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Mechanisms underlying interactions between PAMAM dendron-grafted surfaces with DPPC membranes

机译：PAMAM树突接枝表面与DPPC膜之间相互作用的潜在机制

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Biofouling is a pervasive problem which demands the creation of smart, antifouling surfaces. Towards this end, we examine the interactions between a dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) lipid bilayer and a polyamidoamine (PAMAM) dendron-grafted surface. In addition, we investigate the impact of dendron generation on the system behavior. To resolve the multiscale dynamical processes occurring over a large spatial scale, we employ Molecular Dynamics simulations with a coarse-grained implicit solvent force field. Our results demonstrate the transient and equilibrium system dynamics to be determined by the PAMAM dendron generation along with the underlying mechanisms. Higher generation dendrons are observed to favor penetration of the DPPC molecules into the dendron branches, thereby enabling sustained interactions between the membrane and the dendron-grafted surface. Under equilibrium, the membrane adopts a bowl-shaped morphology whose dimensions are determined by the dendron generation and density of interactions. The results from our study can be used to guide the design of novel surfaces with selective antifouling properties which can prevent the adsorption of microorganisms onto lipid membranes.
机译：生物污垢是一个普遍存在的问题，需要创建智能的防污表面。为此，我们检查了二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）脂质双层和聚酰胺酰胺（PAMAM）树突接枝表面之间的相互作用。此外，我们调查了树突生成对系统行为的影响。为了解决在较大空间范围内发生的多尺度动力学过程，我们采用了分子动力学模拟方法，并采用了粗粒度的隐式溶剂力场。我们的结果表明，瞬态和平衡系统动力学将由PAMAM树突的产生以及潜在机理决定。观察到较高代的树突有利于DPPC分子渗透到树突分支中，从而使膜与树突接枝表面之间能够持续相互作用。在平衡状态下，膜采用碗状形态，其尺寸由树突的产生和相互作用的密度决定。我们研究的结果可用于指导具有选择性防污性能的新型表面的设计，该性能可以防止微生物吸附到脂质膜上。

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