Name: designing silk-silk protein alloy materials for biomedical applications
Uploaded: 2014-08-13T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications at JoVE.com

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).

Protein Etkileşimleri 1. Tahmin <ol><li> Protein Moleküllerin Bioinfomatics Analizi <ol><li> Biyoteknoloji Bilgi web sitesi için Ulusal Merkezi (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/) ziyaret edin ve alaşımlı çalışma için kullanılacak protein adları arama. Not: Bu örnekte, iki protein kullanıldı: vahşi tussah ipek fibroin, Protein A, ve iç dut ipek fibroin olan proteini B,. Protein A için, amino asit dizileri &quot;[Antheraea pernyi] GenBank fibroin: AAC32606.1&quot; bulunabilir (Antheraea pernyi Ç...

&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) ...

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 border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1050">
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Q100 Differential Scanning Calorimeters (DSC)</td>
			<td style="width:143px;">TA Instruments, New Castle, DE, USA 
			&#160;</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td style="width:523px;">You can use any type of DSC with a software to calculate the heat capacity</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">SS30T Vacuum Sputtering System&#160;</td>
			<td style="width:143px;">T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, NJ, USA</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td>With custom built parts; You can use any type of sputtering system to coat</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">VWR 1415M Vacuum Oven&#160;</td>
			<td style="width:143px;">VWR International, Bridgeport, NJ, USA</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td>You can use any type of vacuum oven to physically crosslink the samples</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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. <p class="jove_content" fo:keep-together.within-page=...

Watch this Scientific Journal Video about Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications at JoVE.com

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Biyomedikal Uygulamalar için İpek-ipek Protein Alaşım Materyalleri Tasarlama

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.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Designing a Bio-responsive Robot from DNA Origami

DNA Origami bir Bio-duyarlı Robot Tasarımı

Nucleic acids are astonishingly versatile. In addition to their natural role as storage medium for biological information1, they can be utilized in ...

Graphene Coatings for Biomedical Implants

Biyomedikal implantlar için Grafen Kaplamalar

Atomically smooth graphene as a surface coating has potential to improve implant properties. This demonstrates a method for coating nitinol alloys with ...

ECM Protein Nanofibers and Nanostructures Engineered Using Surface-initiated Assembly

ECM Protein Nanofiberler ve Nanoyapılar İşlenmiş Kullanılarak Yüzey başlatılan Meclisi

The extracellular matrix (ECM) in tissues is synthesized and assembled by cells to form a 3D fibrillar, protein network with tightly regulated fiber ...

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Superhydrophobic materials, with surfaces possessing permanent or metastable non-wetted states, are of interest for a number of biomedical and industrial ...

A Rapid and Quantitative Fluorimetric Method for Protein-Targeting Small Molecule Drug Screening

Protein-Hedefleme Küçük Molekül İlaç Tarama için hızlı ve Nicel florimetrik Yöntemi

We demonstrate a new drug screening method for determining the binding affinity of small drug molecules to a target protein by forming fluorescent gold ...

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

Biyomedikal Uygulamalar için Mekanik ayarlanabilir ve Biyoaktif Metal iskelelerinin Fabrikasyon

Biometal systems have been widely used for biomedical applications, in particular, as load-bearing materials. However, major challenges are high stiffness ...

The Synthesis of RGD-functionalized Hydrogels as a Tool for Therapeutic Applications

Tedavi Uygulamaları için bir alet olarak RGD-fonksiyonelleştirilmiş Hidrojeller Sentezi

The use of polymers as biomaterials has provided significant advantages in therapeutic applications. In particular, the possibility to modify and ...

Light-mediated Formation and Patterning of Hydrogels for Cell Culture Applications

Hücre Kültürü Uygulamaları için Hidrojeller Işık aracılı Oluşumu ve Desenlendirme

Click chemistries have been investigated for use in numerous biomaterials applications, including drug delivery, tissue engineering, and cell culture. In ...

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Mikroenkapsülasyon Uygulamaları için Ekstraksiyon Tesisi tabanlı Kapsüller

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...

Rapid Mix Preparation of Bioinspired Nanoscale Hydroxyapatite for Biomedical Applications

Biyomedikal Uygulamalar için Biyolojik Tabanlı Akıllı Nano Hidroksiapatit Rapid Mix Hazırlanması

Hydroxyapatite (HA) has been widely used as a medical ceramic due to its good biocompatibility and osteoconductivity. Recently there has been interest ...