Details

Engineering biocompatible surfaces from the nano to the micro scale

by Saravia Silvera, María Verónica

Abstract (Summary)
Resumen La ingeniería de biomateriales busca obtener materiales biológicamente activos, ajustando las propiedades químico-físicas (y topográficas) de la superficie de interés. Las lacasas, son enzimas que catalizan la oxidación de un gran número de polifenoles con aplicación en la industria, así como en el desarrollo de biosensores. Las proteínas bacterianas S, son sistemas muy interesantes ya que se auto-ensamblan formando cristales en 2-D y se pueden fusionar con otras biomoléculas. La línea celular hepática cancerosaHepG2, se ha empleado en estudios relacionados con el cáncer, citotoxicidad , se ha incorporado en dispositivos extracorporales para suplir funciones hepáticas, ya que a pesar de su transformación mantienen ciertas funciones de los hepatocitos normales. El objetivo de este trabajo fue generar superficies biocompatibles en las que se inmovilizó lacasa y se adsorbieron proteínas (de fusión) bacterianas y células, comprobando su funcionalidad. El ajuste de la química superficial se realizó por adsorción capa tras capa de polielectrolitos y para su estructuración se utilizó litografía blanda (micro-contact printing). La lacasa se inmobilizó covalentemente sobre oro cubierto con PEI (polietilenimina) través de gluraldehído, para posteriormente recubrirla con otros polielectrolitos. Dicho proceso se monitoreó con QCM (microblanza de cuarzo) y espectrofotometría (actividad enzimática). Las proteínas bacterianas se adsobieron selectivamente sobre muliticapas de polielectrolitos previamente estructuradas. Su funcionalidad se comprobó usando AFM (microscopía de fuerza atómica) y microscopía de fluorescencia. Las células HepG2 se inmobilizaron sobre superficies homogéneas y estructuradas de con distintos polielectrolitos. Se comprobó su viabilidad por ensayos con MTT y se observaron con SEM (microscopía de escaneo de electrones). El proceso de adhesion de las células sobre las multicapas de polielectrolos se estudió en función del tiempo con QCM y microscopía de transmisión, y fue testado con cristal violeta. Se utilizó AFM para estudiar la interacción entre las células con los polielectrolitos. El protocolo de inmovilización usado es aplicable para la lacasa, la cual conserva su actividad catalítica en la presencia de ABTS. La enzima se recubrió con multicapas de polielectrolitos pero la determinación de su actividad se ve dificultada por la interferencia con el ABTS. Por primera vez se utilizó micro-contact printing para construir superficies estructuradas, en las que se adsorbieron proteínas (de fusión) S, generando superficies funcionales en escala nanométrica dentro de microestructuras. Cabe destacar que la posibilidad de manipular la distribución de la proteína en escala micro es un requerimiento básico para el desarrollo de biosensores. En lo que se refiere a la interacción célula/superficie, se encontró que las células HepG2 adoptan diferente morfología dependiendo del substrato al que se adhieren. Mientras polielectrolitos positivos (PEI, PAH) adsorben moléculas que inducen la expansión celular, PLL-g-PEG (interfase neutra e hidrofílica) y PSS (polielectrolito negativo) no favorecieron la expansión celular. El QCM-D revelan que las células no son detectadas cuando se depositan sobre PSS (lo opuesto sucede cuando se adhieren sobre PEI) aunque se mantiene adheridas. Las propiedades mecánicas de las células varían de acuerdo al sustrato al que se adhieren, más rígidas sobre PEI. La máxima adhesión de las puntas (funcionarizadas con PEI y PSS) del AFM a la superficie celular es independiente de la carga aplicada y de su recubrimiento, para un tiempo nulo de residencia de la punta sobre la superficie celular. La máxima adhesión observada fue de 750 pN para un tiempo de residencia de residencia de 3 s, cuando el tip fue funcionalizado con PEI.
This document abstract is also available in English.
Document Full Text
The full text for this document is available in English.
Bibliographical Information:

Advisor: Toca Herrera,José Luís; Rodríguez Couto, Susana

School:Universitat Rovira i Virgili

School Location:Spain

Source Type:Master's Thesis

Keywords:departament d enginyeria química

ISBN:

Date of Publication:07/09/2008

© 2009 OpenThesis.org. All Rights Reserved.