Name: synthesis of keratin-based nanofiber for biomedical engineering
Uploaded: 2016-02-07T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering at JoVE.com

سيكون الكتاب أود أن أشكر مؤسسة الوطنية للعلوم من خلال مركز بحوث الهندسة لالحيوية المعدني ثورة في (ERC-0812348) وتقنية النانو الجامعية التعليم (EEC 1242139) لتمويل الدعم.

يتبع كل بروتوكول للمبادئ التوجيهية للمكتب جامعة ولاية نورث كارولينا A &amp; T الامتثال البحوث والأخلاق. 1. إعداد الكيميائية للكيراتين استخراج 4 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإعداد 1000 مل من 2٪ بالوزن / المجلد محلول حمض ا...

<ol>
	<li>Huang, Z. -. M., Zhang, Y. Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+polymer+nanofibers+by+electrospinning+and+their+applications+in+nanocomposites.">A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites.</a> Compos Sci Technol. 63, (2003).</li><li>Li, W. J., Laurencin, C. T., Caterson, E. J., Tuan, R. S., Ko, F. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofibrous+structure:+a+novel+scaffold+for+tissue+engineering.">Electrospun nanofibrous structure: a novel scaffold for tissue engineering.</a> J Biomed Mater Res. 60, 613-621 (2002).</li><li>Liu, W., Thomopoulos, S., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+nanofibers+for+regenerative+medicine.">Electrospun nanofibers for regenerative medicine.</a> Adv Healthc Mater. 1, 10-25 (2012).</li><li>Edwards, A., Jarvis, D., Hopkins, T., Pixley, S., Bhattarai, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(-caprolactone)/keratin-based+composite+nanofibers+for+biomedical+applications.">Poly(-caprolactone)/keratin-based composite nanofibers for biomedical applications.</a> J Biomed Mater Res B. 103, 21-30 (2015).</li><li>Dowling, L. M., Crewther, W. G., Parry, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Secondary+structure+of+component+8c-1+of+alpha-keratin.+An+analysis+of+the+amino+acid+sequence.">Secondary structure of component 8c-1 of alpha-keratin. An analysis of the amino acid sequence.</a> Biochem J. 236, 705-712 (1986).</li><li>Yamauchi, K., Maniwa, M., Mori, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cultivation+of+fibroblast+cells+on+keratin-coated+substrata.">Cultivation of fibroblast cells on keratin-coated substrata.</a> J Biomat Sci-Polymer. 9, 259-270 (1998).</li><li>Shea, L. D., Wang, D., Franceschi, R. T., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+Bone+Development+from+a+Pre-Osteoblast+Cell+Line+on+Three-Dimensional+Scaffolds.">Engineered Bone Development from a Pre-Osteoblast Cell Line on Three-Dimensional Scaffolds.</a> Tissue E. 6, 605-617 (2000).</li><li>Fortin, M. -. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+Biological+Software.">New Biological Software.</a> Q Rev Biol. 71, 169-170 (1996).</li><li>Bhattarai, N., Edmondson, D., Veiseh, O., Matsen, F. A., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+chitosan-based+nanofibers+and+their+cellular+compatibility.">Electrospun chitosan-based nanofibers and their cellular compatibility.</a> Biomaterials. 26, 6176-6184 (2005).</li><li>Yang, S., Leong, K. F., Du, Z., Chua, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+design+of+scaffolds+for+use+in+tissue+engineering.+Part+I.+Traditional+factors.">The design of scaffolds for use in tissue engineering. Part I. Traditional factors.</a> Tissue E. 7, 679-689 (2001).</li><li>Bhattarai, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural-Synthetic+Polyblend+Nanofibers+for+Biomedical+Applications.">Natural-Synthetic Polyblend Nanofibers for Biomedical Applications.</a> Adv Mater. 21, 2792-2797 (2009).</li></ol>

وقد تحقق استخراج الكيراتين من الشعر البشري بنجاح. حمض البيروكسي تصرفت باعتبارها عامل مؤكسد على شعرة الإنسان، والسماح للالكيراتين سيتم استخراجها من قاعدة تريس. كان إنتاج مسحوق قرنين على نطاق صغير يرجع ذلك إلى حقيقة أن تم القيام به فقط لأغراض البحث. وقد تم بالفعل تأسي?...

يتم الاعتراف العزل الكهربائي كوسيلة السائد في تحقيق ألياف النانو بوليمر. يمكن أن تنتج الألياف على مقياس النانو وخصائص الألياف قابلة للتخصيص 1. وكانت هذه التطورات وخصائص ألياف النانو electrospun مثيرة للاهتمام خاصة بالنسبة للتطبيقات في الهندسة الطبية الحيوية وخاصة في هندسة الأنسجة. ألياف النانو electrospun تمتلك التشابه إلى المصفوفة خارج الخلية، وبالتالي تعزيز التصاق الخلية والهجرة وانتشار 2. ونتيجة لهذا التشابه إلى المصفوفة خارج الخلية (ECM) والألياف electrospun يمكن استخدامها كمواد للمساعدة في تضميد الجروح، وتسليم المخدرات، والأنسجة الهندسية مثل الكبد والعظام والقلب والعضلات 3. وقد استخدمت مجموعة متنوعة من البوليمرات المختلفة المنشأ الاصطناعية والطبيعية لخلق الألياف electrospun لمختلف تطبيقات الهندسة الطبية (4). في الآونة الأخيرة كان هناك تزايد فيterest في تطوير ألياف النانو المركب عن طريق مزج الاصطناعية وبوليميرات طبيعية (4). في هذه التراكيب المنتجات النهائية يرث عادة القوة الميكانيكية المرتبطة البوليمر الاصطناعية بينما تبني أيضا الاشارات البيولوجية والخصائص من البوليمر الطبيعي. في هذه التجربة، وتعرض PCL والكيراتين مثل البوليمرات الاصطناعية والطبيعية لاستخدامها في تركيب وألياف نانوية مركب. الكيراتين هو بوليمر الطبيعية التي وجدت في الشعر والصوف والأظافر. أنه يحتوي على العديد من بقايا الأحماض الأمينية. من مصلحة بارزة هي السيستين 4،5. من الناحية المثالية البوليمر التي تحدث بشكل طبيعي سيكون biorenewable، حيويا وقابلة للتحلل. الكيراتين تمتلك كل ثلاثة من هذه الخصائص في الوقت الذي تعزز أيضا تكاثر الخلايا والتعلق الحيوية قد أدرج في 6. Polycaprolactone (PCL) هو البوليمر الاصطناعية resorbable التي هي كبيرة فيهندسة الأنسجة 4. وقد سبق أن أشاد هذا البوليمر لتحقيق الاستقرار الهيكلي والميكانيكي لها، ومع ذلك، فإنه يفتقر إلى تقارب الخلية ويسلك معدل تدهور طويلة. طبيعة مسعور من PCL هي على الأرجح المسؤولة عن عدم وجود خلية تقارب 7. ومع ذلك، PCL يعوض عن حدودها من خلال كونها غير قابلة للامتزاج للغاية مع البوليمرات الأخرى. وPCL / مركب قرنين وينبغي أن يبين الخصائص الميكانيكية للPCL وتتضمن الخصائص البيولوجية من الكيراتين، مما يجعلها خيارا مثاليا لمختلف التطبيقات الطبية الحيوية.

<table >
	
		
		
		
		
	
	<tbody>
		<tr >
			<td >Human Hair&#160;</td>
			<td >N/A</td>
			<td >N/A</td>
			<td >Obtained from Local Barber Shop in Greensboro</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Peracetic acid</td>
			<td >Sigma Aldrich</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PCL (e-caprolactone polymer)</td>
			<td >Sigma Aldrich</td>
			<td >502-44-3</td>
			<td>Mn 70-90 kDa</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Trifluoroethanol (TFE)</td>
			<td >Sigma Aldrich</td>
			<td >75-89-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Tris Base (TrizmaTM Base Powder)</td>
			<td >Sigma Aldrich</td>
			<td >N/A</td>
			<td>&#62; 99.9% crystalline</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Hydrochloric Acid</td>
			<td >Fischer Scientific</td>
			<td >A144C-212 Lot 093601</td>
			<td>Waltham, MA</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Kwik-Sil</td>
			<td >World Precision Instruments</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Sarasota, FL</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Cellulose membrane</td>
			<td >Sigma Aldrich</td>
			<td >N/A</td>
			<td>12-14 kDa molecular cutoff</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >optical microscope</td>
			<td >Olympus BX51M</td>
			<td >BX51M</td>
			<td>Japan</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >scanning electron microscope</td>
			<td >Hitachi SU8000</td>
			<td >SU8000</td>
			<td>Japan</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Table-Top Shimadzu machine</td>
			<td >North America Analytical and Measuring Instruments AGS-X series</td>
			<td >AGS-X Series&#160;</td>
			<td>Columbia, MD</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fourier transform infrared spectroscopy</td>
			<td >Bruker Tensor 2 Instrument&#160;</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Billerica, MA</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Microcal Origin software</td>
			<td >N/A</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Northampton, MA</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >X-ray diffraction (XRD)</td>
			<td >Bruker AXS D8 Advance X-ray Diffractometer</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Madison, WI</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Fibroblast 3T3&#160; cell</td>
			<td >American Tissue Type Culture Collection</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Manassas, VA</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM</td>
			<td >Invitrogen</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Grand Island, NY</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Spectra max Gemini XPS microplate reader</td>
			<td >Molecular Devices</td>
			<td >N/A</td>
			<td>Sunnyvale, CA</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Student- Newman-Keuls post hoc test</td>
			<td >SigmaPlot 12 software</td>
			<td >N/A</td>
			<td>N/A</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

synthesis of keratin-based nanofiber for biomedical engineering

العزل الكهربائي، وذلك بسبب تنوعها وقدرتها على التطبيقات في مختلف المجالات، ويجري كثيرا ما تستخدم لتصنيع ألياف النانو. إنتاج هذه ألياف النانو التي يسهل اختراقها هي ذات أهمية كبيرة نظرا لخصائصها الفيزيائية الفريدة. نحن هنا وضع على تصنيع الكيراتين التي تحتوي على بولي (ε-caprolactone) (PCL) ألياف النانو (أي PCL / قرنين الألياف مركب). تم استخراج الكيراتين للذوبان في الماء لأول مرة من شعرة الإنسان ومختلطة مع PCL في نسب مختلفة. تحولت حل المخلوطة من PCL / الكيراتين في الأغشية nanofibrous باستخدام العزل الكهربائي مختبر تصميم اقامة. لوحظ مورفولوجيا الألياف والخواص الميكانيكية للألياف نانوية التي تم الحصول عليها وتقاس باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح واختبار الشد. وعلاوة على ذلك، تمت دراسة التحلل والكيميائية خصائص ألياف نانوية من قبل FTIR. وأظهرت لقطات SEM مورفولوجيا سطح موحدة للألياف PCL / الكيراتين من تركيبات مختلفة. هذه PCL / keratiأظهر الألياف ن أيضا خصائص ميكانيكية ممتازة مثل معامل والفشل نقطة يونغ. استطاعت أن نعلق وتتكاثر مما يثبت بقاء الخلية جيدة الخلايا الليفية. على أساس الخصائص المذكورة أعلاه، يمكننا القول بقوة أن ألياف النانو المخلوطة البوليمرات الطبيعية والاصطناعية يمكن أن تمثل تطورا ممتازة من المواد المركبة التي يمكن استخدامها لالتطبيقات الطبية الحيوية المختلفة.

الألياف الصرف تم الحصول على الصور ووزارة شؤون المرأة من الألياف لجميع مكونات الألياف. انظر الشكل 3. صورة الألياف تؤكد أن الألياف وتوجه بشكل عشوائي. اختب...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering at JoVE.com

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

ألياف النانو Electrospun لديها مساحة عالية لنسبة الوزن، السلامة الميكانيكية ممتازة، ودعم نمو الخلايا وانتشارها. هذه ألياف النانو لديها مجموعة واسعة من التطبيقات الطبية الحيوية. نحن هنا افتعال الكيراتين / ألياف النانو PCL، وذلك باستخدام تقنية العزل الكهربائي، وتوصيف الألياف للتطبيقات الممكنة في هندسة الأنسجة.

التوليف من ألياف نانوية أساس كيراتين للهندسة الطبية الحيوية

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Bioengineering

Genetics

Biotechnology

SCIENTISTS IN ACTION

Procedure for Lung Engineering

الداخلي للهندسة الرئة

Lung tissue, including lung cancer and chronic lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease, cumulatively account for some 280,000 deaths ...

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

المعالجة بعد الإنتاج من الألياف Electrospun للهندسة الأنسجة

Electrospinning is a commonly used and versatile method to produce  scaffolds (often biodegradable) for 3D tissue engineering.1, 2, 3 Many tissues in vivo ...

Graphene Coatings for Biomedical Implants

الجرافين عوازل للزراعة الحيوية الطبية

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

Fabricating Superhydrophobic Polymeric Materials for Biomedical Applications

افتعال فائقة الكره المواد البوليمرية للتطبيقات الطبية الحيوية

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

Fabrication of Mechanically Tunable and Bioactive Metal Scaffolds for Biomedical Applications

تصنيع ميكانيكيا الانضباطي والحيويه المعادن سقالات للتطبيقات الطبية الحيوية

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

Synthesis of Thermogelling Poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

Synthesis of Thermogelling PolyN-isopropylacrylamide-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

توليف Thermogelling بولي (N-isopropylacrylamide) المركبات كبريتات -graft-الكوندروتن مع الجيني المجهرية الدقيقة لهندسة الأنسجة

Injectable biomaterials are defined as implantable materials that can be introduced into the body as a liquid and solidify in situ. Such materials offer ...

Synthesis of Monocyte-targeting Peptide Amphiphile Micelles for Imaging of Atherosclerosis

توليف لاستهداف الوحيدات في المذيلات أمفيفيلي الببتيد للتصوير من تصلب الشرايين

Atherosclerosis is a major contributor to cardiovascular disease, the leading cause of death worldwide, which claims 17.3 million lives annually. ...

Microhoneycomb Monoliths Prepared by the Unidirectional Freeze-drying of Cellulose Nanofiber Based Sols: Method and Extensions

كتل ميكروهونيكومب أعده التجميد أحادي الاتجاه من السليلوز نانوفيبير على أساس الأراضي: الأسلوب وملحقات

Monolithic honeycomb structures have been attractive to multidisciplinary fields due to their high strength-to-weight ratio. Particularly, microhoneycomb ...

Two Methods for Decellularization of Plant Tissues for Tissue Engineering Applications

طريقتين ديسيلولاريزيشن أنسجة النباتية لتطبيقات هندسة الأنسجة

The autologous, synthetic, and animal-derived grafts currently used as scaffolds for tissue replacement have limitations due to low availability, poor ...

Design and Synthesis of a Reconfigurable DNA Accordion Rack

تصميم وتجميع رف الاكورديون الحمض النووي إعادة التشكيل

DNA nanostructure-based mechanical systems or DNA nanomachines, which produce complex nanoscale motion in 2D and 3D in the nanometer to &#229;ngstr&#246;m ...