Современная медицина все больше и больше полагается на вживляемые биомедицинские устройства, но их эффективность часто ограничивается из-за неудачной интеграции с тканью хозяина или развитием неизлечимых инфекций, требуя замены устройства через хирургию пересмотра.Команда в Прикладной Плазменной Физике и Поверхностная Техническая Лаборатория развивали практические методы, чтобы вести и приложить пептиды к поверхностям; компьютерные моделирования и эксперименты продемонстрировали контроль и ориентации пептида и поверхностной концентрации, которая может быть достигнута, применив электрическое поле как поставленный маленькой батареей домашнего размера.Результаты изданы сегодня по своей природе Коммуникации.
Соответствующий профессор автора Прикладной Физики и Серфэс Энджиниринг Марсела Билек сказали, что покрытия биоматериала могут замаскировать внедренные устройства и имитатора окружающая ткань.«Святой Грааль – поверхность, которая взаимодействует беспрепятственно и естественно с тканью хозяина посредством биомолекулярной передачи сигналов», сказал профессор Билек, который является членом Института Нано Сиднейского университета и Центра Чарльза Перкинса.
Прочное приложение биологических молекул на поверхность биоустройства требуется, чтобы достигать этого, как позволено уникальными поверхностными процессами модификации, развитыми профессором Билеком.«Хотя белки успешно использовались во многих заявлениях, они не всегда переживают резкое лечение стерилизации – и вводят риск патогенной передачи из-за их производства в микроорганизмах», сказал профессор Билек.Профессор Билек – вместе с доктором Бенэмом Ахэвэном из Школы Космоса, Механической и Мехатронной Разработки и Школы Физики и ведущего доктора философии автора, кандидат, Льюис Мартин из Школы Физики – исследует использование коротких сегментов белка, названных пептидами, которые, когда стратегически разработано, могут резюмировать функцию белка.
Г-н Мартин сказал, что команда смогла настроить ориентацию чрезвычайно маленьких биомолекул (меньше чем 10 нанометров в размере) на поверхности. «Мы использовали специализированное оборудование, чтобы выполнить эксперименты, но электрические поля могли быть применены любым использующим домашний комплект электроники», сказал он.Доктор Ахэвэн сказал, что, принимая промышленную поддержку и финансируя для клинических испытаний, улучшенные внедрения могли быть доступны пациентам в течение пяти лет.«Применение нашего подхода колеблется с костных имплантатов на сердечно-сосудистые стенты и искусственные кровеносные сосуды», сказал доктор Ахэвэн.
«Для кости вживляемые устройства, например, такие современные биологически совместимые поверхности непосредственно принесут пользу пациентам, страдающим от перелома кости, остеопороза и рака костей».Из-за их небольшого размера пептиды могут быть произведены искусственно, и они эластичны во время стерилизации.
Главная трудность при использовании пептидов гарантирует, что они приложены в соответствующих удельных весах и в ориентациях, которые эффективно выставляют их активные места.Используя прикладные электрические поля и буферную химию, исследователи обнаружили несколько новых рычагов то приложение пептида контроля.
Разделение обвинения на пептидах создает постоянные дипольные моменты, которые могут быть выровнены с электрическим полем, чтобы обеспечить оптимальную ориентацию молекул, и количество остановленного пептида может также быть настроено электростатическими взаимодействиями, когда у пептидов есть полное обвинение.Газета сообщила, что это знание используется, чтобы проектировать стратегии создать новое поколение синтетических биомолекул.
«Наши результаты проливают свет на механизмы иммобилизации биомолекулы, которые чрезвычайно важны для дизайна синтетических пептидов и biofunctionalisation продвинутых вживляемых материалов», заявляет бумага.