Ingenieure an der Universität von Texas in Austin haben einen Weg gefunden, einen Kunststoff-Moleküle zu verankern, dass die Förderung der Nervenregeneration, das Wachstum von Blutgefäßen oder anderen biologischen Vorgängen.
In der Studie unter Leitung von Dr. Christine Schmidt, die Forscher identifizierten ein Protein aus den Kandidaten, die eine Milliarde könnte die ungewöhnliche Leistung der mit den Polypyrrol, ein synthetisches Polymer (Kunststoff) führt, dass die Strom-und gezeigt Versprechen in der biomedizinischen Anwendungen. Wenn der Protein-Stück, oder Peptid ist, war mit einer kleinen Protein-Stück, menschlicher Zellen, wie sie an, Polypyrrol gewann die Fähigkeit, sich an Zellen, die in Flaschen im Labor.
"Es wird sehr nützlich, von einem biomedizinischen Sicht sein, um eine Verbindung zu Polypyrrol Faktoren in der Zukunft, die Förderung Nerven-Wachstums-oder anderen Funktionen dienen ", sagte Schmidt, Associate Professor für Biomedizinische Technik an der Universität.
Schmidt ist der wichtigste Autor der Studie, die mit Kollegin Dr. Angela Belcher am Massachusetts Institute of Technologie. Es war der 15. Mai online veröffentlicht von der Zeitschrift Nature Materials.
Polypyrrol ist von Interesse für Tissue Engineering und andere Zwecke, weil es sich um ein nicht-toxischen Kunststoff, führt Strom. Als Folge davon könnte die Verlängerung seiner früheren Experimenten im Labor Schmidt. Die Experimente mit Verpackung ein kleines Kunststoff-Streifen von rund beschädigt, Kabel-Erweiterungen wie der Nervenzellen neurites genannt, um ihnen zu helfen regenerieren.
"Wir können mit einem elektrischen Feld auf diese Kunststoff und zur Verbesserung der neurite reparieren", sagte Schmidt. Die neu gewonnene Fähigkeit, Proteine zu Polypyrrol, sagte sie, bedeutet, dass wachstumsfördernde Faktoren könnten auch im Zusammenhang mit dieser Kunststoff-Umhüllung, die weitere Förderung der neurite Regeneration.
In Zusammenarbeit mit Schmidt und Belcher, das Papier der Autoren führen, Studenten Archit Sanghvi und Kiley Miller wurden die Peptid, dass beimisst Polypyrrol aus den Milliarden Alternativen zunächst analysiert. Diese einzigartige Peptide wurden angezeigt, auf der äußeren Oberfläche eines harmlosen Art von Viren nennt man Bakteriophagen, die im Handel gekauft.
Auf die Jagd für die Kunststoff-Peptid bevorzugen, Sanghvi und Miller fügte hinzu, eine Lösung mit Bakteriophagen, dass angezeigt verschiedene Peptide auf einem Container mit Polypyrrol geklebt auf seiner inneren Oberfläche. Die Bakteriophagen, die nicht wegspülen, wenn Bedingungen, die verhindern, dass die Anlage wurden erneut über eine neue Polypyrrol-beschichtete Container, ein Prozess, wurde wiederholt vier weitere Male.
Die klebrigen Peptid ausgewählt, bekannt als T59, ist ein String von 12 Aminosäuren. Um sicherzustellen, dass etwas anderes auf der äußeren Oberfläche des Bakteriophagen Virus wurde nicht verantwortlich für die Wahrnehmung Klebrigkeit, die Forscher gezeigt, dass durch die T59 könnte sich fügen immobilisierten Polypyrrol, mit synthetischen Kopien der sie an der Universität das Institut für Zelluläre und Molekularbiologie. Darüber hinaus sind sie fest, dass eine bestimmte Aminosäure, Asparaginsäure, musste ein Teil der T59 für sie zu legen und auf den Kunststoff.
Asparaginsäure trägt eine negative Ladung, die in T59 zu sein auf die positiv geladene Oberfläche der Polypyrrol die Art und Weise der Magnete gegenüber Gebühren klammern zusammen. Wieder andere Peptide mit Asparaginsäure nicht fügen Polypyrrol, was die Forscher zu spekulieren, dass sich etwas von den anderen Aminosäuren in T59 beeinflusst seine 3-dimensionale Form in einer Art und Weise ergänzt, dass die Kunststoffteile werden.
"Diese Asparaginsäure ist nur ein Teil des Puzzles", sagte Sanghvi. "Es gibt immer noch mehr Stücke, zusammen."
Die Forscher auch bewertet, wie gut T59 klammert sich an Polypyrrol. Sie fügten Kopien des Peptids an die Spitze eines Atom-Kraft-Mikroskop an der Universität des Zentrums für Nano-und Molecular Science und Technologie. Die Spitze dieses spezialisiert Mikroskop ist in der Regel an der Oberfläche eines Materials auf "Karte" die Gipfel und Täler. In diesem Fall wird die Oberfläche wurde eine Schicht von Polypyrrol, und den Widerstand der Peptid-beschichtete Spitze nicht nur an der Oberfläche ergeben, in wie gut T59 angeschmiegt an den Kunststoff.
"Sie hatten einen mäßig starken Wechselwirkung, die nützlich zu wissen," sagte Schmidt, auf die Notwendigkeit eines stabilen Anlage zwischen Polypyrrol und biologische Moleküle, T59 verwendet werden, um eine Verknüpfung zu.
Schmidt Labor will Studie T59 als Linker, um andere Moleküle in der Zukunft, möglicherweise auch vaskuläre endothelialen Wachstumsfaktor, die regt das Wachstum neuer Blutgefäße. Darüber hinaus wird die Bakteriophagen Analyse-Ansatz, "High-Throughput-Screening kombinatorischer, die sich für Peptid-Linker für andere Kunststoffe wie polyglycolic Säure unter-Studie für Gewebe-Reparatur-oder Gewebe-Engineering Zwecke.
"Dies ist eine leistungsfähige Technik, die verwendet werden können für Biomaterialien Änderung", sagte Schmidt, "und es hat nicht wirklich erkundet, bis jetzt sehr viel. "
Diese Forschung wurde von der Gillson Longenbaugh-Stiftung und der Stiftung Welch.
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