Electrospinning Stapel-Polymer Stellingen voor Tissue Engineering en Cell Culture
Summary
Het proces van electrospinning polymeren voor tissue engineering en cel cultuur wordt behandeld in dit artikel. In het bijzonder, is de electrospinning van fotoreactieve macromers met extra verwerkingsmogelijkheden van photopatterning en multi-polymeer electrospinning beschreven.
Abstract
Als op het gebied van tissue engineering ontwikkelt, is er een enorme vraag naar meer geschikte materialen en technieken produceren om aan de eisen (bijvoorbeeld mechanica en vasculariteit) van meer ingewikkelde organen en weefsels te pakken. Electrospinning is een populaire techniek om vezelig scaffolds dat de architectuur en de grootte schaal van de inheemse extracellulaire matrix na te bootsen creëren. Deze vezelachtige steigers zijn ook bruikbaar als celkweek substraten, omdat de vezels kan worden gebruikt om cellulaire gedrag direct, inclusief stamcel differentiatie (zie uitgebreide reviews van Mauck<em> Et al..</em> En Sill<em> Et al..</em> Voor meer informatie). In dit artikel beschrijven we het algemene proces van electrospinning polymeren en als een voorbeeld, electrospin een reactieve hyaluronzuur in staat is van verknoping met de blootstelling aan licht (zie Ifkovits<em> Et al..</em> Voor een recensie over fotoverknoopbare materialen). We introduceren ook de verdere verwerking mogelijkheden zoals photopatterning en multi-polymeer steiger formatie. Photopatterning kan worden gebruikt om steigers met kanalen en multi-schaal porositeit te creëren om cellulaire infiltratie en de verdeling over de weefsels te verhogen. Multi-polymeer steigers zijn nuttig om beter afstemmen van de eigenschappen (mechanica en degradatie) van een steiger, met inbegrip van op maat gesneden porositeit voor cellulaire infiltratie. Bovendien kunnen deze technieken worden uitgebreid tot een breed scala van polymeren en reactieve macromers tot complexe steigers dat de signalen nodig voor de ontwikkeling van succesvolle weefselmanipulatieproducten bouwt het leveren bevatten.
Protocol
Discussion
Electrospinning werd gebruikt om vezelig steigers te bereiden van polymeren. Fotoverknoopbare steigers op basis van hyaluronzuur werden gebruikt als een illustratief voorbeeld, waar de blootstelling aan licht nodig is voor verknoping. Met het gebruik van reactieve macromers, zoals Meha, waren kanalen die eerder hebben aangetoond dat verbeterde cellulaire distributie opgenomen in de steigers met het gebruik van een masker tijdens photocrosslinking aan macro-en micro-poreuze steigers te vormen. Bovendien werden twee versc…
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door een American Heart Association Predoctorale Fellowship te JLI en National Institutes of Heath verlenen R01AR056624.
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).
