Влияние характеристик поверхности на рост клеток на полупроводниковом материале

Изменение текстуры и характеристик поверхности полупроводникового материала в наномасштабе может влиять на рост нервных клеток на этом материале.

Этот вывод сделан в результате исследования, проведенного учеными из Университета штата Северная Каролина, Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле и Университета Пердью, и может быть полезен для разработки будущих нейроимплантов.

Исследователи работали с нитридом галлия (GaN), поскольку это один из самых перспективных полупроводниковых материалов для биомедицинских применений. Они использовали клетки PC12, которые являются модельными для имитации поведения нейронов в лабораторных экспериментах.

В исследовании клетки PC12 выращивали на квадратах GaN с четырьмя разными характеристиками поверхности:

• Гладкая поверхность: к ней прикрепилось очень мало клеток PC12, и те росли нормально, образуя длинные узкие отростки.
• Параллельные бороздки (напоминающие корд): к ним прикрепилось больше клеток, и они также росли нормально.
• Случайная текстура (напоминающая наномасштабный горный хребет): количество прикрепившихся клеток было примерно таким же, как на бороздках, но они росли ненормально — распластывались и распространялись по поверхности GaN во всех направлениях.
• Нанопроволоки (напоминающие наномасштабное ложе из гвоздей): к ним прикрепилось больше всего клеток PC12, но только 50% из них росли нормально. Остальные 50% распластывались во всех направлениях, как клетки на случайной текстуре.

Это показывает, что именно форма поверхностных характеристик влияет на поведение клеток, что является нехимическим способом воздействия на взаимодействие материала с организмом.