Nanoporöz Cam Monolit Üzerinde Oluşan Mikroyapılar
31 nm çapında gözeneklere sahip nano-gözenekli bir cam monolit üzerinde oluşan “çiçek benzeri” mikro yapılar.
Proteinler, canlı hücrelerin ve fonksiyonel biyomateryallerin sonsuz küçük dansının koreografisini yapar.
Lehigh Üniversitesi’ndeki disiplinler arası bir araştırma ekibi, işlevsel biyomalzemelerin yapışmaları, çoğalmaları ve genel gelişimleriyle ilgili canlı hücrelere sinyal iletmek için bir arayüz protein katmanına nasıl güvendiklerini ortaya çıkardı.
Scientific Reports’ta 11 Mart 2021 tarihinde yayınlanan bir makaleye göre, temeldeki bir substratın nano ölçekli özellikleri ve özellikleri, hücrelerin biyolojik tepkisini doğrudan etkilemez. Bununla birlikte, bu özellikler, adsorbe edilmiş proteinler üzerindeki kontrolleri yoluyla hücre davranışını dolaylı olarak etkiler.
Lehigh ekibi, “Biyoaktif camın nanoyapı, adsorpsiyon üzerine proteinin yeniden yapılandırılması yoluyla kemik hücresi bağlanmasını etkiler” makalesinde, canlı hücrelerin, bir substrat materyali olarak tasarlanmış mikro ve nano ölçekli yapıların bir sonucu olarak ortaya çıkan arayüzey katman özelliklerine yanıt verdiğini göstermektedir . Son derece küçük olan bu yapılar, proteinlerin doğası ve kendilerini nasıl yeniden yapılandırdıkları ve materyalle elektrostatik olarak nasıl etkileşime girdikleri üzerinde muazzam bir etkiye sahiptir; bu da, hücrelerin substrata bağlanma ve zamanla gelişme şeklini etkiler.
T.L. Himanshu Jain, “Arayüzey protein katmanını inceleyen başkaları da var” diyor. Diamond Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler alanında Seçkin Kürsü ve Lehigh’de Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü, aynı zamanda Lehigh Fonksiyonel Malzemeler ve Cihazlar Enstitüsü’nün (I-FMD) direktörüdür. “Ancak bu çalışma, substratın bazı belirli nano ölçekli özelliklerinin, proteinli arayüzün ikincil moleküler yapısını nasıl etkileyebileceğini ve bunun da binlerce kat daha büyük hücrelerin tepkisini nasıl etkileyebileceğini ilk kez doğrudan ve açık bir şekilde gösterdi.”
Bu araştırmaya rehberlik ederken Profesör Jain’e, Lehigh’s College of Arts and Sciences’tan Hücre Biyolojisi Profesörü olan Matthias Falk katıldı. Ekip, Falk ve Jain tarafından ortaklaşa denetlenen iki doktora öğrencisi – Biyolojik Bilimler alanında doktora derecesi almış ve şu anda Stanford Medicine’de doktora sonrası araştırmacı olan Dr.Tia Kowal ve doktorasını da tamamlayan baş yazar Dr.Ukrit Thamma tarafından tamamlanıyor. Malzeme Bilimi ve Mühendisliği ve şu anda Tayland’ın başkenti Bangkok’taki King Mongkut Teknoloji Üniversitesi’nde öğretim görevlisidir.
Jain, “Lehigh, disiplinler arası takım biliminin kök saldığı ve geliştiği bir yer olarak giderek daha fazla tanınıyor” diyor. “Lehigh’in Disiplinlerarası Araştırma Enstitülerinin oluşturulması ve misyonu, bu fikrin stratejik bir ifadesidir – ve bu proje, bu kavramın eylem halindeki bir ifadesidir. Ve öğrencilerimizin geniş bir fakülte ekibinin desteğiyle oynadıkları can alıcı rol kendi adına konuşuyor. “
Araştırma hakkında daha fazla bilgi edinmek için lütfen Nature dergisi Scientific Reports’ta yer alan 11 Mart tarihli “Biyoaktif camın nanoyapı, adsorpsiyon üzerine proteinin yeniden yapılandırılması yoluyla kemik hücresi bağlanmasını etkiler” makalesini inceleyin.
Kaynak : “Nanostructure of bioactive glass affects bone cell attachment via protein restructuring upon adsorption” by Ukrit Thamma, Tia J. Kowal, Matthias M. Falk and Himanshu Jain, 11 March 2021, Scientific Reports.