Name: wet chemistry and peptide immobilization on polytetrafluoroethylene for improved cell-adhesion
Uploaded: 2016-08-15T14:00:00
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The authors would like to acknowledge the help of Walter Scholdei (Max-Planck-Institute for Polymer Research, Mainz, Germany.

1. सोडियम Naphthalenide सक्रिय समाधान और सतह सक्रियण की तैयारी नोट: एक अच्छी तरह हवादार धूआं हुड में प्रतिक्रियाओं बाहर ले। अत्यधिक ज्वलनशील सॉल्वैंट्स और धातु सोडियम की तरह संक्षारक धातुओं से निपटन...

<ol>
	<li>Doctor, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+various+prosthetic+materials+and+newer+meshes+for+hernia+repairs.">Evaluation of various prosthetic materials and newer meshes for hernia repairs.</a> J. Minim. Access Surg. 2, 110-116 (2006).</li><li>Zaghal, A., 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=Update+on+totally+implantable+venous+access+devices.">Update on totally implantable venous access devices.</a> Surg. Oncol. 21, 207-215 (2012).</li><li>Niu, G., Sapoznik, E., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+blood+vessels.">Bioengineered blood vessels.</a> Exp. Opin. Biol. Th. 14, 403-410 (2014).</li><li>Wang, M. -. J., Tsai, W. -. 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F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wet-chemical+approach+for+the+cell-adhesive+modification+of+polytetrafluoroethylene.">Wet-chemical approach for the cell-adhesive modification of polytetrafluoroethylene.</a> Biomed. Mater. 6, 035007 (2011).</li><li>Gabriel, M., van Nieuw Amerongen, G. P., Van Hinsbergh, V. W., Amerongen, A. V., Zentner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+grafting+of+RGD-motif-containing+peptide+on+the+surface+of+polycaprolactone+films.">Direct grafting of RGD-motif-containing peptide on the surface of polycaprolactone films.</a> J. Biomat. Sci.. Polym. E. 17, 567-577 (2006).</li><li>Larsen, C. C., Kligman, F., Kottke-Marchant, K., Marchant, R. 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V., Zentner, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+LL-37-grafted+titanium+surfaces+with+bactericidal+activity.">Preparation of LL-37-grafted titanium surfaces with bactericidal activity.</a> Bioconjugate Chem. 17, 548-550 (2006).</li><li>Lotz, A., Heller, M., Brieger, J., Gabriel, M., F&#246;rch, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Derivatization+of+Plasma+Polymerized+Thin+Films+and+Attachment+of+Biomolecules+to+Influence+HUVEC-Cell+Adhesion.">Derivatization of Plasma Polymerized Thin Films and Attachment of Biomolecules to Influence HUVEC-Cell Adhesion.</a> Plasma Process Polym. 9, 10-16 (2012).</li></ol>

PTFE की सतह संशोधन प्रोटोकॉल का विस्तृत वर्णन बहुलक रीढ़ की हड्डी से फ्लोरीन के उन्मूलन के साथ शुरू करने के रूप में 6 चित्र में दर्शाया लगातार चरणों के होते हैं। एक परिणाम के रूप में, एक परत का गठन कि?...

चिकित्सा में इस्तेमाल किया विभिन्न पॉलिमर कि कुछ समय बढ़ाया biocompatibility, यानी, सेल चिपचिपाहट की कमी है, fibrotic encapsulation और thrombogenicity की प्रेरण प्रदर्शन नहीं करते के लिए अनुमोदित किया गया है, कुछ का उल्लेख करने के लिए। biomaterial और जैविक प्रणाली के बीच बातचीत मुख्य रूप से प्रत्यारोपण की सतह पर जगह लेता है। एक परिणाम के रूप में, अनुसंधान के क्रम में एक वांछित आवेदन के लिए उपयुक्त गुण बनाने के लिए सामग्री के थोक गुण अप्रभावित जाते वक्त में सतह संशोधन पर ध्यान केंद्रित किया है। Polytetrafluoroethylene (PTFE) एक physiologically अक्रिय बहुलक के रूप में इस तरह के हर्निया शल्य जाल 1, चिकित्सा बंदरगाहों 2 और, सबसे महत्वपूर्ण बात, नाड़ी ग्राफ्ट 3 के रूप में कई चिकित्सा क्षेत्र में इस्तेमाल किया जाता है। विशेष रूप से रक्त से संपर्क स्थितियों में PTFE के हाइड्रोफोबिक प्रकृति, प्लाज्मा घटकों की और एक परिणाम के रूप में प्लेटलेट आसंजन unspecific सोखना कारण अक्सर thromboti में जिसके परिणामस्वरूपसी घटनाओं और भ्रष्टाचार 4 का रोड़ा। इसके अलावा, PTFE, सबसे पॉलिमर की तरह, सेलुलर आसंजन और कवरेज जो एक वांछनीय सुविधा संवहनी भ्रष्टाचार 5 के भीतरी (ल्यूमिनल) सतह पर endothelial कोशिकाओं (ईसीएस) के एक लाभकारी परत के गठन को प्रेरित करने के लिए होगा का समर्थन नहीं करता। एक biomimetic endothelium अपनी प्राकृतिक बराबर के कार्यों में से कई, विशेष रूप से अपने antithrombogenic गुण 6 को पूरा करने की उम्मीद है। एक सामान्य biomimetic संशोधन रणनीति विशेष रूप से सेल चिपचिपाहट के साथ सामग्री endowing सामग्री थोक गुण अप्रभावित जाते वक्त की अवधारणा पर आधारित है। इसके अलावा, प्लेटलेट आसंजन विरोधी चिपकने वाला (एंटी-दूषण) विशेषताओं 7 को शामिल करके कम किया जा सकता है। विभिन्न पेप्टाइड्स - ज्यादातर बाह्य मैट्रिक्स के प्रोटीन से निकाली गई - वर्णित किया गया है कि दृढ़ता से सेलुलर रिसेप्टर्स के लिए बाध्य, इंटेग्रिन 8 के वर्ग से संबंधित द्वारा सेल आसंजन बढ़ाने के लिए। होनाइस संबंध में सेंट प्रसिद्ध उदाहरण पेप्टाइड Arg-Gly-एएसपी (RGD) है कि सबसे अधिक प्रकार की कोशिकाओं के साथ सूचना का आदान प्रदान होता है। अन्य अमीनो एसिड दृश्यों इंटेग्रिन विशेष रूप से विशिष्ट कोशिकाओं पर व्यक्त द्वारा मान्यता प्राप्त हैं। उदाहरण के लिए, Arg-ग्लू-एएसपी-वैल (REDV) और Tyr-इले-Gly-SER-Arg (YIGSR) एक विशिष्ट तरीके से 9 में ईसीएस के लिए बाध्य करने के लिए पाया गया है। ऐसे पेप्टाइड्स के सहसंयोजक स्थिरीकरण धातुओं और पॉलिमर 10,11 सहित स्वाभाविक गैर चिपकने वाली सामग्री के ढेर सारे पर बाहर किया गया है। झरझरा PTFE, और अधिक ठीक से विस्तार PTFE (ePTFE) - पॉलीथीन terephthalate (पीईटी) के साथ - नाड़ी के उत्पादन के लिए सबसे महत्वपूर्ण सामग्री grafts 12 है। ऐसे प्लाज्मा संशोधन के रूप में 13 या रासायनिक तरीकों 14 से उचित उपचार के लिए स्थापित शारीरिक तकनीक, तथ्य यह है कि झरझरा और / या ट्यूबलर संरचना pores या लुमेन क्रमशः अंदर आसानी से इलाज नहीं कर रहे हैं द्वारा बाधा उत्पन्न कर रहे हैं। गीले रसायन विज्ञानPTFE पर Fluorin युक्त बहुलक है कि ज्यादातर रासायनिक हमलों में 15 को तैयार नहीं की अत्यधिक जड़ प्रकृति की वजह से एक मुश्किल काम है। इस पत्र में हम एक सहसंयोजक संशोधन रणनीति के लिए एक अपेक्षाकृत सरल विधि का वर्णन है। PTFE bondable प्रस्तुत करने के लिए एक प्रक्रिया से अनुकूलित, कार्य समूहों सामग्री सतह कि जैविक रूप से सक्रिय अणुओं के आगे विकार के लिए लंगर अंक के रूप में काम पर बनाया गया था।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="700">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:323px;">PTFE foil 0.5 mm</td>
			<td style="width:119px;">Cadillac Plastic&#160;</td>
			<td style="width:145px;">n/a</td>
			<td style="width:115px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">REDV peptide</td>
			<td>Genecust</td>
			<td>n/a</td>
			<td>custom synthesis &#62;95 % purity</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">iso-propanol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>34965</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">tetrahydrofurane (THF)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">dimethylsulfoxide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D8418</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">molecular sieve 3&#197;</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>208574</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">sodium metal</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>483745</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">phosphate buffered saline (PBS)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D8537</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">naphthalene</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>147141</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">hydrogen peroxide 30 %</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>95321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">trichloroacetic acid</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>T6399&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">diethylene glycol diglycidyl ether</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>17741</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">hexamethylene diisocyanate (HMDI)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>52650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Calcein-AM</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>56496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">sodium bicarbonate</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>S6014&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">sodium azide</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>71290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">24 well plates</td>
			<td>Greiner-Bio-One</td>
			<td>662 160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ATR-FTIR spectrophotometer Nicolet Magna-IR 850</td>
			<td>&#160;Nicolet</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">fluorescence microscope Olympus X-70</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">humbilical vein endothelial cells (HUVECs)</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ePTFE vascular graft</td>
			<td>Gore</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wet chemistry and peptide immobilization on polytetrafluoroethylene for improved cell-adhesion

Endowing सामग्री सेल चिपकने वाला गुणों के साथ सतह biomaterial अनुसंधान और ऊतक इंजीनियरिंग में एक आम रणनीति है। यह पहले से ही मंजूरी दे दी पॉलिमर चिकित्सा के क्षेत्र में एक लंबे समय से उपयोग किया है कि क्योंकि इन सामग्रियों को अच्छी तरह से नए संश्लेषित पॉलिमर की शुरूआत बचा जा सकता है, के साथ जुड़े और कानूनी मुद्दे हैं के लिए विशेष रूप से दिलचस्प है। Polytetrafluoroethylene (PTFE) संवहनी ग्राफ्ट के निर्माण के लिए सबसे अक्सर कार्यरत सामग्री में से एक है, लेकिन बहुलक कोशिका आसंजन सुविधाओं को बढ़ावा देने का अभाव है। Endothelialization, यानी, ग्राफ्ट endothelial कोशिकाओं की एक परत के साथ मिला हुआ भीतरी सतह की पूरी कवरेज अनुकूलतम प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है, मुख्य रूप से कृत्रिम इंटरफेस के thrombogenicity को कम करने से। इस अध्ययन पेप्टाइड संशोधित PTFE पर endothelial कोशिकाओं के विकास की जांच और असंशोधित सब्सट्रेट पर प्राप्त उन लोगों के लिए इन परिणामों की तुलना। साथ युग्मनendothelial सेल चिपकने वाला पेप्टाइड Arg-ग्लू-एएसपी-वैल (REDV) बाद में विकार कदम के द्वारा पीछा किया, Fluorin युक्त बहुलक अभिकर्मक सोडियम naphthalenide का उपयोग कर के सक्रियण के माध्यम से किया जाता है। सेल संस्कृति मानव नाल की शिरा endothelial कोशिकाओं (HUVECs) और उत्कृष्ट सेलुलर विकास का उपयोग कर पेप्टाइड स्थिर सामग्री पर एक दो सप्ताह की अवधि में प्रदर्शन किया है पूरा किया है।

महत्वपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रिया कदम के परिणाम आईआर स्पेक्ट्रोस्कोपी (चित्रा 1) द्वारा निगरानी की गई। सोडियम naphthalenide के साथ प्रारंभिक सक्रियण डबल बांड उत्पन्न करता है - और एक छोटी सी ह?...

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Wet Chemistry and Peptide Immobilization on Polytetrafluoroethylene for Improved Cell-adhesion

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.

बेहतर सेल-आसंजन के लिए गीले रसायन विज्ञान और पेप्टाइड स्थिरीकरण Polytetrafluoroethylene पर

Endowing materials surface with cell-adhesive properties is a common strategy in biomaterial research and tissue engineering. This is particularly ...

The overall goal of this procedure is to provide a wet chemistry-based surface treatment for the floral carbon polymer polytetrafluoroethylene, or PTFE. This method can help answer key questions in the biomaterials field as how to improve the bio-compatibility of medical polymers. The main advantage of this technique is that only minimum of equipment is required, and that the method is more generally applicable compared to other methods.The preparation of the sodium naphthalenide solution needs strictly anhyrdrous conditions. Cut 0.25 grams of sodium metal into small pieces to enhance dissolution. Add the sodium metal to a solution of 1.4 grams of naphtheline in 20 milliliters of tetrahydrofuran in a screw-capped 100 milliliter glass bottle, equipped with a PTFE-coated magnetic stirring bar.Modestly heat the solution to further enhance dissolution. The final solution has a dark, slightly greenish color, and may be stored under strictly dry conditions. Punch out PTFE disks of 12 millimeter diameter from 0.5 millimeter thick foil material.Mark one side, and clean is iso-propanol. Incubate PTFE samples individually in the activating solution for one to two minutes, using forceps. The color change from white to dark brown indicates successful treatment.Subsequently rinse twice with THF, and then with iso-propanol. Oxidize the treated samples in 30%hydrogen peroxide, containing 20%trichloroacedic acid for three hours. Wash with water, and dry.The surface now has a slight brownish appearance. Treat the oxidized disks with 50%HMDI in dry THF for two hours. Then, rinse with THF and leave to dry.Finally, hydrolize the iso-cyanate bearing samples in water for two to three hours, and dry. Place each aminated disk with the marked side up into the individual wells of a 24 well plate. Add 1.5 milliliters of the epoxide solution, ensuring full coverage of the samples.After incubating for two hours, wash two times with water, and once with carbonate buffer. To the bottoms of individual wells of a fresh 24 well plate, add 50 microliters of 0.5 milligram per milliliter peptide, and 50 millimolar carbonate buffer, pH nine, containing 0.1%sodium azide. Carefully place the epoxy-functionalized disks upside down onto the drops of the peptide solution.Make sure that the space between the bottom of a well, and the PTFE disk is completely wetted due to capillary action. Incubate the plate for at least three hours, or overnight in a wet chamber with a humidified atmosphere, achieved by placing wet tissue paper on the bottom of the chamber. Following incubation, wash three times with water, and sterilize in 50%iso-propanol water for at least 30 minutes.Prior to cell seeding, as described in the text protocol, rinse the samples in sterile phosphate buffered saline. The results of the crucial chemical reaction steps were monitored by infrared spectroscopy. The initial activation with sodium naphthalamide generates double bonds, and to a minor extent, hydroxyl functionalities.The signal indicating carbon double bonds disappears upon oxidation, yielding a surface bearing almost exclusively hydroxyl groups. The color changes due to activation and oxidation are in agreement with the expected chemistry. Conjugated double bonding systems are expected to be brownish, and loss of the double bonding systems results in brightening.In addition, the possible outcome of activation and oxidation on the surface morphology was investigated by means of scanning electron microscopy. Virtually no detrimental effect of the treatment was observed. Immobilization of the endothelial cell adhesive peptide, arginine, glutamine, aspartic acid valine, onto the polymer surface, supports endothelial cell growth.Whereas virtually no cell adhesion and proliferation occurs on untreated material, the modification strongly supports colonization over a two week period. Exemplified for a clinical application, the modification was identically performed on original material from a commercially available graft made of expanded PTFE with similar results over a period of one week. Once mastered, this technique takes about 12 hours.It should be kept in mind that this procedure is specific for PTFE. After watching this video, you should have a good understanding how to surface activate PTFE, and how to immobilize peptides in subsequent steps. Following this procedure, other molecules, such as polysaccharides or cord factors can be immobilized in a similar fashion.Keep in mind that working with highly toxic and corrosive chemicals is dangerous, and that standard precautions must be taken.

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