Overfladeegenskaber påvirker cellulær vækst på halvledermateriale

(Phys.org) - Ændring af tekstur og overfladekarakteristika for et halvledermateriale på nanoskalaen kan påvirke den måde, neurale celler vokser på materialet.

Fundet stammer fra en undersøgelse udført af forskere ved North Carolina State University, University of North Carolina ved Chapel Hill og Purdue University, og kan have nytteværdi til udvikling af fremtidige neurale implantater.

"Vi ville vide, hvordan et materiales tekstur og struktur kan påvirke celleadhæsion og differentiering, "siger Lauren Bain, hovedforfatter til et papir, der beskriver værket og en ph.d. studerende i det fælles biomedicinske ingeniørprogram på NC State og UNC-Chapel Hill. "I bund og grund, vi ville vide, om ændring af de fysiske egenskaber på overfladen af ​​en halvleder kunne gøre det lettere for et implantat at blive integreret i neuralt væv - eller blødt væv generelt. "

Forskerne arbejdede med galliumnitrid (GaN), fordi det er et af de mest lovende halvledermaterialer til brug i biomedicinske applikationer. De arbejdede også med PC12 -celler, som er modelceller, der bruges til at efterligne neurons adfærd i laboratorieforsøg.

I undersøgelsen, forskerne voksede PC12 -celler på GaN -firkanter med fire forskellige overfladekarakteristika:nogle firkanter var glatte; nogle havde parallelle riller (lignede et uregelmæssigt fløjlsmønster); nogle var tilfældigt struktureret (lignede en nanoskala bjergkæde); og nogle var dækket med nanotråde (lignede en nanoskala af negle).

Meget få PC12 -celler klæbede til den glatte overflade. Og dem, der holdt fast, voksede normalt, danner lang, smalle udvidelser. Flere PC12 -celler klæbte til firkanterne med parallelle riller, og disse celler voksede også normalt.

Omtrent det samme antal PC12 -celler klæbte til de tilfældigt strukturerede firkanter som adhæreret til de parallelle riller. Imidlertid, disse celler voksede ikke normalt. I stedet for at danne smalle udvidelser, cellerne fladede og spredte sig over GaN -overfladen i alle retninger.

Flere PC12 -celler klæbede til nanotrådsfirkanterne end til nogen af ​​de andre overflader, men kun 50 procent af cellerne voksede normalt. De andre 50 procent spredte sig i alle retninger, ligesom cellerne på de tilfældigt strukturerede overflader.

"Dette fortæller os, at den faktiske form af overfladeegenskaberne påvirker cellernes adfærd, "Bain siger." Det er en ikke-kemisk måde at påvirke interaktionen mellem materialet og kroppen. Det er noget, vi kan undersøge, når vi fortsat arbejder på at udvikle nye biomedicinske teknologier. "