Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Схематиечксое изображение установки для нанесения фосфата кальция на нетканую подложку, изготовленную из нановолокон методом электроcпиннинга.
Рисунок 2. Фотографии полученные методом сканирующей электронной микроскопии в случае PLGA обработанного плазмой в зависмости от расстояния от нижнего края подложки: a)d=0, b)d=6 мм, b)d=9 мм, d)d=11 мм. Длина масштабного отрезка на вставках 2 мкм.
Рисунок 3. Зависимость Ca/(Ca+C) от расстояния от нижнего края подложки. a) PLGA обработанный плазмой б)PCL с нанесенным желатином.
Рисунок 4. Зависимость деформации от расстояния от нижнего края подложки в зависимости от приложенного напряжения.
Рисунок 5. На фотографиях и графике показана зависимость плотности клеток преостеобласта от расстояния от нижнего края подложки.

Каркас из нановолокон как основа создания соединительной ткани между костями и суставами

Ключевые слова:  биоматериалы, имплантация

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

21 июня 2009

Соединение материалов с резко различающимися механическими характеристиками является одной из основных проблем материаловедения в целом, и биоматериаловедения в частности. Ярким тому примером может служить проблематичность восстановления соединительной ткани между сухожилием («мягкая ткань») и костью («твердая ткань»). В природе состав этой ткани неоднороден по составу и постепенно меняется, чтобы максимально сгладить скачок жесткости на границе раздела сухожилие-кость.

Совместными усилиями группы американских и китайских ученых был предложен метод нанесения фосфата кальция так, чтобы соблюсти градиент концентрации для того, чтобы жесткость вдоль подложки менялась линейно. Для этого десятикратно концентрированный физраствор добавляли при постоянной скорости в сосуд, в котором расположена нетканая подложка, состоящая из нановолокон (биосовместимые и биоразлагаемые полимеры PLGA и PCL), изготовленные методом электроспиннинга (рис. 1). Для повышения гидрофильности и активации поверхности полимеров для нанесения фосфата кальция, их поверхность была обработана плазмой или на поверхность был нанесен желатин. Угол наклона подложки, а также скорость подачи раствора рассчитывались таким образом, чтобы линейно уменьшать время осаждения, при прохождении раствора от нижнего до верхнего края подложки. В исходный раствор был добавлен гидрокарбонат натрия, что привело к значительному повышения скорости нанесения фосфата кальция (за 2-6 часов наносится значительный слой, что заметно превосходит достижения предыдущих исследователей).

На рисунке 2 представлены фотографии образца с PLGA, обработанного плазмой, полученные методом сканирующей электронной микроскопии. На нижнем крае волокна покрыты тонким слоем фосфата кальция. По мере удаления от нижнего края толщина нанесенного слоя становилась все тоньше и на верхнем крае отсутствует вовсе.

Для количественного описания нанесенного фосфата кальция в зависимости от расстояния от нижнего края подложки, методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX) была получена зависимость отношения Ca/(Ca+C) от расстояния от нижнего края подложки d (рис.3). Легко видеть, что в обоих случаях наблюдается линейная зависимость.

На рисунке 4 представлена зависимость средней деформации в зависимости от расстояния от нижнего края подложки. Очевидно, что максимальная деформация достигается на деминерализованном конце подложки.

Для исследования биологической активности полученного каркаса (PCL с нанесением желатина) были нанесены клетки преостеобласта (MC3T3). Эти клетки продемонстрировали различную адгезивность и морфологию в различных участках каркаса. Участок с наибольшей концентрацией фосфата кальция продемонстрировал наибольшую плотность клеток, в то время как на участке, где фосфат кальция практически отсутствовал концентрация MC3T3 была малой (рис.5).

Главным преимуществом предложенного в данной работе метода является возможность варьирования механических свойств каркаса, путем изменения распределения фосфата кальция на поверхности подложки. Это дает возможность создания материала, который сможет выступать в качестве соединительной ткани между костями и сухожилиями в каждом конкретном случае.



Источник: Nano Letters



Комментарии

Просто и со вкусом.

PLGA ещё можно было бы просто кислотой протравить.

PCL - это капрон что-ли? У него с биоразлагаемостью туговато.
PCL - это капрон что-ли? У него с биоразлагаемостью туговато

Что ли не капрон (капролактам), а поли- капролактон
И разлагается, и одобрен для медицинского использования FDA.
Ну, если лактон, то нормально

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Вольфрамовый зонд (продолжение)
Вольфрамовый зонд (продолжение)

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.