Accepted ManuscriptTitle: Silk Fibr

Accepted Manuscript
Title: Silk Fibroin as a Non-Thrombogenic Biomaterial
Author: Terin Adalı Murat Uncu
PII: S0141-8130(16)30089-7
DOI: http://dx.doi.org/doi:10.1016/j.ijbiomac.2016.01.088
Reference: BIOMAC 5778
To appear in: International Journal of Biological Macromolecules
Received date: 1-9-2015
Revised date: 15-1-2016
Accepted date: 22-1-2016
Please cite this article as: Terin Adali, Murat Uncu, Silk Fibroin as a NonThrombogenic
Biomaterial, International Journal of Biological Macromolecules
http://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.01.088
This is a PDF file of an unedited manuscript that has been accepted for publication.
As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript.
The manuscript will undergo copyediting, typesetting, and review of the resulting proof
before it is published in its final form. Please note that during the production process
errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that
apply to the journal pertain.
1
Silk Fibroin as a Non-Thrombogenic Biomaterial
Terin Adalıa, c *
, Murat Uncub, c
a, *Department of Biomedical Engineering, Faculty of Engineering, Near East University,
Nicosia, North Cyprus
bDepartment of Clinical Biochemistry, Faculty of Medicine, Near East University, Nicosia,
North Cyprus
cTissue Engineering and Biomaterials Research Center, Center of Excellence, Near East
University, Nicosia, North Cyprus
2
ABSTRACT
Silk fibroin (SF), is a very attractive protein-polymer be processed into a variety of formats to
match structural and morphological features for specific biomedical applications. The aim of
the present work is to investigate blood compatibility of two forms, films and scaffolds, of
silk fibroin- N, N’ methylene bisacrylamide (MBA) prepared by using blend solutions of the
two components. Biofilms were prepared under UV-irradiation while scaffolds were prepared
via freeze-drying technique at -30oC and -80oC, respectively. Swelling, biodegradation tests
with protease enzyme, FTIR, SEM, XRD analyses were applied to characterize the
biomaterials. The results indicated that, the presence of the crosslinker (MBA) in the scaffold
and biofilm aids the formation of ordered structure. The pore size and biodegradability can be
controllable by the amount of crosslinker. The anticoagulant activity was evaluated using
prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (APTT). The in-vitro
coagulation test and platelet adhesion test analyses indicated that the modified scaffolds and
biofilms exhibited better hemocompatibility in comparison with pure silk fibroin.
These results demostrated that the silk fibrion –N, N’ methylene bisacrylamide biofilms and
blended scaffolds have potential applications as blood contact device.
Keywords: Silk Fibroin, N, N’ methylene bisacrylamide, non-thrombogenic biomaterials
3
1. Introduction
Silk fibroin derived from silkworm is a crucial protein-polymer for biomedical
applications. The useful properties of this polymer are ability to promote tissue formation [1,
2], biodegradability [3, 4] hemocompatibility [5, 6], cytocompatibility [7] and its interactions
with cells [8, 9]. The design simplicity of silk fibroin at the molecular level has often resulted
in its classification as a “model biomaterial” [10]. In the blending solutions, various silk
fibroin structures appear, leading to different properties of diverse applications.
Many studies have aimed to improve blood compatibility of silk fibroin by surface
modification [11-17]. Jiang et. al., synthesized zwitterionic phosphobetaine bearing a
hydroxyl and 8-hydroxy-2-octyl phosphorylcholine, to the surface of silk fibroin film. The
results indicated that, zwitterionic phosphobetaine showed good nonthrombogenicity in
platelet adhesion test [11]. Vepari at al. suggested that, surface PEGylated silk films could be
useful antiadhesion and antithrombotic materials for biomedical applications [13]. Ferulic
acid modified silk fibroin investigated by Wang et al. They observed that the activated partial
thromboplastin time (APTT), prothrombin time (PT) and thrombin time (TT) and the whole
blood coagulation time (WBCT) prolonged largely than that of pure silk fibroin. The
improvement of blood compatibility on a biomaterial suface aims at reducing protein
adsorption with the eventual goal of decreasing platelet adhesion [14]. Some researchers
found that in vitro coagulation time tests of the heparin-modified scaffolds were much higher
than those of the pure silk fibroin scaffolds [15]. In another work, Gu et al. improved blood
compatibility by a two-step process including NH3 gas plasma treatment and reaction with 1,
3-propane sulfone [16]. The results of studies, on effects of surface modification on
hemocompatibility provide a chance to design an artifical vascular graft. In the prior
work,Yagi et. al. prepared and characterized double-raschel knitted silk vascular grafts and
evaluated short-term function in a rat abdo

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

รับต้นฉบับชื่อเรื่อง : ไหมไฟโบรอินเป็นไม่ thrombogenic ินผู้เขียน : terin adal ı Murat uncuพี : s0141-8130 ( 16 ) 30089-7ดอย : http : / / DX ดอย . org / ดอย : 10.1016/j.ijbiomac.2016.01.088อ้างอิง : biomac 5778ปรากฏใน : วารสารนานาชาติของโมเลกุลทางชีวภาพวันที่ได้รับ 1-9-2015แก้ไขวันที่ : 15-1-2016วันที่ : 22-1-2016 ยอมรับโปรดอ้างอิงบทความนี้ : terin adali Murat , uncu ไหมไฟโบรอินเป็น nonthrombogenicิน , วารสารระหว่างประเทศของโมเลกุลทางชีวภาพhttp://dx.doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.01.088เป็น PDF ไฟล์ต้นฉบับที่ไม่มีการแก้ไขที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นบริการให้กับลูกค้าของเรา เราให้รุ่นแรกของต้นฉบับต้นฉบับจะถูก copyediting typesetting , และทบทวนผลพิสูจน์ก่อนที่จะเผยแพร่ในรูปแบบสุดท้าย โปรดทราบว่าในกระบวนการผลิตข้อผิดพลาดอาจจะค้นพบซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อเนื้อหา และข้อความปฏิเสธความรับผิดชอบทางกฎหมายที่ใช้บันทึกเกี่ยวกับ .1ผ้าไหมไฟโบรอินเป็นไม่ thrombogenic ินterin adal ı , C *มูราต uncub , C ,, * ภาควิชาวิศวกรรมชีวการแพทย์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ใกล้มหาวิทยาลัยตะวันออกนิโคเซีย ไซปรัสbdepartment ชีวเคมีคลินิก คณะแพทยศาสตร์ ตะวันออกใกล้มหาวิทยาลัยนิโคเซียเหนือไซปรัสctissue วิศวกรรมและศูนย์วิจัยโดยศูนย์ความเป็นเลิศตะวันออกใกล้มหาวิทยาลัย , Nicosia , ไซปรัส2บทคัดย่อผ้าไหมไฟโบรอิน ( SF ) เป็นพอลิเมอร์ของโปรตีนที่น่าสนใจมากสามารถประมวลผลเป็นความหลากหลายของรูปแบบโครงสร้างและลักษณะตรงกับคุณสมบัติเฉพาะด้านสำหรับการใช้งาน จุดมุ่งหมายของงานปัจจุบันเพื่อตรวจสอบความเข้ากันได้ของเลือดสองรูปแบบ ภาพยนตร์ และนั่งร้าน ,ผ้าไหมไฟโบรอิน - N , N ' bisacrylamide ีน ( MBA ) ที่เตรียมจากการผสมโซลูชั่นของสององค์ประกอบ ไบโอฟิล์มเตรียมภายใต้รังสี UV ขณะเตรียมนั่งร้านผ่านการทำแห้งเยือกแข็งเทคนิคที่ 30oC และ - 80oc ตามลำดับ การทดสอบการย่อยสลายบวมกับเอนไซม์ โปรติเอส FTIR XRD , SEM , วิเคราะห์เพื่อใช้ในการอธิบายวัสดุชีวภาพ . ผลการทดลองพบว่า การปรากฏตัวของรอบ ( MBA ) นั่งร้านกล่าวคือ โรคเอดส์ และการสั่งสร้าง ขนาดรูพรุน และย่อยสลายทางชีวภาพ สามารถที่สามารถควบคุมได้ โดยปริมาณของรอบ . กิจกรรมเลือดถูกประเมินโดยใช้เวลาโปรธรอมบิน ( PT ) เปิดเวลาโทโมโบพลาสตินบางส่วน ( aptt ) ในทดสอบการยึดเกาะของเกร็ดเลือดและการทดสอบวิเคราะห์ พบว่า แบบนั่งร้านไบโอฟิล์ม ( hemocompatibility ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับไฟโบรอิน ผ้าไหมแท้ผลการวิจัยพบว่า fibrion ไหม ( N , N ' bisacrylamide ไบโอฟิล์ม 4 และผสมนั่งร้านมีศักยภาพเป็นอุปกรณ์ติดต่อเลือดคำสำคัญ : ผ้าไหมไฟโบรอิน , N , N ' bisacrylamide ีนไม่ thrombogenic วัสดุชีวภาพ3 .1 . แนะนำผ้าไหมไฟโบรอินมาจากตัวไหม เป็นโปรตีนที่สำคัญสำหรับชีวการแพทย์โพลีเมอร์การประยุกต์ใช้ คุณสมบัติที่มีประโยชน์ของพอลิเมอร์นี้มีความสามารถในการกระตุ้นการสร้างเนื้อเยื่อ [ 1ย่อยสลายทางชีวภาพ 2 ] , [ 3 , 4 ] hemocompatibility [ 5 , 6 ] cytocompatibility [ 7 ] และการปฏิสัมพันธ์กับเซลล์ [ 8 , 9 ] ออกแบบที่เรียบง่ายของไฟโบรอินไหมในระดับโมเลกุลได้มักจะ ส่งผลให้ในการจัดหมวดหมู่เป็น " รูปแบบิน " [ 10 ] ในการผสมโซลูชั่นต่างๆ , ผ้าไหมโครงสร้างไฟโบรอินปรากฏสู่คุณสมบัติที่แตกต่างกันของการใช้งานที่หลากหลายมีการศึกษาวิจัยครั้งนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อปรับปรุงความเข้ากันได้ของเลือดของไฟโบรอินไหมโดยพื้นผิวการปรับเปลี่ยน [ 11-17 ] เจียง et al . , สังเคราะห์ phosphobetaine zwitterionic ถือและ ( 8-hydroxy-2-octyl phosphorylcholine , พื้นผิวของฟิล์มไฟโบรอินไหม ที่ผลการศึกษาพบว่า zwitterionic phosphobetaine ว่า nonthrombogenicity ในหลังการการทดสอบ [ 11 ] vepari ที่อัล พบว่า พื้นผิว pegylated ภาพยนตร์อาจจะผ้าไหมantiadhesion ที่มีประโยชน์และวัสดุอื่นๆเพื่อใช้งาน [ 13 ] ชีวการแพทย์ . เฟอรูลิกกรดแก้ไขไหม ไฟโบรสอบสวนโดย Wang et al . พวกเขาพบว่าใช้งานได้บางส่วนเวลาที่โทโมโบพลาสติน ( aptt ) เวลาโปรธรอมบิน ( PT ) และทรอมบิน ( TT ) และทั้งเวลาในการแข็งตัวของเลือด ( wbct ) นานไปกว่าของไฟโบรอิน ผ้าไหมแท้ ที่การปรับปรุงความเข้ากันได้ของเลือดใน suface ินมุ่งลดโปรตีนเป้าหมายสุดท้ายของการลดลงของการยึดเกาะ [ 14 ] นักวิจัยบางพบว่าในการทดสอบเวลาการแข็งตัวของเลือดการดัดแปลงเป็นนั่งร้านสูงมากกว่าของบริสุทธิ์ไหมไฟโบรอินนั่งร้าน [ 15 ] ในงานอื่น กู et al . เพิ่มเลือดความเข้ากันได้โดยสองขั้นตอนกระบวนการรวมถึงการ nh3 ก๊าซพลาสมาและปฏิกิริยากับ 13-propane ซัลโฟน [ 16 ] ผลการศึกษา ผลของการเปลี่ยนแปลงพื้นผิวบนhemocompatibility ให้โอกาสออกแบบกราฟหลอดเลือดเทียม . ในก่อนงาน , ยากิ et al . ที่เตรียมไว้ และลักษณะของกราฟและคู่ผ้าถัก raschelประเมินการทำงานระยะสั้นผม