(Phys.org) —Ändring av strukturen och ytegenskaperna hos ett halvledarmaterial vid nanoskala kan påverka hur neuralceller växer på materialet.

Fyndet härrör från en studie utförd av forskare vid North Carolina State University, University of North Carolina vid Chapel Hill och Purdue University, och kan ha nytta för att utveckla framtida neurala implantat.

"Vi ville veta hur ett materials struktur och struktur kan påverka celladhesion och differentiering, "säger Lauren Bain, huvudförfattare till ett papper som beskriver arbetet och en doktorsexamen student i det gemensamma biomedicinska programmet vid NC State och UNC-Chapel Hill. "I grund och botten, Vi ville veta om förändring av de fysiska egenskaperna på ytan av en halvledare kan göra det lättare för ett implantat att integreras i neural vävnad - eller mjuk vävnad i allmänhet. "

Forskarna arbetade med galliumnitrid (GaN), eftersom det är ett av de mest lovande halvledarmaterialen för användning i biomedicinska tillämpningar. De arbetade också med PC12 -celler, som är modellceller som används för att efterlikna neurons beteende i laboratorieexperiment.

I studien, forskarna odlade PC12 -celler på GaN -rutor med fyra olika ytegenskaper:några rutor var släta; vissa hade parallella spår (som liknade ett oregelbundet kardborrmönster); några var slumpmässigt strukturerade (liknade en nanoskala bergskedja); och några var täckta med nanotrådar (liknar en nanoskala av naglar).

Mycket få PC12 -celler vidhäftade till den släta ytan. Och de som höll fast växte normalt, bildar lång, smala förlängningar. Fler PC12 -celler vidhäftade till rutorna med parallella spår, och dessa celler växte också normalt.

Ungefär samma antal PC12 -celler vidhäftade till de slumpmässigt strukturerade rutorna som vidhäftade till de parallella spåren. Dock, dessa celler växte inte normalt. Istället för att bilda smala förlängningar, cellerna plattades ut och spred sig över GaN -ytan i alla riktningar.

Fler PC12 -celler vidhäftade till nanotrådkvadraterna än någon av de andra ytorna, men bara 50 procent av cellerna växte normalt. De andra 50 procenten sprider sig åt alla håll, som cellerna på de slumpmässigt strukturerade ytorna.

"Detta berättar att den faktiska formen på ytegenskaperna påverkar cellernas beteende, "Säger Bain." Det är ett icke-kemiskt sätt att påverka interaktionen mellan materialet och kroppen. Det är något vi kan utforska när vi fortsätter att arbeta för att utveckla ny biomedicinsk teknik. "