Resumen

Aunque la importancia de la topografía del sustrato como regulador de la función celular está bien establecida, todavía no se dispone de un análisis sistemático de los principios subyacentes. Aquí evaluamos la hipótesis de que la energía de la superficie desempeña un papel decisivo en la modulación del fenotipo celular mediada por el sustrato, mediante la evaluación del comportamiento celular en microestructuras sintéticas que presentan pronunciadas diferencias en la energía de la superficie. Estas microestructuras, concretamente cubos y paredes, se fabricaron a partir de un polímero base biocompatible, el poli(metilmetacrilato), mediante moldeo por inyección variotérmica. Las dimensiones de los cubos fueron de 1 μm x 1 μm x 1 μm (alto x ancho x largo) con una periodicidad de 1:1 y 1:5 y las dimensiones de las paredes de 1 μm x 1 μm x 15 mm (alto x ancho x largo) con una periodicidad de 1:1 y 1:5. Los insertos de los moldes se realizaron mediante litografía y galvanoplastia. La energía superficial de las microestructuras resultantes se determinó mediante mediciones del ángulo de contacto estático. La microscopía de barrido de luz de la morfología de las células preosteoblásticas NT2/D1 y MC3T3-E1 cultivadas en muestras de PMMA estructurado en ambos casos reveló una profunda dependencia de la energía superficial. Las "paredes" parecían promover una elongación celular significativa, mientras que se observaba una falta de adhesión celular en los "cubos" de menor periodicidad. Las mediciones del ángulo de contacto en las paredes revelaron una mayor anisotropía de la energía superficial (55 mN/m máx., 10 mN/m mín.), lo que provocó una propagación longitudinal de la gota de líquido de prueba, similar a la elongación celular. Las mediciones de la energía superficial de los cubos revelaron una mayor hidrofobicidad isotrópica (87° máx., H2O). Un ángulo crítico de contacto con el agua de ≤ 80° parece ser necesario para una adecuada adhesión celular. Por lo tanto, podría aplicarse un "interruptor" para la adhesión celular y, posteriormente, el crecimiento celular, por ejemplo, ajustando la periodicidad de las estructuras hidrofóbicas. En resumen, la elongación celular en las paredes y un nivel de energía superficial crítico para la adhesión celular podrían producirse para las células NT2/D1 y MC3T3-E1 mediante niveles de barrera de energía simétricos y asimétricos. Además, proponemos un modelo de gota de agua que proporciona una causa fisicoquímica común en relación con las geometrías similares de las células/gotas y la adhesión celular en las microestructuras investigadas.

• Materias:Biopolímeros Nanopartículas Biomateriales Técnica In Vitro Ingeniería de tejidos
• Subjects:Biopolymers Nanoparticles Biomaterials In Vitro Technique Tissue engineering
• Palabras claves:adhesión celular, medición del ángulo de contacto, pared, cubo, muestra de pmma estructurada, gota de líquido de prueba, importancia del sustrato, medición de la energía superficial, nivel de energía superficial, modulación de la célula
• Keywords:cell adhesion, contact angle measurement, wall, cube, structured pmma sample, test liquid droplet, significance of substrate, surface energy measurement, surface energy level, modulation of cell