Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han determinado que la textura de la superficie de los materiales de nitruro de galio (GaN) puede influir en la salud de las células cercanas. El trabajo es significativo porque GaN es un material de interés para desarrollar nuevos dispositivos que puedan controlar el comportamiento celular.

Los materiales de GaN tienen un conjunto único de propiedades que los convierten en candidatos viables para dispositivos bioelectrónicos:puede ajustar la carga en la superficie de los materiales; los materiales no se degradan fácilmente en ambientes acuosos como el cuerpo; y no son tóxicos.

"Pero aunque las células vivas sobrevivirán en presencia de GaN, queríamos saber si podíamos influir en el comportamiento de las células cambiando la composición del material de GaN, "dice Patrick Snyder, un doctorado estudiante de NC State y autor principal de un artículo sobre el trabajo. "Básicamente, queríamos saber si la ingeniería del GaN podría influir en la salud y el metabolismo de las células circundantes ".

Para hacer esto, los investigadores probaron tres materiales diferentes:GaN, y dos variaciones de nitruro de aluminio y galio:Al0.8Ga0.2N y Al0.7Ga0.3N. Los investigadores manipularon la superficie de los materiales, creando versiones ásperas y suaves de cada uno. Finalmente, los investigadores modificaron la química de la superficie de los materiales para hacerlos más o menos atractivos para el agua, hidrófilos o hidrófobos, respectivamente.

Por ejemplo, había seis tipos de material de GaN:hidrofóbico, GaN rugoso hidrófilo y sin modificar; e hidrofóbico, GaN suave hidrófilo y sin modificar. Lo mismo sucedió con ambas composiciones de AlGaN.

Luego, los investigadores utilizaron los diversos materiales de GaN como sustratos para el crecimiento de células PC12, una línea de células modelo bien estudiadas que se comprenden bien.

Durante el experimento de siete días, los investigadores monitorearon los cultivos celulares para rastrear la salud y el metabolismo de las células.

"Descubrimos que las composiciones de AlGaN de textura rugosa liberaban más galio en el entorno celular, "Dice Snyder." Si bien esto no mató a las células, causó cambios metabólicos ".

"Esto nos dice que la topografía del material es importante, y puede influir en el comportamiento celular, "dice Albena Ivanisevic, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y coautor del artículo. "El trabajo demuestra que las texturas superficiales de materiales a granel, como las que se utilizan para crear dispositivos, pueden tener efectos similares a los que hemos visto anteriormente en materiales a nanoescala".

El papel, "Topografía a nanoescala, polaridad del semiconductor y funcionalización de la superficie:efectos aditivos y cooperativos en el comportamiento de la celda PC12, "se publica en línea en la revista Avances RSC . El artículo fue coautor de Ramon Collazo, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en NC State; y Ronny Kirste, investigador postdoctoral en NC State que también está afiliado a Adroit Materials. El trabajo apoyado por la Oficina de Investigación del Ejército de los Estados Unidos bajo la subvención W911NF-15-1-0375; y por la National Science Foundation bajo la subvención DMR-1312582.