Electrospinning السقالات بوليمر الليفية للهندسة الأنسجة والخلايا الثقافة
Summary
وتتناول عملية electrospinning البوليمرات للهندسة الأنسجة والخلايا الثقافة في هذه المقالة. على وجه التحديد ، هو وصفها electrospinning من macromers photoreactive مع قدرات معالجة إضافية من photopatterning وelectrospinning متعددة البوليمر.
Abstract
باعتبار أن هذا المجال من تطور هندسة الأنسجة ، وهناك طلب هائل على انتاج مزيد من المواد المناسبة وتقنيات المعالجة من أجل تلبية الاحتياجات (على سبيل المثال ، الميكانيكا والأوعية الدموية) من أجهزة أكثر تعقيدا والأنسجة. Electrospinning هو الاسلوب الشعبي لإنشاء السقالات الليفية التي تحاكي العمارة ومقياس حجم المصفوفة خارج الخلية الأصلية. هذه السقالات ليفية مفيدة أيضا بمثابة ركائز الثقافة الخلية حيث يمكن استخدام ألياف لتوجيه السلوك الخلوية ، بما في ذلك تمايز الخلايا الجذعية (انظر نقدية مستفيضة Mauck<em> وآخرون.</em> وسيل<em> وآخرون.</em> لمزيد من المعلومات). في هذه المقالة ، نحن تصف عملية electrospinning العامة للبوليمرات وكمثال على ذلك ، وهو حمض الهيالورونيك electrospin التفاعل قادرة على يشابك مع التعرض للضوء (انظر Ifkovits<em> وآخرون.</em> لإعادة النظر في المواد photocrosslinkable). نقدم أيضا قدرات مزيد من المعالجة مثل photopatterning ومتعددة البوليمر تشكيل السقالة. يمكن استخدامها لإنشاء السقالات Photopatterning مع قنوات مسامية ومتعددة المستويات لزيادة عمليات التسلل الخلوية وتوزيع الأنسجة. متعددة البوليمر السقالات مفيدة لضبط أفضل الخصائص (الميكانيكا وتدهور) من سقالة ، بما في ذلك مسامية مصممة للتسلل الخلوية. وعلاوة على ذلك ، يمكن توسيع هذه التقنيات لتشمل مجموعة واسعة من البوليمرات وmacromers رد الفعل لإنشاء السقالات المعقدة التي توفر الاشارات اللازمة لتطوير بنيات الأنسجة نجاحا هندسيا.
Protocol
Discussion
كان يستخدم لإعداد Electrospinning السقالات ليفية من البوليمرات. Photocrosslinkable السقالات على أساس حمض الهيالورونيك استخدمت كمثال توضيحي ، حيث هناك حاجة إلى التعرض للضوء ليشابك. مع استخدام macromers رد الفعل ، مثل MeHA ، أدرجت القنوات التي أثبتت سابقا التوزيع المعززة الخلوية في السقالا…
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل جمعية القلب الاميركية زمالة Predoctoral لمبادرة التعلم المشتركة والمعاهد الوطنية للمنح R01AR056624 هيث.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| DAPI | Reagent | Invitrogen | D1306 | |
| I2959 | Reagent | Ciba Specialty Chemicals | ||
| PEO 200 kDa | Polysciences | 17503 | ||
| PEO 900 kDa | Reagent | Sigma | 189456 | |
| Methacryloxethyl thiocarbamoyl rhodamine B | Reagent | Polysciences | 23591-100 | Prepare stock solution in DMSO |
| Live/Dead Stain Kit | Reagent | Invitrogen | L3224 | Contains Calcein (stains live cells green) and ethidium homodime (stains red dead cells) |
| Syringe Pump | Equipment | KD Scientific | KDS100 | Two are needed for dual polymer spinning |
| Power Source | Equipment | Gamma High Voltage | ES30P-5W | Two are needed for dual polymer spinning |
| Motor | Equipment | Triem Electric Motors, Inc | 0132022-15 | Must attach to a custom built mandrel |
| Tachometer | Equipment | Network Tool Warehouse | ESI-330 | Use to monitor mandrel speed |
| Omnicure UV Spot Cure System with collimating adapter | Equipment | Exfo Life Sciences Division | S1000 | |
| Silicone Tubing | Equipment | McMaster-Carr | 51135K151 | |
| Luer Lock Female Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K293 | |
| Luer Lock Male Adapter | Equipment | McMaster-Carr | 51525K143 | |
| Needles | Equipment | Fisher Scientific | 14-825-16H | |
| Coverslips | Equipment | Corning | 2875-22 |
Referencias
- Burdick, J. A., Chung, C., Jia, X., Randolf, M. A., Langer, R. Controlled degradation and mechanical behavior of photopolymerized hyaluronic acid networks. Biomacromolecules. 6, 386-391 (2005).
- Baker, B. M., Gee, A. O., Metter, R. B., Nathan, A. S., Marklein, R. A., Burdick, J. A., Mauck, L. R. The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers. Biomaterials. 29, 2348-2358 (2008).
- Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. Review: Photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications. Tissue Engineering. 13, 2369-2385 (2007).
- Khademhosseini, A., Eng, G., Yeh, J., Fukuda, J., Blumling, J., Langer, R., Burdick, J. A. Micromolding of photocrosslinkable hyaluronic acid for cell encapsulation and entrapment. J. Biomed Mater Res A. 79A, 522-532 (2006).
- Mauck, R. L., Baker, B. M., Nerurkar, N. L., Burdick, J. A., Li, W. J., Tuan, R. S., Elliott, D. M., M, D. Engineering on the Straight and Narrow: The Mechanics of Nanofibrous Assemblies for Fiber-Reinforced Tissue Regeneration. Tissue Engineering B. 15, 171-193 (2009).
- Sill, T. J., Von Recum, H. a. v. o. n. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
- Sundararaghavan, H. G., Metter, R. B., Burdick, J. A. Electrospun fibrous scaffolds with multi-scale and photopatterned porosity. , (2009).
