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Timestamp: 2018-06-21 03:08:37+00:00

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Crear transitoria poros de la membrana de células utilizando una impresora de inyección de tinta estándar
Crear transitoria poros de la membrana de células utilizando una impresora de inyección de tinta estándar Alexander B. Owczarczak1, Stephen O. Shuford1, Scott T. Wood1, Sandra Deitch1, Delphine Dean1 1Department of Bioengineering, Clemson University Una descripción de los métodos utilizados para convertir una impresora HP Deskjet 500 en un bioprinter. La impresora es capaz de procesar las células vivas, lo que provoca poros transitorios en la membrana. Estos poros se pueden utilizar para incorporar pequeñas moléculas, incluyendo fluorescente G-actina, en las células impresos.
La Compresión Mecánica De Los Explantes De Cartílago Induce Múltiples Dependientes Del Tiempo Patrones De Expresión Génica Y Consiste En Calcio Intracelular Y AMP Cíclico The Journal of Biological Chemistry. May, 2004 | Pubmed ID: 14960571	Los condrocitos se ven influidos por fuerzas mecánicas a la matriz extracelular del cartílago remodelación. Estudios previos han demostrado los efectos de las fuerzas mecánicas sobre los cambios en los niveles de mRNA de la biosíntesis y en particular las moléculas de la matriz extracelular, y se han identificado algunas vías de señalización que pueden estar implicados. Sin embargo, la amplia extensión y la cinética de mecano-regulación de la transcripción de genes no ha sido estudiado en profundidad. Se aplicaron las cepas de compresión estática de los explantes de cartílago de la especie bovina durante períodos de entre 1 y 24 horas y se midió la respuesta de los 28 genes utilizando PCR en tiempo real. Cursos de tiempo de compresión se realizaron también en presencia de un agente quelante de calcio intracelular o un inhibidor de AMP cíclico activado por análisis de la proteína quinasa A. Cluster de los datos reveló cuatro patrones de expresión principales: dos grupos que contienen cualquiera de expresión transitoria hasta reguladas o duración mejorada perfiles de cada uno podría ser subdividida en los genes que sí o que no requieren la liberación de calcio intracelular y el AMP cíclico activa la proteína quinasa A su mecano-regulación. Los niveles de transcripción de aggrecan, colágeno tipo II, y la proteína enlace fueron reguladas hasta aproximadamente 2 a 3 veces durante las primeras 8 h de compresión del 50% y, posteriormente, el regulado a niveles inferiores a la de libre hinchazón controles por parte de las 24 h. Los niveles de transcripción de la matriz metaloproteinasas-3, -9, -13 y, aggrecanase 1-, y el regulador de la proteasa matriz ciclooxigenasa-2 aumenta con la duración de la compresión del 50% 2-16-veces por 24 h. Así, la transcripción de las proteínas implicadas en la remodelación de la matriz y el catabolismo dominado por proteínas de la matriz anabólicos como la duración de la compresión estática aumentado. Genes tempranos inmediatos c-fos y c-jun fueron dramáticamente hasta reguladas 6-30-veces, respectivamente, durante las primeras 8 h de compresión del 50% y se mantuvo regulado hasta después de 24 h.
Variación Nanoescala a Cargo De La Superficie De Hidroxiapatita Sintética Detectado Por Química Y Espacialmente Específico Espectroscopia De Alta Resolución De La Fuerza Biomaterials. Jan, 2005 | Pubmed ID: 15262469	Las fuerzas normales intersurface entre puntas de las sondas funcionalizadas con nanométricas COO - y NH3 +-terminados alcanotiol auto-montaje de monocapas y en fase densa policristalina pura de hidroxiapatita sintética (HA) se midieron a través de una técnica de gran alcance llamada nanomecánicos química específica de alta resolución de espectroscopia de fuerza. Los datos tomados sobre el enfoque de la punta de la sonda a la superficie de HA se comparó con la no lineal de Poisson-Boltzmann basado en la teoría electrostática de doble capa para predecir la carga superficial por unidad de área de la HA, sigmaHA (C/m2), como una función de la fuerza iónica, la posición dentro de una variedad de granos, ya través de los límites de grano. El sigmaHA media se encontró que era aproximadamente -0,02 C/m2 y para variar -0,0037 a -0,072 C/m2 con la posición de nanoescala en relación con los límites de grano y los planos de cristal hasta -0,19 C/m2/microm. La medición de posición de las propiedades superficiales a escala nanométrica es una gran promesa en la aclaración de los orígenes moleculares de los procesos físico-químicos que ocurren en la interfase biomaterial.
Nanomecánica De Oponerse a Macromoléculas Glucosaminoglucanos Journal of Biomechanics. Sep, 2005 | Pubmed ID: 16023465	En este estudio, la fuerza intermolecular interacción entre una red de sulfato de condroitina glicosaminoglicanos (GAG)-funcionalizado punta de la sonda y un opuestas GAG-funcionalizado substrato plano se midió como una función de la distancia de separación punta de la sonda-sustrato en soluciones acuosas de electrólitos utilizando la técnica de alta resolución de la fuerza de espectroscopia. Una gama de densidades de GAG ​​injerto lo más cerca posible al cartílago nativo fue utilizado. Una fuerza repulsiva de largo alcance entre los GAGs en la punta de la sonda y el sustrato se observó, que aumentó linealmente con la disminución de la distancia de separación entre la punta de la sonda y el sustrato. Los datos obtenidos en NaCl 0,1 M se predijo bien por un recientemente desarrollado de Poisson-Boltzmann basado en el modelo teórico que describe normales electrostáticas fuerzas dobles interacción de capa entre dos superficies opuestas de extremo-injertado, barras cilíndricas de densidad de carga constante volumen y longitud finita, que interdigitan la compresión. Basándose en estos resultados, los datos del modelo y nanomecánicos interdigitada varilla se utilizan conjuntamente para estimar la componente electrostática del módulo de equilibrio de tejido cartilaginoso, que se comparó con la de cartílago normal de adulto humano tobillo medido en compresión uniaxial confinado.
Nanomecánica Compresión De Oponerse a Macromoléculas Aggrecan Journal of Biomechanics. 2006 | Pubmed ID: 16289077	En este estudio, hemos medido las interacciones a nanoescala a la compresión entre los opuestos macromoléculas aggrecan casi en condiciones fisiológicas, con el fin de dilucidar los orígenes moleculares de la conducta del cartílago de tejidos a nivel biomecánico. Moléculas de aggrecan de cartílago epifisario fetal bovino se termina químicamente injertado sobre substratos planos, normas de microscopía nanométricas fuerza atómica (AFM) de la sonda tips (R (punta) de aproximadamente 50 nm), y las grandes puntas de las sondas coloidales (R (punta) de aproximadamente 2,5 micras) . Para evaluar las fuerzas normales de la interacción entre capas opuestas nanomecánicos aggrecan, sustratos con microcontacto impreso agrecano fueron imágenes utilizando el modo de contacto AFM, y la altura agrecano capa (y por tanto la deformación) se midió como una función de la fuerza iónica solución (IS) y se aplicó una carga normal. Luego, utilizando la espectroscopia de alta resolución de la fuerza, a nanoescala las fuerzas de compresión entre los opuestos aggrecan en la punta y el sustrato se midieron frente a la distancia de separación punta-sustrato en 0.001-1M de NaCl. Puntas nanométricas activado medida de la rigidez molecular de 2-4 agrecano mientras que las puntas coloidales probaron las propiedades nanomecánicos de grandes conjuntos (aproximadamente 10 (4) moléculas). La rigidez a la compresión de agrecano fue mucho mayor cuando se utiliza una punta densamente coloidal que la rigidez medida para el uso de la punta nanométricas con un agrecano pocos, que demuestra la importancia de las interacciones laterales a las propiedades nanomecánicos normales. La tensión medida en NaCl 0,1 M (cerca-fuerza iónica fisiológica) aumentó marcadamente a densidades aggrecan bajo la punta de aproximadamente 40 mg / ml (densidades fisiológicos son aproximadamente 20-80 mg / ml), correspondiente a un promedio entre el espaciamiento de GAG 4-5 Debye longitudes (4-5 nm); esta separación característica es consistente con la aparición de importantes interacciones electrostáticas entre las cadenas de GAG ​​de oponerse a las moléculas de aggrecan. Comparación de los datos nanomecánicos a las predicciones de Poisson-Boltzmann modelos basados ​​en mayores explicaciones sobre los regímenes sobre los cuales las interacciones electrostáticas y no electrostáticas afectan a la rigidez aggrecan en la compresión. Los aspectos más importantes de este estudio incluyen: la incorporación de los experimentos en dos escalas de longitud diferentes, el uso de la impresión microcontacto para permitir la cuantificación de la deformación agrecano y la correspondiente tensión de compresión nanoescala función de la curva tensión, la utilización de puntas de diferente funcionalidad para proporcionar visión de los mecanismos moleculares de la deformación, y la comparación de los datos experimentales con las predicciones de tres cada vez más refinadas de Poisson-Boltzmann (PB) a base de modelos teóricos para el componente de la capa electrostática doble de la interacción.
Silicio Además De Los Aumentos De Hidroxiapatita a Nanoescala Electrostáticas, De Van Der Waals Y Las Interacciones Adhesivas Journal of Biomedical Materials Research. Part A. Aug, 2006 | Pubmed ID: 16646067	Las fuerzas intersurface normales entre puntas de las sondas nanométricas funcionalizados con COO (-)-terminado alcanotiol auto-montaje de monocapas y densa, de silicio policristalino-sustituido hidroxiapatita sintética (SiHa) e hidroxiapatita fase pura (HA) se midieron a través de una técnica llamada nanomecánicos químicamente específica alta resolución de espectroscopia de fuerza. Un significativamente mayor de van der Waals interacción se observó para el SiHa comparación con HA; constantes Hamaker (A) se encontraron a ser A (SiHa) = 35 + / - 27 ZJ y A (HA) = 13 + / - 12 ZJ. Usando la aproximación Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek, que asume aditividad lineal de la capa electrostática doble y van der Waals componentes, y la no lineal de Poisson-Boltzmann modelo carga superficial para electrostáticas de doble capa fuerzas, la carga superficial por unidad de área, sigma (C / m (2)), se calculó como una función de la posición de las áreas específicas nanométricas dentro de los granos individuales. SiHa se observó a ser más cargado negativamente que HA con sigma (SiHa) = -0,024 + / - 0,013 C / m (2), dos veces mayor que sigma (HA) = -0,011 + / - 0,006 C / m (2) . Además, SiHa se observa un aumento de la adherencia superficial (0,7 + / - 0,3 nN) en comparación con HA (0,5 + / - 0,3 nN). La caracterización de las variaciones en las fuerzas de superficie a escala nanométrica de SiHa y HA permitirá una mejor comprensión de las etapas iniciales de la unión hueso-biomaterial.
Sistema De Deposición De La Célula Base De La Dirección Del Laser Biotechnology Journal. Sep, 2006 | Pubmed ID: 16941447	Hemos diseñado un sistema de deposición de células láser que emplea el fenómeno de la orientación láser para colocar las células individuales en puntos específicos en una variedad de entornos en in vitro. Aquí se describen los componentes del sistema: la óptica láser, la cámara de depósito, el sistema de microinyección de células de alimentación y nuestra aplicación personalizada del sistema de control de software. Se discuten las necesidades y desafíos en materia de orientación por láser de las células y cómo nuestro sistema actual supera estos retos. Se demuestra que el sistema de patrón tiene una precisión de un micrómetro repetidamente depositar microesferas de polímeros y la medición de su posición. Se demuestra su capacidad para crear patrones muy definidos de vida de las células mediante la creación de un patrón definido de las neuronas con las extensiones de neuritas que muestran una función normal. Se encontró que la precisión posicional de nuestro sistema es más pequeña que las variaciones en el tamaño celular y el patrón de interrupciones que se producen a partir de movimiento normal de las células durante la adherencia del sustrato. La célula láser sistema de deposición es una herramienta potencialmente útil que puede ser utilizado para alcanzar el sitio y la hora específica de la colocación de una celda individual en un cultivo de células para la investigación sistemática de célula-célula y célula-matriz extracelular interacciones.
Nanomecánica Laterales Del Cartílago Aggrecan Macromoléculas Biophysical Journal. Feb, 2007 | Pubmed ID: 17142289	Para explorar el papel del proteoglicano cepillo-como, agrecano, en el comportamiento de cizallamiento de tejido cartilaginoso, se midió la resistencia a la deformación lateral de una monocapa de agrecano químicamente cartílago final adjunto sobre una superficie microcontacto impreso en soluciones acuosas de NaCl a través de la fuerza lateral microscopía. Los efectos de la fuerza iónica baño (IS, 0,001-1,0 M) y la tasa de desplazamiento lateral (aproximadamente 1 a 100 micras / s) se analizaron con puntas de las sondas funcionalizadas con neutros terminados en hidroxilo monocapas auto-ensambladas alcanotiol. Puntas de las sondas que tienen dos finales diferentes radios (R alrededor de 50 nm y Microm 2.5) permitía el acceso a diferentes escalas de longitud de las interacciones (nano y micro). La fuerza lateral medido se observó que dependen linealmente de la fuerza aplicada normal, y la fuerza lateral a la proporcionalidad de fuerza constante normal, mu, se calculó. El mu mayor valor (de 0,03 + / - 0,01 hasta 0,11 + / - 0,01) con baño cada vez mayor es (0.001 a 1,0 M) para experimentos con la punta micronizada debido a la tensión mayor a la compresión de aggrecan que resultó de un aumento constante de IS en la compresión la fuerza. Con la punta nanométricas, mu también aumentó con IS, sino por una cantidad menor debido al menor número de aggrecan implicado en deformación por cizallamiento. Las variaciones en la fuerza lateral como una función de epsilon aplica tensión de compresión (n) y los cambios en la bañera se sugiere que las interacciones electrostáticas y no electrostáticas tanto contribuido significativamente al comportamiento de cizallamiento deformacional de las capas aggrecan. Mientras que la fuerza lateral no varió con la tasa de desplazamiento lateral en la baja es, donde la goma elástica-como las interacciones electrostáticas entre aggrecan dominado, la fuerza lateral aumentado de manera significativa con la tasa de desplazamiento en las interacciones fisiológicas y superiores, lo que sugiere viscoelástico adicional y / o poroelástico dentro de la capa de aggrecan . Estos datos permiten conocer a nivel molecular la deformación de las macromoléculas aggrecan que son importantes para la comprensión del comportamiento del cartílago.
Mecanismos De Deformación De Corte a Nanoescala De Oponerse a Macromoléculas Del Cartílago Aggrecan Biophysical Journal. Sep, 2007 | Pubmed ID: 17586571	El comportamiento nanoescala deformación por cizallamiento de dos opuestos injertadas final capas aggrecan se estudió en soluciones acuosas utilizando microscopía de fuerza atómica, y se observó que dependen notablemente de la fuerza iónica baño, la presencia de iones de calcio, y el tipo aplicado desplazamiento lateral. Estos resultados proporcionan a nivel molecular ideas sobre la contribución de los mecanismos de deformación en las propiedades del cartílago aggrecan materiales a nivel de tejidos.
El Cartílago Aggrecan Pueden Someterse a Auto-adherencia Biophysical Journal. Nov, 2008 | Pubmed ID: 18676640	Aquí se informa que agrecano, la macromolécula altamente cargado negativamente en la matriz extracelular del cartílago, se somete a Ca (2 +) mediada por auto-adhesión después de la compresión estática incluso en presencia de repulsión electrostática fuerte en condiciones de solución fisiológica similares. Aggrecan fue químicamente unido a finales de oro recubiertas con sustratos de silicio y planas recubiertas de oro microesféricas fuerza atómica puntas de las sondas microscopio (R extremo radio de aproximadamente 2,5 madre) a una densidad (aproximadamente 40 mg / ml) que simula las condiciones fisiológicas en el tejido (aproximadamente 20-80 mg / ml). Espectroscopía de fuerza coloidal fue empleado para medir la adhesión entre opuestos monocapas aggrecan en NaCl (0,001-1,0 M) y NaCl + CaCl (2) ([Cl (-)] = 0,15 M, [Ca (2 +)] = 0 a 75 mM) de soluciones acuosas de electrólitos. Aggrecan auto-adhesión se encontró para aumentar al aumentar el tiempo de equilibración superficie sobre la compresión (0-30 s). Hidrógeno enredos de unión y físicas entre las cadenas laterales de sulfato de condroitina-glicosaminoglicano se proponen como factores importantes que contribuyen a aggrecan auto-adhesión. Auto-adhesión se encontró para aumentar de forma significativa con la fuerza iónica baño decreciente (y por tanto, de doble capa electrostática repulsión), así como el aumento de Ca (2 +) debido a la concentración de los iones adicionales puente efectos. Se presume que agrecano auto-adherencia, y la disipación de energía macromolecular que resulta de esta auto-adhesión, podrían ser factores importantes que contribuyen a la arquitectura auto-ensamblado y la integridad de la matriz extracelular del cartílago in vivo.
El Papel De Los Componentes Del Citoesqueleto En El Comportamiento Tensión-relajación De Los Adherentes Células Musculares Lisas Vasculares Journal of Biomechanical Engineering. Apr, 2009 | Pubmed ID: 19275430	Un número de estudios recientes han demostrado la eficacia de la microscopía de fuerza atómica (AFM) para la caracterización de la telefonía celular el estrés-relajación comportamiento. Sin embargo, el desarrollo reciente de esta técnica crea una considerable necesidad de exploración de modelos mecánicos adecuados para el análisis de los datos resultantes y de los roles de los diferentes componentes del citoesqueleto encargados de dirigir la tensión-relajación comportamiento. Las propiedades viscoelásticas de células musculares lisas vasculares (CMLV) son de particular interés debido a su papel en el desarrollo de enfermedades vasculares, incluyendo la aterosclerosis y la reestenosis. Varios agentes del citoesqueleto, incluyendo citocalasina D, jasplakinolide, paclitaxel y nocodazole, se utiliza para modificar la arquitectura del citoesqueleto de las CMLV. Relajación de la tensión, los experimentos se realizaron en las CMLV mediante AFM. El viscoelástico casi lineal (Qlv) reduce la función de relajación, así como un modelo simple de ley de potencia, y la norma modelo lineal sólido (SLS), se ajustaron a los resultantes de relajación con el estrés de los datos. La actina a través de la despolimerización citocalasina D dio lugar a aumentos significativos en tanto la tasa de relajación y el porcentaje de relajación, la estabilización de actina a través de jasplakinolide no afectó a la tensión-relajación comportamiento. Despolimerización de los microtúbulos a través de nocodazole dado lugar a aumentos no significativos en la frecuencia y el porcentaje de relajación, mientras estabilización de los microtúbulos a través de paclitaxel causó una disminución significativa tanto en la tasa y el porcentaje de relajación. Tanto la reducción de la relajación Qlv la función y el modelo de ley de potencia proporcionan excelentes accesos a los datos (R (2) = 0,98), mientras que el modelo SLS fue menos adecuada (R (2) = 0,91). Los datos del estudio actual indican el importante papel de la actina, no solamente, sino también los microtúbulos, en el gobierno de comportamiento viscoelástico CMLV. Excelentes accesos a los datos muestran el potencial para uso en el futuro tanto de la Qlv reduce la relajación y la función de los modelos de ley de potencia en relación con el AFM de relajación del estrés experimentos.
Evaluación De La Célula De Los Daños Causados ​​por Inyección Térmica De Tinta Impresa Células Ováricas De Hámster Chino Biotechnology and Bioengineering. Aug, 2010 | Pubmed ID: 20589673	La tecnología térmica de inyección de tinta de impresión se ha aplicado con éxito para la impresión de la célula. Sin embargo, existen preocupaciones de que el proceso de impresión pueden causar daños o muerte celular. Hemos llevado a cabo un estudio exhaustivo de inyección térmica de tinta impresa ovario de hámster chino (CHO) mediante la evaluación de la viabilidad celular y la apoptosis, y los posibles daños la membrana celular. Además, se estudiaron las concentraciones de células de bio-tinta y encontró una impresión óptima de las concentraciones de alrededor de 8 millones de células por ml. Impreso viabilidad celular fue del 89% y sólo el 3,5% de células apoptóticas se observó después de la impresión. Poros transitorios se desarrollaron en la membrana celular de las células impresos. Las células fueron capaces de reparar estos poros dentro de 2 h después de la impresión. Proteína verde fluorescente (GFP) plásmidos de ADN fueron entregados a las células CHO-S por la co-impresión. La eficacia de transfección es superior al 30%. Se concluye que la tecnología de impresión térmica de chorro de tinta puede ser utilizado para la siembra de células preciso con efectos menores y daños a las células de mamífero impresos. El proceso de impresión provoca poros transitorios en las membranas celulares, un proceso que tiene aplicaciones prometedoras para el gen y macropartículas de entrega para inducir la biocompatibilidad o crecimiento de los tejidos de ingeniería.
Comportamiento De Fricción De Las Células Individuales Del Músculo Liso Vascular Evaluada Por Microscopía De Fuerza Lateral Materials. Sep, 2010 | Pubmed ID: 21686041	Con el avance de la esfera de la biotribología, ha surgido un interés considerable en el estudio de células y tejidos propiedades de fricción. Desde la perspectiva del desarrollo de dispositivos médicos, las propiedades de fricción entre una superficie rígida y las células y los tejidos subyacentes son de interés clínico en particular. Como con muchos superficies de apoyo, es probable que existan asperezas de contacto en la escala de tamaño de células individuales y por debajo. Por lo tanto, una técnica para medir las propiedades de fricción celulares directamente sería beneficioso, tanto desde una perspectiva clínica y ciencia básica. En el estudio actual, un microscopio de fuerza atómica (AFM) con un diámetro de la sonda 5 micras de borosilicato esférica simulando endovasculares asperezas stent metálicos se utilizó para caracterizar las propiedades de la superficie de fricción de las células musculares lisas vasculares (CMLV) en contacto con un stent endovascular metálica. Diversos tratamientos se utiliza para modificar la estructura celular, con el fin de entender mejor los componentes celulares y los mecanismos responsables de gobernar propiedades de fricción. El coeficiente de fricción de la sonda sobre CMLV se encontró que era aproximadamente 0,06. Este coeficiente de fricción fue significativamente afectada por la reticulación del citoesqueleto celular y los agentes de despolimerización. Estos resultados demuestran que la AFM basado en la microscopía de fuerza lateral es una técnica valiosa para evaluar las propiedades de fricción de las células individuales de un solo en la micro-escala.
La Variación De Carga De Superficie a Lo Largo De La Superficie De Las Fibras De Lana Evaluado Por Espectroscopia De Alta Resolución De La Fuerza Journal of Engineered Fibers and Fabrics. 2011 | Pubmed ID: 21866220	En este estudio, se ha asignado la carga superficial de las fibras de lana utilizando químicamente específico de alta resolución espectroscopia de fuerza con el fin de entender mejor la dispersión de los aminoácidos en relación a la morfología de la fibra. Las fuerzas entre la superficie entre la microscopía estándar de fuerza atómica (AFM) de la sonda consejos (radio de la punta ~ 50 nm) funcionalizado con COOH y NH (3) terminó alcanotiol monocapas auto-ensamblaje y la superficie de la lana se utiliza para estimar la carga de la superficie por unidad de área utilizando lineales de Poisson-Boltzmann basado en la teoría electrostática de doble capa. La medición de posición de carga superficial de nano-escala mostró una correlación entre la carga superficial y morfología de las fibras, se indica que los aminoácidos básicos están situados cerca de los bordes de escala.

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