Wechselwirkung von Zellen mit funktionellen nanostrukturierten Oberflächen

Wie in diesen rasterelektronenmikroskopischen Abbildungen dargestellt, können die chemischen Ankerpunkte aus Gold (helle Punkte) in unterschiedlichsten Geometrien zueinander positioniert werden. Aufgrund der eingeschränkten Ausdehnung der Punkte (< 10 nm), stellt jeder dieser Punkte einen potenziellen Kandidaten zur Immobilisierung eines einzelnen Rezeptors in der Zellmembran dar.

Schematische Darstellung der Integrin-vermittelten Längenskala in Adhäsionsprozesse.

SEM-Aufnahme einer Zellmembran in Kontakt mit biofunktionalisierten Nanostrukturen

Eine binäre Polymerstruktur hat sich durch Phasensepareation in einem etwa 100 nm dicken Film gebildet (links: AFM-Aufnahme im Contact Mode). Diese hierarchisch strukturierte Morphologie wird gleichzeitig von zwei Längenskalen dominiert (12 µm und 3 µm). Rechts ist ebenfalls eine durch Phasenseparation einer Polymermischung entstandene Morphologie dargestellt. Diese TEM-Aufnahme des ebenfalls etwa 100 nm dicken Filmes zeigt nur eine charakteristische Längenskala – allerdings im Bereich von nur etwa 150 nm. Dies zeigt die enorme Variabilität der Polymerphasenseparation bezüglich der Korrelationslängen.

Polymerphasenmorphologie auf einem vorstrukturierten Substrat. Das durch Mikrokontaktstempeln vorstrukturierte Muster wird von der Phasenmorphologie übernommen (links). Im unteren rechten Bildteil liegt ein homogenes Substrat vor und die Phasenmorphologie bildet ihr natürliches, isotropes Muster. Durch selektives Auflösen einer der Komponenten, kann eine topographische Struktur erzeugt werden, die das Substrat in den tieferen Bereichen frei gibt (rechts). Es besteht in diesem Fall aus Gold. Oben sieht man eine AFM-Detailaufnahme dieser Probe. Die Periodizität dieses Gitters liegt bei 2,4 µm - bei einer Filmdicke von etwa 60 nm.