ポリ（エーテルイミド）膜の組織互換性について：ヒト皮膚線維芽細胞とケラチノサイトとの相互作用に関するin vitro研究

最近、生物医学的適用と見なされるポリ（エーテルイミド）（PEI）に基づいた新しいタイプの膜を開発しました。その物理的および生物学的性能を向上させるために、ポリ（ベンジミダゾール）（PBI）とブレンドすることで修正されました。本研究では、両方の膜は、それらの物理化学的特性と、ヒト皮膚線維芽細胞とケラチノサイトを使用したin vitro組織の互換性の観点から特徴付けられました。修飾された膜（PEI*）は、より親水性が高く、多孔質が少なく、表面（ZETA）ポテンシャルが増加しました。さらに、PBIとの混合は、少なくとも最初は細胞の形態の改善、線維芽細胞の接着と拡散、および焦点接着錯体の発達によって示されるように、細胞接触を促進する傾向があることがわかりました。フィブロネクチン（FN）と血清コーティングの効果は、純粋なPEIおよび組織培養ポリスチレン（TCP）と比較すると、ELISAによって検出されたFNとビトロネクチンの両方のより高い吸着と相関する場合にも有益でした。しかし、特にケラチノサイトのホモタイプの細胞相互作用の明確な傾向が膜と接触して得られましたが、これはPEI*ではるかに強力でした。初期の接着はPEI*でより大きかったが、インキュベーションの後期段階で細胞成長の驚くべき減少が観察され、膜が促進した細胞凝集により、基骨からの剥離が容易になることがある。したがって、PEIとPBIのブレンドに基づく膜は、粘着性の低下を備えた組織互換の足場を提供できます。これは、たとえば、in vitroで操作された組織構築物への細胞の移動に役立つツールである可能性があります。

Recently we have developed a novel type of membrane based on poly(ether imide) (PEI) which is considered for biomedical application. To improve its physical and biological performance it was modified by blending with poly(benzimidazole) (PBI). In the present study both membranes were characterized in terms of their physicochemical properties and in vitro tissue compatibility using human dermal fibroblasts and keratinocytes. The modified membrane (PEI*) was more hydrophilic, less porous and had an increased surface (zeta) potential. We further found that blending with PBI tends to promote cell contact, at least initially, as indicated by the improved overall cell morphology, adhesion and spreading of fibroblasts, and the development of focal adhesion complexes. The effects of fibronectin (FN) and serum coating were also beneficial when compared to pure PEI and tissue culture polystyrene (TCP), which correlates to a higher adsorption of both FN and vitronectin detected by ELISA. However, a clear tendency for homotypic cellular interaction particularly of keratinocytes was obtained in contact with membranes, which was much stronger pronounced on PEI*. Although the initial adhesion was greater on PEI*, a surprising decrease in cell growth was observed at later stages of incubation, which may be explained with the membrane-promoted cellular aggregation leading to an easier detachment from the substratum. Thus, membranes based on blends of PEI with PBI could provide a tissue compatible scaffold with lowered adhesive properties, which might be a useful tool for the transfer of cells, for example, to in vitro engineered tissue constructs.