From molecules to function
Synthetische zelfreplicerende vezels voor nieuwe biomaterialen & evolutionaire systemen
Complexe functionele moleculaire systemen – centraal binnen de systeemchemie – vormen de kern van geavanceerde biomaterialen. In zijn proefschrift onderzoekt Kirill Mikhailov hoe dynamische covalente chemie en supramoleculaire zelfassemblage kunnen worden benut om peptide-gebaseerde zelfreplicerende vezels te creëren, die kunnen worden gebruikt voor zowel bio-instructieve hydrogelcelscaffolds als systemen van chemische zelfreplicatoren voor het bestuderen van evolutionaire scenario’s.
Mikhailov gebruikte de supramoleculaire peptide-gebaseerde hydrogels die uit deze vezels zijn afgeleid als veelzijdige platforms voor de integratie van biochemische en biomechanische stimuli in de scaffoldmatrix, met als doel het gedrag van gekweekte cellen te beïnvloeden via materiaaleigen signalen. Toepassing van de ontwikkelde supramoleculaire hydrogels als 3D-celscaffolds en als 3D-bio-inkten liet veelbelovende resultaten zien; het uiteindelijke gebruik van deze hydrogels voor deze toepassingen vereist echter verder onderzoek en optimalisatie.
Tot slot creëerde Mikhailov systemen van chemische zelfreplicatoren op basis van de ontwikkelde zelfreplicerende vezels, waarmee hij een Lamarckiaans evolutiescenario kon bestuderen. Over het geheel genomen toont dit proefschrift de veelzijdigheid van de systeemchemische benadering voor het creëren van functionele moleculaire systemen en voor het ontwerp van biomaterialen.
Kirill Mikhailov voerde zijn onderzoek uit bij het Stratingh Institute, afdeling Systems Chemistry, met financiering van het European Research Council. Hij vervolgt zijn loopbaan als postdoc bij deze universiteit.