Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte determinaram que a textura da superfície dos materiais de nitreto de gálio (GaN) pode influenciar a saúde das células próximas. O trabalho é significativo porque GaN é um material de interesse para o desenvolvimento de novos dispositivos que possam controlar o comportamento celular.

Os materiais GaN têm um conjunto exclusivo de propriedades que os tornam candidatos viáveis ​​para dispositivos bioeletrônicos:você pode ajustar a carga na superfície dos materiais; os materiais não se degradam facilmente em ambientes aquosos como o corpo; e eles não são tóxicos.

"Mas, embora as células vivas sobrevivam na presença de GaN, queríamos saber se poderíamos influenciar o comportamento das células, alterando a composição do material GaN, "diz Patrick Snyder, um Ph.D. aluno da NC State e autor principal de um artigo sobre o trabalho. "Basicamente, queríamos saber se a engenharia do GaN poderia influenciar a saúde e o metabolismo das células circundantes. "

Para fazer isso, os pesquisadores testaram três materiais diferentes:GaN, e duas variações de nitreto de alumínio e gálio - Al0.8Ga0.2N e Al0.7Ga0.3N. Os pesquisadores manipularam a superfície dos materiais, criando versões ásperas e suaves de cada um. Por último, os pesquisadores modificaram a química da superfície dos materiais para torná-los mais ou menos atraentes para a água - hidrofílicos ou hidrofóbicos, respectivamente.

Por exemplo, havia seis tipos de material GaN:hidrofóbico, GaN áspero hidrofílico e não modificado; e hidrofóbico, GaN liso hidrofílico e não modificado. O mesmo também foi verdadeiro para ambas as composições de AlGaN.

Os pesquisadores então usaram os vários materiais de GaN como substratos para o cultivo de células PC12 - uma linha de células modelo bem estudadas que são bem compreendidas.

Durante o experimento de sete dias, os pesquisadores monitoraram as culturas de células para rastrear a saúde e o metabolismo das células.

"Descobrimos que as composições de AlGaN de textura grosseira liberaram mais gálio no ambiente celular, "Snyder diz." Embora isso não tenha matado as células, causou mudanças metabólicas. "

"Isso nos diz que a topografia do material é importante, e pode influenciar o comportamento celular, "diz Albena Ivanisevic, professor de ciência de materiais e engenharia na NC State e co-autor do artigo. "O trabalho demonstra que as texturas de superfície de materiais a granel - como aquelas usadas para criar dispositivos - podem ter efeitos semelhantes aos que vimos anteriormente em materiais em nanoescala."

O papel, "Topografia em nanoescala, polaridade de semicondutor e funcionalização de superfície:efeitos aditivos e cooperativos no comportamento da célula PC12, "é publicado online no jornal RSC Advances . O artigo foi coautor de Ramon Collazo, professor assistente de ciência de materiais e engenharia na NC State; e Ronny Kirste, um pesquisador de pós-doutorado na NC State que também é afiliado à Adroit Materials. O trabalho apoiado pelo Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA sob a concessão W911NF-15-1-0375; e pela National Science Foundation sob a concessão DMR-1312582.