Protein -nanoskikt som har starka mekaniska egenskaper tillåter celladhesion och spridning vid vätskans yta. Upphovsman:Julien Gautrot
Forskare vid Queen Mary University of London har upptäckt att celler kan "gå" på vätskor lite som hur geckos fastnar på andra ytor.
Celler odlas vanligtvis på fasta material, såsom vävnadsodlingsplast, nedbrytbara polymerer och biokeramik. Man tror att dessa biomaterials starka mekaniska egenskaper krävs för att tillåta cellhäftning, en viktig process som ofta styr beteendet hos stamceller och främjar implantatinkorporering av omgivande vävnader och vävnadsregenerering.
I den här studien, publicerad i Nano bokstäver , forskarna rapporterar framgångsrik tillväxt av hudceller vid ytan av flytande oljedroppar.
Detta är förvånande eftersom vätskornas låga viskositet inte tros stödja de mekaniska krafter som genereras av cellerna under deras vidhäftning.
Forskargruppen upptäckte att protein nanosheets, filmer bara några nanometer tjocka, montera på ytan av sådana vätskor och visa starka mekaniska egenskaper som är tillräckliga för att motstå cellgenererade krafter.
Genom att kombinera olika typer av mekaniska karakteriseringsmetoder på nanoskala, de föreslår att celladhesion till sådana vätskor inte medieras av ytspänning, som i fallet med vandring av vattenstridare, men mer besläktad med geckos vidhäftning till ett brett spektrum av ytor, där skjuvkrafter spelar en viktig roll.
Epidermala cellkolonier odlade på vätskor (vänster) och vävnadsodlingsplast som klassiskt används för cellodling (höger). Upphovsman:Julien Gautrot
Huvudförfattare Dr Julien Gautrot, från Queen Mary's School of Engineering and Materials Science, sade:"Att förstå mekanismerna som är ansvariga för detta beteende är viktigt eftersom det tyder på att nanoskalaegenskaperna, snarare än deras bulkegenskaper, styr celladhesion och eventuellt annat cellbeteende. Detta kommer att ha viktiga konsekvenser för designen av en ny generation biomaterial för regenerativ medicin och vävnadsteknik. "
Han tillade:"Detta innebär att nanoskalaegenskaper för biomaterial eller vävnadstekniska byggnadsställningar kan konstrueras oberoende av bulkegenskaper för att styra cellfenotyp och ställningsmekanik separat."
Flytande-vätskesystem, såsom emulsioner som en vinaigrette, är särskilt fördelaktiga för ett brett spektrum av bearbetning och teknik. De används ofta inom kemisk syntes och kemiteknik där de har revolutionerat industriella processer. I kontrast, cellodling och stamcellsteknologi har inte gynnats av flexibiliteten hos vätske-vätskesystem.
Teamet föreslår att studien kan leda till utformningen av en ny generation cellteknologi, för förbättrad produktion av vidhäftande stamceller för regenerativ medicin.