Planck-Institute for Polymer Research, Mainz, Germany.
Materials
| PTFE foil 0.5 mm | Cadillac Plastic | n/a | |
| REDV peptide | Genecust | n/a | custom synthesis >95 % purity |
| iso-propanol | Sigma Aldrich | 34965 | |
| tetrahydrofurane (THF) | Sigma Aldrich | 401757 | |
| dimethylsulfoxide | Sigma Aldrich | D8418 | |
| molecular sieve 3Å | Sigma Aldrich | 208574 | |
| sodium metal | Sigma Aldrich | 483745 | |
| phosphate buffered saline (PBS) | Sigma Aldrich | D8537 | |
| naphthalene | Sigma Aldrich | 147141 | |
| hydrogen peroxide 30 % | Sigma Aldrich | 95321 | |
| trichloroacetic acid | Sigma Aldrich | T6399 | |
| diethylene glycol diglycidyl ether | Sigma Aldrich | 17741 | |
| hexamethylene diisocyanate (HMDI) | Sigma Aldrich | 52650 | |
| Calcein-AM | Sigma Aldrich | 56496 | |
| sodium bicarbonate | Sigma Aldrich | S6014 | |
| sodium azide | Sigma Aldrich | 71290 | |
| 24 well plates | Greiner-Bio-One | 662 160 | |
| ATR-FTIR spectrophotometer Nicolet Magna-IR 850 | Nicolet | n/a | |
| fluorescence microscope Olympus X-70 | Olympus | n/a | |
| humbilical vein endothelial cells (HUVECs) | Lonza | n/a | |
| ePTFE vascular graft | Gore | n/a |
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