Integrin-mediated interactions between cells and biomimetic materials

Abstract (English)

Polymers for producing self-assembled monolayers on gold mimicking the surfaces of PEG rich polymers were successfully synthesized using a new and facile strategy. We could demonstrate that homogeneous monolayers were formed using a great variety of analytical techniques. Moreover, we showed for omega-monomethyl ether PEG derivatives that SAMs of this polymer significantly reduce protein ...

Abstract (English)

Polymers for producing self-assembled monolayers on gold mimicking the surfaces of PEG rich polymers were successfully synthesized using a new and facile strategy. We could demonstrate that homogeneous monolayers were formed using a great variety of analytical techniques. Moreover, we showed for omega-monomethyl ether PEG derivatives that SAMs of this polymer significantly reduce protein adsorption. The synthesized omega-monoamine derivative allows for the instant modification with bioactive compounds and also can reduce non-specific protein adsorption to a high extent. Combining the advantages of this substrate with the quartz crystal microbalance technique, a powerful model system for the real-time characterization of protein adsorption and cell adhesion and detachment processes on PEG-rich surfaces was established.
The impact of different compounds of interest on the adhesion characteristics can be evaluated either by instant modification of the SAMs with biomolecules or by adding the soluble substances to the cell culture medium. The results of the developed simplified model were in agreement with the results obtained for the corresponding biomaterials they should mimic. However, the results obviously confirm that by mimicking the biomaterial´s surface, the results are by far more precise and allow for a detailed interpretation, independent of the underlying bulk material.

Translation of the abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit wird die Herstellung von Polymeren für selbst-organisierte Monoschichten auf Gold beschrieben, die geeignet sind, um PEG reiche Polymeroberflächen zu imitieren. Mit diesen Polymeren konnten erfolgreich homogene selbst-organisierte Monoschichten hergestellt werden. Diese wurde mit zahlreichen analytischen Methoden nachgewiesen. Zudem konnte eine deutliche Reduktion der ...

Translation of the abstract (German)

In der vorliegenden Arbeit wird die Herstellung von Polymeren für selbst-organisierte Monoschichten auf Gold beschrieben, die geeignet sind, um PEG reiche Polymeroberflächen zu imitieren. Mit diesen Polymeren konnten erfolgreich homogene selbst-organisierte Monoschichten hergestellt werden. Diese wurde mit zahlreichen analytischen Methoden nachgewiesen. Zudem konnte eine deutliche Reduktion der Proteinadsorption auf omega-monomethylether-PEG-Derivaten gezeigt werden.
Die synthetisierten omega-monoamin-Derivate erlaubten zudem eine Modifikation mit bioaktiven Verbindungen und reduzierten ebenfalls die Proteinadsortipn deutlich. In Verbindung mit der Quarzkristallmikrowaagentechnik konnte somit ein gutes Modellsystem für die in situ Charakterisierung von Proteinadsortion und Zelladhäsions- sowie Dehäsionsprozesse etabliert werden.
Der Einfluss unterschiedlicher Komponenten auf die Adhäsionseigenschaften konnten entweder durch Modifikation der SAMs mit Biomolekülen oder durch Zugabe der löslichen Substanzen zum Zellkulturmedium gezeigt werden. Die Ergebnisse der entwickelten vereinfachenden Modellsysteme stimmten mit den Ergebnissen der Materialien überein, die sie imitieren sollten. Es wurde jedoch gezeigt, dass die Ergebnisse der Modelloberflächen deutlich präziser waren. Diese erlaubten somit eine detaillierte Interpretation, die von der Art des darunterliegenden Materials unabhängig war.

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