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Peptide functionalisation of nanocomposite polymer for bone tissue engineering using plasma surface polymerisation

机译：使用等离子体表面聚合方法对骨组织工程纳米复合材料聚合物的肽官能化

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摘要

In this work, we explored the modification of a new nanocomposite polymer called POSS-PCU for its functionalisation with bone inducing peptides using a plasma surface polymerisation method for bone tissue engineering applications. KRSR and FHRRIKA peptides, which are heparin binding domains, have been shown before to induce cell adhesion and bone mineralisation. In this work a plasma surface polymerisation process was developed to graft biomimetic peptides on polymeric biomaterial. Plasma polymerisation and peptide coupling was confirmed using various techniques such as toluidine blue O assay, IR-spectroscopy and X-ray photon spectroscopy (XPS). Surface chemical analysis confirmed that 10 W power and 20 min of plasma treatment was optimum in order to obtain the highest grafting density of carboxyl groups, which were later used to attach bone biomimetic peptides via carbodiimide chemistry. IR-spectroscopy and XPS confirmed functionalisation with carboxyl and peptide grafting. Finally, preliminarily in vitro study with bone marrow mesenchymal stem cells was performed in order to assess the efficacy of peptide functionalised surfaces to promote differentiation into osteogenic lineage. Cell tests showed increased cell adhesion and osteoblastic differentiation on KRSR and FHRRIKA peptide modified samples. This study has implications for the design and development of a new generation of orthopedic implants using the plasma modification technique.
机译：在这项工作中，我们探讨了使用骨骼表面聚合方法的骨诱导肽的骨诱导肽的官能化的新纳米复合材料聚合物的修饰。在肝素结合结构域的KRSR和FHRRIKA肽已被显示为诱导细胞粘附和骨矿化。在这项工作中，将血浆表面聚合方法开发成聚合物生物材料的接枝杀生物染色肽。使用各种技术如甲苯胺蓝o测定，IR光谱和X射线光子光谱（XPS）确认等离子体聚合和肽偶联。表面化学分析证实，10W功率和20分钟的等离子体处理是最佳的，以获得羧基的最高接枝密度，后来用于通过碳二亚胺化学附着骨仿生肽。 IR光谱和XPS确认羧基和肽接枝的官能化。最后，进行初步体外研究骨髓间充质干细胞，以评估肽官能化表面促进分化成骨质发生谱系的疗效。细胞试验表明，在KRSR和FHRRIKA肽改性样品上显示出增加的细胞粘附和骨细胞分化。本研究对使用等离子体修饰技术的新一代骨科植入物的设计和开发有影响。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2015年第97期|共9页
  • 作者

    Gentile P.; Ghione C.; Tonda-Turo C.; Kalaskar D. M.;

  • 作者单位

    Newcastle Univ Sch Mech &

    Syst Engn Newcastle Upon Tyne NE1 7RU Tyne &

    Wear England;

    Politecn Torino Dept Mech &

    Aerosp Engn I-10129 Turin Italy;

    Politecn Torino Dept Mech &

    Aerosp Engn I-10129 Turin Italy;

    UCL Ctr Nanotechnol &

    Tissue Engn UCL Div Surg &

    Intervent Sci London NW3 2PF England;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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